[{"@context":"http:\/\/schema.org\/","@type":"BlogPosting","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/2021\/01\/23\/raumfahrt-wikipedia\/#BlogPosting","mainEntityOfPage":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/2021\/01\/23\/raumfahrt-wikipedia\/","headline":"Raumfahrt – Wikipedia","name":"Raumfahrt – Wikipedia","description":"Herstellung von Industrieg\u00fctern in einer Umgebung au\u00dferhalb einer Planetenatmosph\u00e4re Eine Vision einer zuk\u00fcnftigen Mondbasis, die mithilfe des 3D-Drucks hergestellt und","datePublished":"2021-01-23","dateModified":"2021-01-23","author":{"@type":"Person","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/author\/lordneo\/#Person","name":"lordneo","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/author\/lordneo\/","image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","url":"https:\/\/secure.gravatar.com\/avatar\/44a4cee54c4c053e967fe3e7d054edd4?s=96&d=mm&r=g","height":96,"width":96}},"publisher":{"@type":"Organization","name":"Enzyklop\u00e4die","logo":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki4\/wp-content\/uploads\/2023\/08\/download.jpg","width":600,"height":60}},"image":{"@type":"ImageObject","@id":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/c\/c6\/Future_Moon_base.jpg\/450px-Future_Moon_base.jpg","url":"https:\/\/upload.wikimedia.org\/wikipedia\/commons\/thumb\/c\/c6\/Future_Moon_base.jpg\/450px-Future_Moon_base.jpg","height":"253","width":"450"},"url":"https:\/\/wiki.edu.vn\/wiki20\/2021\/01\/23\/raumfahrt-wikipedia\/","wordCount":5948,"articleBody":"Herstellung von Industrieg\u00fctern in einer Umgebung au\u00dferhalb einer Planetenatmosph\u00e4re  Eine Vision einer zuk\u00fcnftigen Mondbasis, die mithilfe des 3D-Drucks hergestellt und gewartet werden k\u00f6nnte.[1]  Kristalle von amerikanischen Wissenschaftlern auf der russischen Raumstation Mir 1995: (a) rhomboedrisches Canavalin, (b) Kreatinkinase, (c) Lysozym, (d) Rindfleischkatalase, (e) Schweine-Alpha-Amylase, (f) Pilzkatalase, (g) Myglobin, (h) Concanavalin B, (i) Thaumatin, (j) Apoferritin, (k) Satellitentabakmosaikvirus und (l) hexagonales Canavalin.[2]    Vergleich des Wachstums von Insulinkristallen im Weltraum (links) und auf der Erde (rechts).  In-Space-Fertigung (ISM) beinhaltet eine umfassende Reihe von Prozessen, die auf die Herstellung von Industrieg\u00fctern im Weltraum abzielen.  ISM wird auch h\u00e4ufig synonym mit dem Begriff verwendet Herstellung im Orbit Angesichts der Tatsache, dass die derzeitigen Produktionskapazit\u00e4ten auf eine niedrige Erdumlaufbahn beschr\u00e4nkt sind.Es gibt verschiedene Gr\u00fcnde f\u00fcr die Herstellung im Weltraum:Die Weltraumumgebung, insbesondere die Auswirkungen von Mikrogravitation und Vakuum, erm\u00f6glichen die Erforschung und Produktion von G\u00fctern, die sonst auf der Erde nicht hergestellt werden k\u00f6nnten.Die Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen aus anderen astronomischen K\u00f6rpern, auch In-Situ Resource Utilization (ISRU) genannt, k\u00f6nnte nachhaltigere Weltraumerkundungsmissionen zu geringeren Kosten erm\u00f6glichen, verglichen mit dem Start aller erforderlichen Ressourcen von der Erde.Rohstoffe k\u00f6nnten in eine erdnahe Umlaufbahn transportiert werden, wo sie zu G\u00fctern verarbeitet werden k\u00f6nnten, die zur Erde verschifft werden.  