{"id":192620,"date":"2025-03-12T20:29:09","date_gmt":"2025-03-12T19:29:09","guid":{"rendered":"https:\/\/infodienst.info\/?p=192620"},"modified":"2025-07-24T18:36:10","modified_gmt":"2025-07-24T16:36:10","slug":"die-darpa-will-im-weltraum-riesige-strukturen-zuechten","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/infodienst.info\/?p=192620","title":{"rendered":"Die DARPA will im Weltraum riesige Strukturen \u00bbz\u00fcchten\u00ab"},"content":{"rendered":"

Raumstationen k\u00f6nnen durch Mikrometeoriten besch\u00e4digt werden. Satelliten durch extreme Sonnenst\u00fcrme ausfallen. Und Weltraumschrott stellt eine immerw\u00e4hrende Gefahr dar. Um besch\u00e4digte Weltraumger\u00e4te zu reparieren oder auszutauschen, m\u00fcssen oft aufw\u00e4ndig Ersatzteile mit Raketen ins All verfrachtet werden. Dar\u00fcber hinaus beeintr\u00e4chtigen die durch die Frachtverkleidung einer Rakete vorgegebenen Gr\u00f6\u00dfen- und Gewichtsbeschr\u00e4nkungen den Transport und Bau von gro\u00df angelegten Strukturen im Orbit, auf dem Mond oder dem Mars.<\/span><\/p>\n

Die US-amerikanische \u00bbDefense Advanced Research Projects Agency\u00ab<\/span> (DARPA\u00b9<\/a>) begann daher im Jahr 2022 mit dem Projekt NOM4D (Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials, and Mass-Efficient Design), um solche Frachtbeschr\u00e4nkungen durch die Erforschung eines neuen Paradigmas aufzubrechen. Dies w\u00fcrde etwaige Transportschwierigkeiten drastisch verringern.<\/span><\/p>\n

Anstatt Strukturen zu falten oder zu komprimieren, um sie in eine Raketenverkleidung einzupassen, die im Weltraum entfaltet oder eingesetzt werden kann, schlug die DARPA vor, neuartige leichte Rohstoffe in der Raketenverkleidung zu verstauen, die f\u00fcr den Start nicht ausgeh\u00e4rtet werden m\u00fcssen. Ziel dieses Ansatzes ist es, den Bau wesentlich gr\u00f6\u00dferer und masseeffizienterer Strukturen im Orbit zu erm\u00f6glichen, als jemals in eine Raketenverkleidung passen w\u00fcrden. Dar\u00fcber hinaus erm\u00f6glicht dieses Konzept masseeffiziente Designs von Strukturen, die auf der Erde instabil w\u00e4ren, aber f\u00fcr die geringe Schwerkraft des Weltraums optimiert sind.<\/span><\/p>\n

Ohne die Gr\u00f6\u00dfen- und Gewichtsbeschr\u00e4nkungen einer Rakete k\u00f6nnten Ingenieure auch gro\u00dfe Strukturen \u2013 \u00fcber 500 Meter lang \u2013 entwerfen und bauen, die nicht von der Erde aus transportiert werden k\u00f6nnen. Lebende Materialien k\u00f6nnten sich selbst zu Antennen, Netzen zum Auffangen von Tr\u00fcmmern oder sogar Teilen von Raumstationen zusammensetzen. Die Technologie k\u00f6nnte besonders bei Missionen zum Mars und dar\u00fcber hinaus n\u00fctzlich sein.<\/span><\/p>\n

Die Agentur hat bereits zuvor die Herstellung von Weltraummaterialien untersucht, die auf Roboterkonstruktion oder selbstorganisierenden Materialien basieren. Der neue Vorschlag erg\u00e4nzt die Mischung um synthetische Biologie. Im Vergleich zu herk\u00f6mmlichen starren Materialien k\u00f6nnten Alternativen mit lebenden Mikroben flexibler sein. Eingebettet in eine biokompatible Matrix, die Struktur verleiht, k\u00f6nnten sie ein lebendiges Material bilden, das den rauen Bedingungen des Weltraums widersteht.<\/span><\/p>\n

