Ultrasonic Levitation als ein Handhabungswerkzeug für ISM-Prozesse

In-Space Manufacturing (ISM) und In-Situ Resource Utilization (ISRU) sind Schlüsselkompetenzen der international angestrebten Explorationsmissionen auf Mond und Mars und haben in den letzten Jahren stetig an Bedeutung gewonnen. Das Verbundprojekt Lev4ISM verfolgt daher das Ziel, einen innovativen Fertigungsprozess zu entwickeln, der speziell auf die Bedingungen des Weltraums zugeschnitten ist. Dieser Prozess soll es ermöglichen, Bauteile direkt im Raum ohne Stützmaterial herzustellen, wodurch ressourceneffizient produziert werden kann und dadurch nachhaltige Langzeitmissionen unterstützt werden können. Ein zentraler Ansatzpunkt des Projekts liegt in der Weiterentwicklung des „Ultrasonic Levitation“-Verfahrens, das die Handhabung von Partikeln und Bauteilen in der Schwerelosigkeit/Mikrogravitation ermöglicht. Durch die Implementierung gekoppelter Simulationen werden komplexe Bewegungsabläufe präzise vorhergesagt, was eine gezielte Prozesssteuerung für den Aufbau komplexer 3D-Strukturen ermöglicht. Der mechanische Aufbau des Systems soll neben dem akustischen Levitationssystem auch ein Trackingmodul zur Erfassung von Partikel- und Bauteilpositionen sowie eine Prozessüberwachung umfassen. Ergänzt wird dies durch eine Hilfsaktorik, welche die Handhabung der zu manipulierenden Objekte zwischen den Flügen im Einstein-Elevator ermöglicht. Diese ganzheitliche Herangehensweise verspricht neue Möglichkeiten für die Fertigung im Weltraum und ebnet den Weg für nachhaltige Explorationsmissionen jenseits der Erde.

Das Projekt wird durch das „Institut für Transport- und Automatisierungstechnik“ (ITA) der Leibniz Universität Hannover in Kooperation mit dem „Institut für Partikeltechnik“ (iPAT) der TU Braunschweig bearbeitet.