Durch den Ersatz der terrestrischen Produktion auf der Erde soll die Erde erhalten werden.Rohstoffe von sehr hohem Wert, beispielsweise Gold, Silber oder Platin, k\u00f6nnten zur Verarbeitung oder \u00dcbertragung auf die Erde in eine erdnahe Umlaufbahn transportiert werden, von der angenommen wird, dass sie das Potenzial hat, wirtschaftlich rentabel zu werden.Table of ContentsGeschichte[edit]Materialeigenschaften in der Weltraumumgebung[edit]Materialbearbeitung[edit]Herstellung[edit]3D-Druck im Weltraum[edit]Produkte[edit]Herausforderungen[edit]Siehe auch[edit]Verweise[edit]Weiterf\u00fchrende Literatur[edit]Externe Links[edit]Geschichte[edit]W\u00e4hrend der Sojus-6-Mission von 1969 f\u00fchrten russische Astronauten die ersten Schwei\u00dfversuche im Weltraum durch.  Drei verschiedene Schwei\u00dfverfahren wurden mit einer Hardwareeinheit namens Vulkan getestet.  Die Tests umfassten das Schwei\u00dfen von Aluminium, Titan und Edelstahl.  Die im Mai 1973 gestartete Skylab-Mission diente als Labor f\u00fcr verschiedene Experimente zur Weltraumherstellung.  Die Station war mit einer Materialverarbeitungsanlage ausgestattet, die einen Mehrzweck-Elektroofen, eine Kristallwachstumskammer und eine Elektronenstrahlkanone umfasste.  Zu den durchzuf\u00fchrenden Experimenten geh\u00f6rte die Erforschung der Verarbeitung geschmolzener Metalle;  Fotografieren des Verhaltens von entz\u00fcndeten Materialien in der Schwerelosigkeit;  Kristallwachstum;  Verarbeitung von nicht mischbaren Legierungen;  Hartl\u00f6ten von Edelstahlrohren, Elektronenstrahlschwei\u00dfen und Bildung von Kugeln aus geschmolzenem Metall.  Die Besatzung verbrachte w\u00e4hrend der Mission insgesamt 32 Mannstunden mit Untersuchungen zu Materialwissenschaften und Raumfahrt.Das Space Studies Institute veranstaltete alle zwei Jahre eine Veranstaltung Raumfahrtkonferenz im Jahr 1977.Die Schwerelosigkeitsforschung in der Materialverarbeitung wurde 1983 mit der Spacelab-Anlage fortgesetzt.  Dieses Modul wurde ab 2002 26 Mal an Bord des Space Shuttles in die Umlaufbahn gebracht[update].  In dieser Rolle diente das Shuttle vor der Fertigstellung der Internationalen Raumstation als vorl\u00e4ufige, kurzfristige Forschungsplattform.  Die Wake Shield Facility wird vom Roboterarm des Space Shuttles eingesetzt. NASA-BildIm Februar 1994 und September 1995 wurde die Wake Shield Facility vom Space Shuttle in die Umlaufbahn gebracht.  Diese Demonstrationsplattform verwendete das im Orbital-Nachlauf erzeugte Vakuum, um d\u00fcnne Filme aus Galliumarsenid und Aluminiumgalliumarsenid herzustellen.Am 31. Mai 2005 wurde das wiederherstellbare unbemannte Foton-M2-Labor in die Umlaufbahn gebracht.  Zu den Experimenten geh\u00f6rten das Kristallwachstum und das Verhalten der Metallschmelze bei der Schwerelosigkeit.Die Fertigstellung der Internationalen Raumstation hat erweiterte und verbesserte Einrichtungen f\u00fcr die Durchf\u00fchrung industrieller Forschung bereitgestellt.  Diese haben und werden weiterhin zu Verbesserungen unserer Kenntnisse der Materialwissenschaften, neuer Herstellungstechniken auf der Erde und m\u00f6glicherweise zu einigen wichtigen Entdeckungen bei den Methoden der Weltraumherstellung f\u00fchren.  Die NASA und Tethers Unlimited werden den Refabricator an Bord der ISS testen, die Kunststoff f\u00fcr die Verwendung in der additiven Weltraumherstellung recyceln soll.