Das in Großbritannien ansässige Unternehmen Space Forge hat erfolgreich einen Hochtemperaturofen im Orbit getestet und damit die Aussicht auf die Herstellung von Materialien im Weltraum näher an die Realität gebracht. Das in Cardiff ansässige Unternehmen schickte eine mikrowellengroße Fabrik ins All, wo sie Temperaturen von etwa 1.000 °C (1.832 °F) erreichte. Diese Demonstration stellt einen bedeutenden Schritt auf dem Weg zur Herstellung hochreiner Materialien für Branchen dar, die von der Elektronik bis zum Transport reichen.
Der Vorteil der Zero-G-Fertigung
Die einzigartigen Bedingungen im Weltraum – insbesondere die Abwesenheit der Schwerkraft und das nahezu perfekte Vakuum – sind ideal für die Herstellung von Materialien mit beispielloser Reinheit und struktureller Integrität. Halbleiter, wesentliche Komponenten moderner Technologie, profitieren in hohem Maße von diesem Umfeld. In der Schwerelosigkeit ordnen sich Atome ohne die durch das Gewicht verursachten Verzerrungen in einer hochgeordneten 3D-Struktur an, während das Vakuum eine Kontamination verhindert.
Das Ergebnis? Halbleiter, die bis zu 4.000-mal reiner sind als die auf der Erde hergestellten, so Josh Western, CEO von Space Forge. Diese Materialien würden die Leistung kritischer Infrastruktur verbessern, von 5G-Netzen über Ladesysteme für Elektrofahrzeuge bis hin zu fortschrittlichen Flugzeugen.
Vom Prototyp zur Produktion
Die erste Testnutzlast von Space Forge wurde Anfang des Jahres über SpaceX gestartet. Seitdem überwachen und validieren Ingenieure in Cardiff die Fähigkeiten des Systems aus der Ferne. Ein wichtiger Meilenstein war die Aufnahme eines Bildes des 1.000 °C heißen Plasmas im Inneren des Ofens, das seine Betriebsbereitschaft bestätigte.
Das Unternehmen expandiert nun und plant eine größere Orbitalfabrik, die Materialien für 10.000 Halbleiterchips pro Durchgang produzieren kann. Ein entscheidender nächster Schritt besteht darin, eine zuverlässige Methode für die sichere Rückführung dieser Materialien zur Erde zu entwickeln. Das Unternehmen plant, einen Hitzeschild namens „Pridwen“ (nach dem legendären Schild von König Artus) zu verwenden, um den extremen Temperaturen beim Wiedereintritt in die Atmosphäre standzuhalten.
Jenseits von Halbleitern: Die Zukunft der Fertigung im Weltraum
Space Forge ist nicht der Einzige, der dieses Grenzgebiet erkundet. Andere Unternehmen untersuchen die Produktion von Arzneimitteln, künstlichen Geweben und anderen hochwertigen Materialien im Weltraum. Libby Jackson, Raumfahrtleiterin am Science Museum, betont, dass die Wirtschaftlichkeit dieses Ansatzes rasch zunimmt.
„Die Herstellung im Weltraum findet jetzt statt … Durch den Nachweis der Technologie wird die Tür für ein wirtschaftlich realisierbares Produkt geöffnet, bei dem Dinge im Weltraum hergestellt und zum Nutzen aller zur Erde zurückkehren können.“
Diese Entwicklung deutet auf eine Verlagerung hin zur außerweltlichen Produktion als Mittel zur Überwindung terrestrischer Beschränkungen in der Materialwissenschaft hin. Die Fähigkeit, im Weltraum zu produzieren, könnte in den kommenden Jahrzehnten Industrien verändern und Lieferketten neu definieren.
