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Proceedings

Tests of additive manufacturing and other processes under space gravity conditions in the Einstein-Elevator

Tests von additiver Fertigung und anderen Prozessen unter Weltraumgravitationsbedingungen im Einstein-Elevator

  1. Dipl.-Ing. Christoph Lotz Institute of Transport and Automation Technology, Leibniz University Hannover; Hannover Institute of Technology, Leibniz University Hannover
  2. M.Sc. Niklas Gerdes Laser Development Department, Laser Zentrum Hannover e.V.
  3. M.Sc. Richard Sperling Institute of Transport and Automation Technology, Leibniz University Hannover; Hannover Institute of Technology, Leibniz University Hannover; Institute for Satellite Geodesy and Inertial Sensing, German Aerospace Center (DLR)
  4. B.Sc. Sebastian Lazar Hannover Institute of Technology, Leibniz University Hannover
  5. Dipl.-Ing. Stefan Linke Institute of Space Systems, Technische Universität Braunschweig
  6. Dr. rer. nat. Jörg Neumann Laser Development Department, Laser Zentrum Hannover e.V.
  7. Prof. Dr.-Ing. Enrico Stoll Institute of Space Systems, Technische Universität Braunschweig
  8. Prof. Dr. Wolfgang Ertmer Hannover Institute of Technology, Leibniz University Hannover; Laser Development Department, Laser Zentrum Hannover e.V.; Institute for Satellite Geodesy and Inertial Sensing, German Aerospace Center (DLR)
  9. Prof. Dr.-Ing. Ludger Overmeyer Institute of Transport and Automation Technology, Leibniz University Hannover; Hannover Institute of Technology, Leibniz University Hannover; Laser Development Department, Laser Zentrum Hannover e.V.

Zusammenfassungen

Material processing and material transport systems on Earth are designed for Earth's gravity and atmosphere. In order to pave the way for the future colonization of space, production technologies and transport systems are an essential factor in reducing costs and logistical efforts, such as in-situ resource utilization (ISRU). Laser-based additive manufacturing methods offer the possibility of a production process independent of environmental conditions and a high degree of adaptability to the objects to be manufactured. These and other processes, e.g. for material handling of powder in microgravity, will be investigated in the Einstein-Elevator in the future. This paper first describes the possibilities for the investigation of large scientific experimental setups under different gravitational conditions. Subsequently, the requirements for the experiments and an exemplary project sequence are described using the example of the MOONRISE project. In addition, first experimental results are presented.

Materialverarbeitungs- sowie Materialtransportsysteme auf der Erde sind prozessbedingt auf die Erdgravitation und -atmosphäre ausgelegt. Um den Weg für die zukünftige Kolonisierung des Weltraums zu ebnen, sind Produktionstechnologien sowie Transportsysteme ein essentieller Faktor zur Reduzierung von Kosten und logistischem Aufwand, wie beispielsweise bei der In-situ Resource Utilization (ISRU). Laserbasierte additive Herstellungsverfahren bieten dabei die Möglichkeit eines von Umgebungsbedingungen unabhängigen Verarbeitungsprozesses sowie eine hohe Anpassungsfähigkeit an die herzustellenden Objekte. Diese und weitere Verfahren, z.B. zur Materialhandhabung von Pulver in Schwerelosigkeit, werden im Einstein-Elevator in Zukunft untersucht. In dieser Veröffentlichung werden zunächst die Möglichkeiten für die Untersuchung großer wissenschaftlicher Experimentaufbauten in unterschiedlichen Gravitationsbedingungen beschrieben. Am Beispiel des Projekts MOONRISE werden anschließend die Anforderungen an die Experimente und ein beispielhafter Projektablauf dargestellt. Außerdem werden erste Versuchsergebnisse präsentiert.

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