[3]Der elektromagnetische Levitator (MSL-EML) des Material Science Laboratory an Bord des Columbus Laboratory ist eine wissenschaftliche Einrichtung, mit der die Schmelz- und Verfestigungseigenschaften verschiedener Materialien untersucht werden k\u00f6nnen.  Das Fluid Science Laboratory (FSL) dient zur Untersuchung des Verhaltens von Fl\u00fcssigkeiten in der Schwerelosigkeit.[4]Materialeigenschaften in der Weltraumumgebung[edit]Es gibt verschiedene einzigartige Unterschiede zwischen den Eigenschaften von Materialien im Weltraum im Vergleich zu denselben Materialien auf der Erde.  Diese Unterschiede k\u00f6nnen ausgenutzt werden, um einzigartige oder verbesserte Herstellungstechniken herzustellen.Die Mikrogravitationsumgebung erm\u00f6glicht die Kontrolle der Konvektion in Fl\u00fcssigkeiten oder Gasen und die Beseitigung von Sedimentation.  Die Diffusion wird zum prim\u00e4ren Mittel zum Mischen von Material, wodurch ansonsten nicht mischbare Materialien gemischt werden k\u00f6nnen.  Die Umgebung erm\u00f6glicht ein verst\u00e4rktes Wachstum gr\u00f6\u00dferer Kristalle h\u00f6herer Qualit\u00e4t in L\u00f6sung.Das ultrareine Vakuum des Raumes erm\u00f6glicht die Schaffung sehr reiner Materialien und Objekte.  Die Verwendung der Gasphasenabscheidung kann verwendet werden, um Materialien Schicht f\u00fcr Schicht frei von Defekten aufzubauen.Durch die Oberfl\u00e4chenspannung bilden Fl\u00fcssigkeiten in Mikrogravitation perfekt runde Kugeln.  Dies kann zu Problemen f\u00fchren, wenn versucht wird, Fl\u00fcssigkeiten durch eine Leitung zu pumpen. Dies ist jedoch sehr n\u00fctzlich, wenn f\u00fcr eine Anwendung perfekte Kugeln mit gleichbleibender Gr\u00f6\u00dfe ben\u00f6tigt werden.Der Weltraum kann leicht verf\u00fcgbare extreme Hitze und K\u00e4lte liefern.  Das Sonnenlicht kann fokussiert werden, um gen\u00fcgend W\u00e4rme zu konzentrieren, um die Materialien zu schmelzen, w\u00e4hrend Objekte, die in st\u00e4ndigem Schatten gehalten werden, Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt ausgesetzt sind.  Der Temperaturgradient kann genutzt werden, um starke, glasartige Materialien herzustellen.Materialbearbeitung[edit]F\u00fcr die meisten Fertigungsanwendungen m\u00fcssen bestimmte Materialanforderungen erf\u00fcllt sein.  Mineralerze m\u00fcssen raffiniert werden, um bestimmte Metalle zu extrahieren, und fl\u00fcchtige organische Verbindungen m\u00fcssen gereinigt werden.  Idealerweise werden diese Rohstoffe auf wirtschaftliche Weise an die Verarbeitungsstelle geliefert, wo die Ankunftszeit, der Antriebsenergieverbrauch und die Extraktionskosten in den Planungsprozess einbezogen werden.  Mineralien k\u00f6nnen aus Asteroiden, der Mondoberfl\u00e4che oder einem Planetenk\u00f6rper gewonnen werden.  Fl\u00fcchtige Stoffe k\u00f6nnten m\u00f6glicherweise von einem Kometen, kohlenstoffhaltigen Chondriten oder Asteroiden vom Typ “C” oder den Monden des Mars oder anderer Planeten erhalten werden.  Es kann sich auch als m\u00f6glich erweisen, Wasserstoff in Form von Wassereis oder hydratisierten Mineralien aus K\u00fchlfallen an den Polen des Mondes zu extrahieren.Sofern sich die Materialverarbeitung und die Produktionsst\u00e4tten nicht zusammen mit den Rohstoffgewinnungsanlagen befinden, m\u00fcssten die Rohstoffe \u00fcber das Sonnensystem transportiert werden.  