Der Bau gro\u00dfer Objekte direkt im Weltraum bietet zahlreiche Vorteile. Anstatt Strukturen f\u00fcr Raketen zusammenzufalten \u2013 wie das James-Webb-Weltraumteleskop, das Ingenieure f\u00fcr seinen Flug ins All origamiartig gefaltet haben \u2013, k\u00f6nnte der Transport leichter Rohstoffe von der Erde energie- und kosteneffizienter sein. Aus diesen Materialien k\u00f6nnten dann im Orbit deutlich gr\u00f6\u00dfere Objekte hergestellt werden. Die Mikrogravitation erm\u00f6glicht es Ingenieuren zudem, Strukturen zu konstruieren, die auf der Erde unter ihrem eigenen Gewicht in sich zusammenfallen w\u00fcrden. Der Weltraum bietet die M\u00f6glichkeit, Objekte zu bauen, die sich deutlich von denen auf der Erde unterscheiden.<\/span><\/p>\n

\u00bbAktuelle Weltraumsysteme werden alle auf der Erde entworfen, gebaut und getestet, bevor sie in eine stabile Umlaufbahn gebracht und in ihre endg\u00fcltige Betriebskonfiguration gebracht werden<\/em>\u00ab, brachte es Bill Carter, Programmmanager von NOM4D, bereits 2022 auf den Punkt: \u00bbDiese Einschr\u00e4nkungen gelten besonders f\u00fcr gro\u00dfe Strukturen wie Solaranlagen, Antennen und optische Systeme, bei denen die Gr\u00f6\u00dfe entscheidend f\u00fcr die Leistung ist<\/em>.\u00ab<\/span><\/p>\n

Jetzt, drei Jahre sp\u00e4ter, tritt das Projekt in die Erprobungsphase ein. Die neuartigen Montageprozesse und Rohmaterialien, die vom California Institute of Technology<\/span> (Caltech<\/a>) und der<\/span> Momentus Inc.<\/a> entwickelt wurden, soll an Bord des \u00bbMomentus Vigoride Orbital Services Vehicle\u00ab getestet werden. Der Start in die erdnahe Umlaufbahn ist f\u00fcr Februar 2026 mit der SpaceX Falcon 9 Transporter-16-Mission geplant. Nach Erreichen der Umlaufbahn ist kein menschlicher Eingriff erforderlich. Bordkameras \u00fcberwachen den Fortschritt der Strukturmontage in Echtzeit, w\u00e4hrend ein Portalroboter autonom leichte Verbundfaser-L\u00e4ngstr\u00e4ger (d\u00fcnne Rohre) zu einem 1,4 Meter durchmessenden Kreisfachwerk zusammenf\u00fcgt, um die Skelettstruktur einer Hochfrequenzantenne nachzuahmen. \u00bbWenn die Montagetechnologie erfolgreich ist, w\u00e4re dies der erste Schritt zur Skalierung, um in Zukunft sehr gro\u00dfe weltraumgest\u00fctzte Strukturen bauen zu k\u00f6nnen<\/em>\u00ab, hei\u00dft es seitens der DARPA.<\/span><\/p>\n

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Ein weiteres Team der<\/span> University of Illinois<\/a> Urbana-Champaign kooperiert mit<\/span> Voyager Space<\/a> zusammen. Hierbei konzentriert man sich auf Weltraummaterialien und deren Fertigung, wof\u00fcr ein hochpr\u00e4zises Verfahren zur Herstellung von Verbundwerkstoffen im Weltraum entwickelt wurde. Das Rohmaterial besteht aus flachen H\u00fcllen aus Kohlefaser. Verwendet wird ein fl\u00fcssiges Monomer, also Molek\u00fcle, die noch nicht polymerisiert und daher noch nicht fest sind. Die Chemie dieser Monomere ist speziell f\u00fcr Weltraumstarts konzipiert \u2013 sie ist langlebig und h\u00e4lt den Temperaturen im Weltraum stand. Ein Test ist ebenfalls f\u00fcr 2026 auf der Internationalen Raumstation ISS geplant. Start zur Internationalen Raumstation ISS an Bord der kommerziellen Versorgungsmission NG-24 der NASA wird voraussichtlich im April 2026 sein. Die Vorf\u00fchrung findet im Bishop-Airlock-Modul der Raumstation statt.<\/span><\/p>\n

