MARS-M

Das MARS-Experiment konzentriert sich speziell auf die Anwendung des selektiven Aufschmelzens eines Pulverbetts mittels Laser (PBF-LB). Bei den verwendeten Pulvern handelt es sich um Metalle, unter anderem auch metallische Gläser. Vorarbeiten in dieser Richtung wurden seit 2018 am Institut für Materialphysik im Weltraum durchgeführt, in Zusammenarbeit mit der Bundesanstalt für Materialforschung und -prüfung (BAM). Um dieses Ziel zu erreichen, wurde am Institut eine kompakte Nutzlast für Forschungsraketen entwickelt, die den Fertigungsprozess in Schwerelosigkeit vollautomatisch durchführen und überwachen kann.

Die größten Herausforderungen bestehen neben der Entwicklung robuster und leichter Hardware in der Weiterentwicklung des Fertigungsprozesses, damit er auch ohne die Einwirkung von Schwerkraft funktioniert. Die entwickelte Fluganlage wurde erstmals im September 2019 während einer Parabelflugkampagne unter Mikrogravitationsbedingungen getestet. Ein bedeutender Meilenstein wurde im Mai 2021 mit dem ersten Raumflug auf der Forschungsrakete MAPHEUS-11 erreicht, bei dem weltweit erstmalig ein Werkstück aus metallischem Massivglas mit dem PBF-Verfahren im Weltraum hergestellt wurde. Die gewonnenen Erkenntnisse dienen dazu, den Prozess weiter zu optimieren und für die Erprobung mit weiteren Materialien zu nutzen.

Technische Daten:

Fertigungsverfahren:      

PBF-LB

Laser:                              

IR-Laser mit bis zu 280W

Fokusdurchmesser:    

80 µm

Höhe und Gewicht:                  

700 mm und 56 kg

Steuerung:                     

- Vollautomatischer Fertigungsprozess

- Fernsteuerbar von der Bodenstation

Bauvolumen:                

45 mm x 45 mm x 20mm (L x B x H)

Getestete Materialien:  

- Edelstahl

- Titan

- AMZ4

- Vit105

Literatur: DOI:10.1038/s41526-023-00327-7