Es werden verschiedene Mittel vorgeschlagen, um einen Antrieb f\u00fcr dieses Material bereitzustellen, einschlie\u00dflich Sonnensegel, Elektrosegel, Magnetsegel, elektrische Ionentriebwerke, elektrothermische Mikrowellenstrahlruder oder Massentreiber (dieses letzte Verfahren verwendet eine Folge von Elektromagneten, die in einer Linie montiert sind, um eine Leitung zu beschleunigen Material).In der Materialverarbeitungsanlage m\u00fcssen die eingehenden Materialien auf irgendeine Weise erfasst werden.  Das Man\u00f6vrieren von an der Ladung befestigten Raketen kann den Inhalt in einer passenden Umlaufbahn parken.  Wenn sich die Last alternativ mit einem niedrigen Delta-v relativ zum Ziel bewegt, kann sie mittels eines Massenf\u00e4ngers erfasst werden.  Dies k\u00f6nnte aus einem gro\u00dfen, flexiblen Netz oder einer aufblasbaren Struktur bestehen, die den Impuls der Masse auf die gr\u00f6\u00dfere Anlage \u00fcbertragen w\u00fcrde.  Einmal an Ort und Stelle, k\u00f6nnen die Materialien mit mechanischen Mitteln oder mit kleinen Triebwerken an ihren Platz gebracht werden.Materialien k\u00f6nnen entweder in ihrer Rohform oder durch Verarbeitung zur Extraktion der Bestandteile verwendet werden.  Die Verarbeitungstechniken umfassen verschiedene chemische, thermische, elektrolytische und magnetische Verfahren zur Trennung.  Kurzfristig k\u00f6nnen relativ einfache Methoden verwendet werden, um Aluminium, Eisen, Sauerstoff und Silizium aus Mond- und Asteroidenquellen zu extrahieren.  Weniger konzentrierte Elemente erfordern wahrscheinlich fortschrittlichere Verarbeitungsanlagen, die m\u00f6glicherweise warten m\u00fcssen, bis eine Infrastruktur f\u00fcr die Raumfahrtherstellung vollst\u00e4ndig entwickelt ist.Einige der chemischen Prozesse erfordern eine Wasserstoffquelle zur Herstellung von Wasser- und S\u00e4uremischungen.  Wasserstoffgas kann auch verwendet werden, um Sauerstoff aus dem Mondregolith zu extrahieren, obwohl das Verfahren nicht sehr effizient ist.[clarification needed][citation needed]  Eine leicht verf\u00fcgbare Quelle n\u00fctzlicher fl\u00fcchtiger Stoffe ist daher ein positiver Faktor f\u00fcr die Entwicklung der Weltraumherstellung.  Alternativ kann Sauerstoff aus dem Regolith des Mondes freigesetzt werden, ohne importierte Materialien wiederzuverwenden, indem der Regolith im Vakuum auf 2.500 \u00b0 C (4.530 \u00b0 F) erhitzt wird.  Dies wurde auf der Erde mit Mond-Simulans in einer Vakuumkammer getestet.  Bis zu 20% der Probe wurden als freier Sauerstoff freigesetzt.  Eric Cardiff nennt den Rest Schlacke.  Dieser Prozess ist hocheffizient in Bezug auf importierte Materialien, die pro Charge verbraucht werden, ist jedoch nicht der effizienteste Prozess in Bezug auf Energie pro Kilogramm Sauerstoff.[5]Ein vorgeschlagenes Verfahren zur Reinigung von Asteroidenmaterialien ist die Verwendung von Kohlenmonoxid (CO).  Wenn das Material auf 260 \u00b0 C (500 \u00b0 F) erhitzt und CO ausgesetzt wird, bilden die Metalle gasf\u00f6rmige Carbonyle.  Dieser Dampf kann dann destilliert werden, um die Metallkomponenten abzutrennen, und das CO kann dann durch einen anderen Heizzyklus zur\u00fcckgewonnen werden.  Auf diese Weise kann ein automatisiertes Schiff lose Oberfl\u00e4chenmaterialien beispielsweise vom relativ nahe gelegenen 4660 Nereus (in Delta-V-Begriffen) abkratzen, das Erz mithilfe von Solarheizung und CO verarbeiten und schlie\u00dflich mit einer Ladung fast reinen Metalls zur\u00fcckkehren.  Die Wirtschaftlichkeit dieses Prozesses kann m\u00f6glicherweise erm\u00f6glichen, dass das Material zu einem Zwanzigstel der Kosten f\u00fcr den Start von der Erde gef\u00f6rdert wird. F\u00fcr die R\u00fcckgabe von abgebautem Erz w\u00e4re jedoch eine zweij\u00e4hrige Rundreise erforderlich.