Weitere geplante Technologien umfassen den Bereich der synthetischen Biologie und die Herstellung robuster Strukturen im 3D-Biodruckverfahren. Ausgangspunkt ist die Entdeckung von immer mehr Extremophilen. Extremophile Organismen k\u00f6nnen \u00e4u\u00dferst hohen Dr\u00fccken und Temperaturen standhalten, sauren Umgebungen widerstehen, extreme ultraviolette Strahlung \u00fcberleben und damit zum Teil auch unter Weltraumbedingungen existieren. Die Sequenzierung des Genoms extremophiler Organismen enth\u00fcllt genetische Anpassungen an diese lebensfeindlichen Umgebungen und ebnet den Weg f\u00fcr die Entwicklung von Bakterien, die im Weltraum \u00fcberleben und gedeihen k\u00f6nnen.<\/span><\/p>\n

Damit ist die B\u00fchne bereitet f\u00fcr hybride lebende Materialien, die im Weltraum zu vordefinierten Strukturen heranwachsen k\u00f6nnen. Mithin besteht die neue Vision der DARPA darin, in der Mikrogravitation rasch biologische Objekte \u00bbvon noch nie dagewesener Gr\u00f6\u00dfe<\/em>\u00ab mit L\u00e4ngen oder Durchmessern von \u00fcber 500 Meter zu konstruieren und heranzuz\u00fcchten. Doch der Weltraum ist eine unglaublich feindliche Umgebung. Eine entscheidende Herausforderung wird es sein, herauszufinden, wie man die Bakterien am Leben erh\u00e4lt. Eine weitere besteht darin, ihr Wachstum so zu lenken, dass es die gew\u00fcnschte endg\u00fcltige Form annimmt.<\/span><\/p>\n

Wenn alles gut geht, k\u00f6nnen die Designer in die fertigen Strukturen auch Elektronik einbauen, um Radiofrequenzen oder Infrarotsignale zur Kommunikation zu \u00fcbertragen.<\/span><\/p>\n

W\u00e4hrend die NASA und kommerzielle Raumfahrtunternehmen Pl\u00e4ne f\u00fcr eine weltraum- und lunargest\u00fctzte Wirtschaft der Zukunft entwickeln, sieht die DARPA ein wichtiges nationales Sicherheitsinteresse der USA darin, rund um die Uhr Kenntnis \u00fcber die Weltraumlage zu erlangen \u2013 insbesondere \u00fcber Vorg\u00e4nge im riesigen cislunaren Raum, der Region zwischen Erde und Mond. Es besteht die Hoffnung, diese Technologie zu skalieren und schlie\u00dflich weltraumgest\u00fctzte HF-Antennen mit einem Durchmesser von 100 Metern und mehr bauen zu k\u00f6nnen. Dies w\u00fcrde die Lageerfassung der Aktivit\u00e4ten im cislunaren Bereich und dar\u00fcber hinaus deutlich verbessern. Auch sei es vorstellbar, \u00e4u\u00dferten sich die DARPA-Projektverantwortlichen, dass NOM4D-Technologien andere massive Strukturen im Orbit erm\u00f6glichen, wie etwa Tankstellen f\u00fcr kommerzielle oder staatliche Raumfahrzeuge, weltraumgest\u00fctzte Solaranlagen und viele weitere kommerzielle und nationale Sicherheitsanwendungen. Mit NOM4D soll der Weg f\u00fcr ein Fertigungs\u00f6kosystem im Weltraum zur Montage gro\u00dfer Strukturen geebnet werden.<\/span><\/p>\n

Die DARPA ruft derzeit zur Einreichung von Vorschl\u00e4gen auf und plant im April 2025 einen<\/span> Workshop<\/a>, um die Idee mit Experten zu diskutieren. Sie hofft, dass die Arbeit letzten Endes auch zu Objekten f\u00fchrt, die \u00bbbiologisch hergestellt und zusammengesetzt werden k\u00f6nnen, deren Bau auf traditionelle Weise jedoch m\u00f6glicherweise nicht m\u00f6glich ist<\/em>\u00ab.<\/span><\/p>\n

\u00b9Die DARPA ist die zentrale Forschungs- und Entwicklungsorganisation des US-Kriegsministeriums und besch\u00e4ftigt sich mit haupts\u00e4chlich milit\u00e4risch relevanten Zukunftstechnologien, die zum gro\u00dfen Teil an Science-Fiction erinnern (z.B. KI, Drohnen, Robotik, Biotech, Tarnkappen- und Raumfahrttechnik). <\/small><\/span><\/p>\n

\u00a9 \u203aInfodienst fut\u016brum\u2039. Alle Rechte vorbehalten, all rights reserved. Nachdruck und Weitergabe an Dritte untersagt.<\/small><\/span><\/p>\n","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

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