[citation needed]Herstellung[edit]Aufgrund der Geschwindigkeit der Lichtbeschr\u00e4nkungen bei der Kommunikation erfordert die Herstellung im Weltraum an einem entfernten Punkt der Ressourcenbeschaffung entweder eine vollst\u00e4ndig autonome Robotik, um die Arbeit auszuf\u00fchren, oder eine menschliche Besatzung mit allen damit verbundenen Lebensraum- und Sicherheitsanforderungen.  Wenn die Pflanze in einer Umlaufbahn um die Erde oder in der N\u00e4he eines bemannten Weltraumlebensraums gebaut wird, k\u00f6nnen Telecherger\u00e4te jedoch f\u00fcr bestimmte Aufgaben verwendet werden, die menschliche Intelligenz und Flexibilit\u00e4t erfordern.Solarenergie bietet eine leicht verf\u00fcgbare Energiequelle f\u00fcr die thermische Verarbeitung.  Selbst mit W\u00e4rme allein k\u00f6nnen einfache thermisch verschmolzene Materialien f\u00fcr den Grundaufbau stabiler Strukturen verwendet werden.  Sch\u00fcttgut vom Mond oder von Asteroiden hat einen sehr geringen Wassergehalt und ist beim Schmelzen zu glasartigen Materialien sehr haltbar.  Diese einfachen, glasigen Feststoffe k\u00f6nnen zur Ansammlung von Lebensr\u00e4umen auf der Mondoberfl\u00e4che oder anderswo verwendet werden.  Die Sonnenenergie kann mithilfe einer Reihe von lenkbaren Spiegeln im Fertigungsbereich konzentriert werden.Die Verf\u00fcgbarkeit und die g\u00fcnstigen physikalischen Eigenschaften von Metallen machen sie zu einem Hauptbestandteil der Weltraumherstellung.  Die meisten auf der Erde verwendeten Metallhandhabungstechniken k\u00f6nnen auch f\u00fcr die Weltraumherstellung \u00fcbernommen werden.  Einige dieser Techniken erfordern aufgrund der Mikrogravitationsumgebung erhebliche Modifikationen.Die Produktion von geh\u00e4rtetem Stahl im Weltraum wird einige neue Faktoren einf\u00fchren.  Kohlenstoff kommt in Mondoberfl\u00e4chenmaterialien nur in geringen Anteilen vor und muss von einem anderen Ort geliefert werden.  Abfallstoffe, die von Menschen von der Erde transportiert werden, sind eine m\u00f6gliche Quelle, ebenso wie Kometen.  Das Wasser, das normalerweise zum Abschrecken von Stahl verwendet wird, ist ebenfalls knapp und erfordert starkes R\u00fchren.Das Gie\u00dfen von Stahl kann in der Schwerelosigkeit ein schwieriger Prozess sein, der spezielle Erw\u00e4rmungs- und Injektionsprozesse oder Schleuderformen erfordert.  Das Heizen kann mit Sonnenlicht in Kombination mit elektrischen Heizger\u00e4ten durchgef\u00fchrt werden.  Der Gie\u00dfprozess m\u00fcsste auch verwaltet werden, um die Bildung von Hohlr\u00e4umen beim Abk\u00fchlen und Schrumpfen des Stahls zu vermeiden.Verschiedene Metallbearbeitungstechniken k\u00f6nnen verwendet werden, um das Metall in die gew\u00fcnschte Form zu bringen.  Die Standardmethoden sind Gie\u00dfen, Zeichnen, Schmieden, Bearbeiten, Walzen und Schwei\u00dfen.  Sowohl Walz- als auch Ziehmetalle m\u00fcssen erw\u00e4rmt und anschlie\u00dfend abgek\u00fchlt werden.  F\u00fcr das Schmieden und Extrudieren k\u00f6nnen angetriebene Pressen erforderlich sein, da die Schwerkraft nicht verf\u00fcgbar ist.  Das Elektronenstrahlschwei\u00dfen wurde bereits an Bord des Skylab demonstriert und wird wahrscheinlich die Methode der Wahl im Weltraum sein.  F\u00fcr Bearbeitungsvorg\u00e4nge k\u00f6nnen Pr\u00e4zisionswerkzeuge erforderlich sein, die f\u00fcr einige Zeit von der Erde importiert werden m\u00fcssen.An Orten wie Marshall’s werden neue Technologien zur Herstellung von Raumfahrzeugen untersucht Nationales Zentrum f\u00fcr fortschrittliche Fertigung.  Die untersuchten Methoden umfassen Beschichtungen, die mit einer Kombination aus W\u00e4rme und kinetischer Energie auf Oberfl\u00e4chen im Weltraum gespr\u00fcht werden k\u00f6nnen, sowie die Herstellung von Elektronenstrahlen in freier Form[6]  von Teilen.  Ans\u00e4tze wie diese sowie die Untersuchung von Materialeigenschaften, die in einem umlaufenden Labor untersucht werden k\u00f6nnen, werden von der NASA und Made In Space, Inc. auf der Internationalen Raumstation untersucht.[7]3D-Druck im Weltraum[edit]Die M\u00f6glichkeit, Gegenst\u00e4nde im Weltraum 3D zu drucken, bietet viele Vorteile gegen\u00fcber der Herstellung auf der Erde.  Mit 3D-Drucktechnologien haben Astronauten die M\u00f6glichkeit, ben\u00f6tigte Gegenst\u00e4nde direkt herzustellen, anstatt Werkzeuge und Ger\u00e4te von der Erde in den Weltraum zu exportieren.  On-Demand-Fertigungsmuster machen die Raumfahrt \u00fcber gro\u00dfe Entfernungen praktikabler und autarker, da Raumfahrten weniger Fracht erfordern.  Die Missionssicherheit wird ebenfalls verbessert.Die 3D-Drucker von Made In Space, Inc., die 2014 auf der Internationalen Raumstation eingef\u00fchrt wurden, wurden speziell f\u00fcr Umgebungen mit Schwerelosigkeit oder Mikrogravitation entwickelt.  Die Bem\u00fchungen wurden mit dem Phase-III-Innovations- und Forschungsvertrag f\u00fcr Kleinunternehmen ausgezeichnet.[8]  Die Additive Manufacturing Facility wird von der NASA f\u00fcr Reparaturen (auch in Notsituationen), Upgrades und Installationen genutzt.[9]  Made In Space listet die Vorteile des 3D-Drucks auf: einfache Anpassung, minimale Rohstoffverschwendung, optimierte Teile, schnellere Produktionszeit, integrierte Elektronik, eingeschr\u00e4nkte menschliche Interaktion und die M\u00f6glichkeit, den Druckprozess zu \u00e4ndern.[9]Das Refabricator-Experiment, das von Firmamentum, einem Gesch\u00e4ftsbereich von Tethers Unlimited, Inc., im Rahmen eines Phase-III-Forschungsvertrags f\u00fcr Kleinunternehmen der NASA entwickelt wurde, kombiniert ein Recyclingsystem und einen 3D-Drucker, um die Produktion im geschlossenen Raum im Weltraum auf internationaler Ebene zu demonstrieren Raumstation (ISS).[10]  Das Refabricator-Experiment, dessen Start f\u00fcr die ISS Anfang 2018 geplant ist, wird Kunststoffrohstoffe in mehreren Druck- und Recyclingzyklen verarbeiten, um zu bewerten, wie oft die Kunststoffmaterialien in der Schwerelosigkeitsumgebung wiederverwendet werden k\u00f6nnen, bevor sich ihre Polymere auf ein nicht akzeptables Ma\u00df zersetzen.Dar\u00fcber hinaus kann der 3D-Druck im Weltraum auch f\u00fcr den Druck von Mahlzeiten verantwortlich sein.  Das Advanced Food Technology-Programm der NASA untersucht derzeit die M\u00f6glichkeit, Lebensmittel zu drucken, um die Lebensmittelqualit\u00e4t, den N\u00e4hrstoffgehalt und die Vielfalt zu verbessern.[11]Produkte[edit]Es wird angenommen, dass es eine Reihe n\u00fctzlicher Produkte gibt, die m\u00f6glicherweise im Weltraum hergestellt werden k\u00f6nnen und zu einem wirtschaftlichen Nutzen f\u00fchren.  Forschung und Entwicklung sind erforderlich, um die besten zu produzierenden Waren zu bestimmen und effiziente Produktionsmethoden zu finden.  Die folgenden Produkte gelten als potenzielle Fr\u00fchkandidaten:W\u00e4hrend die Infrastruktur ausgebaut wird und die Montagekosten sinken, kann ein Teil der Fertigungskapazit\u00e4t f\u00fcr die Entwicklung erweiterter Einrichtungen im Weltraum verwendet werden, einschlie\u00dflich gr\u00f6\u00dferer Produktionsanlagen.  Diese erfordern wahrscheinlich die Verwendung von Mond- und Asteroidenmaterialien und folgen daher der Entwicklung von Bergbaubasen.Gestein ist das einfachste Produkt und zumindest zur Strahlenabschirmung geeignet.  Es kann auch anschlie\u00dfend verarbeitet werden, um Elemente f\u00fcr verschiedene Zwecke zu extrahieren.Wasser aus Mondquellen, erdnahen Asteroiden oder Marsmonden wird als relativ billig und einfach zu extrahieren angesehen und bietet eine angemessene Leistung f\u00fcr viele Herstellungs- und Materialversandzwecke.  Die Trennung von Wasser in Wasserstoff und Sauerstoff kann leicht in kleinem Ma\u00dfstab durchgef\u00fchrt werden, aber einige Wissenschaftler[12]  glauben, dass dies aufgrund der gro\u00dfen Menge an Ausr\u00fcstung und elektrischer Energie, die erforderlich ist, um Wasser zu spalten und die resultierenden Gase zu verfl\u00fcssigen, zun\u00e4chst nicht in gro\u00dfem Ma\u00dfstab durchgef\u00fchrt wird.  Wasser, das in Dampfraketen verwendet wird, gibt einen spezifischen Impuls von ungef\u00e4hr 190 Sekunden;[citation needed]  weniger als die H\u00e4lfte von Wasserstoff \/ Sauerstoff, aber dies ist ausreichend f\u00fcr Delta-Vs, die zwischen Mars und Erde gefunden werden.[citation needed]  Wasser ist n\u00fctzlich als Strahlenschutz und in vielen chemischen Prozessen.Keramik aus Mond- oder Asteroidenboden kann f\u00fcr eine Vielzahl von Herstellungszwecken eingesetzt werden.[citation needed]  Diese Anwendungen umfassen verschiedene thermische und elektrische Isolatoren, wie beispielsweise Hitzeschilde f\u00fcr Nutzlasten, die an die Erdoberfl\u00e4che geliefert werden.Metalle k\u00f6nnen verwendet werden, um eine Vielzahl n\u00fctzlicher Produkte zusammenzubauen, darunter versiegelte Beh\u00e4lter (wie Tanks und Rohre), Spiegel zur Fokussierung des Sonnenlichts und W\u00e4rmestrahler.  Die Verwendung von Metallen f\u00fcr elektrische Ger\u00e4te w\u00fcrde Isolatoren f\u00fcr die Dr\u00e4hte erfordern, so dass ein flexibles Isoliermaterial wie Kunststoff oder Glasfaser ben\u00f6tigt wird.Ein bemerkenswerter Output der Weltraumherstellung werden voraussichtlich Solarmodule sein.  Ausgedehnte Solarenergiearrays k\u00f6nnen im Weltraum gebaut und montiert werden.  Da die Struktur die auf der Erde auftretenden Belastungen nicht tragen muss, k\u00f6nnen riesige Arrays aus proportional kleineren Materialmengen zusammengesetzt werden.  Die erzeugte Energie kann dann zur Stromversorgung von Produktionsanlagen, Lebensr\u00e4umen, Raumfahrzeugen und Mondbasen verwendet und sogar mit Mikrowellen zu Sammlern auf der Erde gestrahlt werden.Andere M\u00f6glichkeiten f\u00fcr die Weltraumherstellung umfassen Treibmittel f\u00fcr Raumfahrzeuge, einige Reparaturteile f\u00fcr Raumfahrzeuge und Lebensr\u00e4ume im Weltraum sowie nat\u00fcrlich gr\u00f6\u00dfere Fabriken.[13]  Letztendlich k\u00f6nnen Produktionsst\u00e4tten f\u00fcr den Weltraum hypothetisch nahezu autark werden und nur minimale Importe von der Erde erfordern.  Die Mikrogravitationsumgebung erm\u00f6glicht neue M\u00f6glichkeiten im Bauwesen in gro\u00dfem Ma\u00dfstab, einschlie\u00dflich Megascale Engineering.  Diese zuk\u00fcnftigen Projekte k\u00f6nnten m\u00f6glicherweise Weltraumaufz\u00fcge, riesige Solaranlagen, Raumfahrzeuge mit sehr hoher Kapazit\u00e4t und rotierende Lebensr\u00e4ume zusammenstellen, in denen Zehntausende von Menschen unter erd\u00e4hnlichen Bedingungen leben k\u00f6nnen.Herausforderungen[edit]Es wird erwartet, dass die Weltraumumgebung f\u00fcr die Herstellung einer Vielzahl von Produkten von Vorteil ist, sofern die Hindernisse \u00fcberwunden werden k\u00f6nnen.  Die gr\u00f6\u00dften Kosten sind die \u00dcberwindung der Energieh\u00fcrde, um Materialien in die Umlaufbahn zu bringen.  Sobald diese Barriere die Kosten pro Kilogramm erheblich gesenkt hat, kann der Einstiegspreis f\u00fcr die Raumfahrtindustrie sie f\u00fcr Unternehmer viel attraktiver machen.  Nachdem die hohen Kapitalisierungskosten f\u00fcr die Montage der Bergbau- und Produktionsanlagen bezahlt wurden, muss die Produktion wirtschaftlich rentabel sein, um sich selbst zu erhalten und der Gesellschaft zu n\u00fctzen.Die wirtschaftlichen Anforderungen der Raumfahrtherstellung erfordern, dass die erforderlichen Rohstoffe zu minimalen Energiekosten gesammelt werden.  Die Kosten f\u00fcr den Weltraumtransport stehen in direktem Zusammenhang mit dem Delta-v oder der Geschwindigkeits\u00e4nderung, die erforderlich ist, um von den Bergbaustandorten zu den Produktionsst\u00e4tten zu gelangen.  Um Material von K\u00f6rpern wie erdnahen Asteroiden, Phobos, Deimos oder der Mondoberfl\u00e4che in die Erdumlaufbahn zu bringen, ist trotz der gr\u00f6\u00dferen Entfernungen weitaus weniger Delta-V erforderlich als beim Start von der Erde selbst.  Dies macht diese Orte als Rohstoffquellen wirtschaftlich attraktiv.Siehe auch[edit]Verweise[edit]^ “Off-Earth-Fertigung: Nutzung lokaler Ressourcen f\u00fcr den Bau eines neuen Hauses”. www.esa.int.  Abgerufen 9. September 2020.^ Koszelak, S;  Leja, C;  McPherson, A (1996).  “Kristallisation biologischer Makromolek\u00fcle aus blitzgefrorenen Proben auf der russischen Raumstation Mir”. Biotechnologie und Bioengineering. 52 (4): 449\u201358.  doi:10.1002 \/ (SICI) 1097-0290 (19961120) 52: 43.0.CO; 2-P.  PMID 11541085.^ Carreau, Mark (14. November 2018). “ISS-Frachtmissionen zum Testen von Sojus liefern neue Wissenschaft”. Luftfahrtwoche. Forscher der NASA und Tethers Unlimited Inc. aus Bothell, Washington, arbeiten ebenfalls an der Demonstration eines Refabricators zusammen.  Das kleine Ger\u00e4t in K\u00fchlschrankgr\u00f6\u00dfe soll Kunststoffabf\u00e4lle, einschlie\u00dflich Verpackungsmaterialien, Beutel und Lebensmittelbeh\u00e4lter, in Rohstoffe f\u00fcr die raumadditive Fertigung oder den 3D-Druck von Ersatzteilen und anderen Ger\u00e4ten recyceln, die andernfalls Startmasse und -volumen erfordern w\u00fcrden.^ “Columbus Labor”.  ESA.  18. Juli 2007.  Abgerufen 18. Juli 2007.^ “Moonrocks atmen”. Phys.org.  8. Mai 2006.^ Dillow, Clay (29. September 2009). “ISS k\u00f6nnte einen eigenen 3D-Drucker zur Herstellung von Elektronenstrahlen erhalten”. Popul\u00e4rwissenschaft.  Abgerufen 24. November 2015.^ Basulto, Dominic.  (26. Juni 2013) Machen Sie sich bereit, 3D-Druck kommt m\u00f6glicherweise auf einen Planeten in Ihrer N\u00e4he.  Die Washington Post.  Abgerufen am 24.11.2015.^ “NASA schickt ersten 3D-Drucker ins All” Archiviert 1. Juli 2014 an der Wayback-Maschine.  Madeinspace.us (31. Mai 2013).  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