Ein Start-up aus New York hat Häuser entworfen, die per 3D-Drucker auf dem Mars gebaut werden sollen. Damit hat es den ersten Preis in einem NASA-Wettbewerb gewonnen. Gebaut werden die ersten Exemplare aber nicht auf dem roten Planeten, sondern schon bald der Erde. 1E9 hat mit den Machern gesprochen.
Von Michael Förtsch
Viele haben ein erstaunlich genaues Bild davon im Kopf, wie wir auf fremden Planeten leben könnten. Schließlich werden uns seit Jahrzehnten immer wieder ähnliche Visionen davon geliefert. Dazu gehören riesige Glaskuppeln, wie wir sie von den Covern vieler Science-Fiction-Romane kennen, oder metallene Hütten, die es etwa in der Verfilmung von Der Marsianer zu sehen gab, oder aneinander gedockte Röhren, wie sie die NASA in den 70er- und 80er-Jahren konzipierte.
Geht es allerdings nach der AI SpaceFactory, wird die Realität etwas dekorativer aussehen. Das Start-up aus New York City will die Oberfläche des Mars mit Gebilden bebauen, die an riesige Blumenvasen erinnern. Die wären nicht nur besonders einfach zu konstruieren, sondern auch die sicherste und nachhaltigste Art, um in der Ödnis des roten Planeten eine Gemeinschaft anzusiedeln, sagt das junge Unternehmen. Und mittlerweile ist das zehnköpfige Team mit dieser Ansicht nicht mehr allein.
Das Start-up hat mit seinem Design nämlich den ersten Platz im 3D-Print-Planetary-Habitats-Wettbewerb der NASA belegt, der vor fast vier Jahren startete. Dabei waren zahlreiche Teams aus aller Welt angetreten und mussten sich mit ihren Vorschlägen in mehreren Herausforderungen beweisen. Zuletzt musste die Konstruktionen in Form von verkleinerten Prototypen aufgebaut werden und einen Belastungstest überstehen.
Angenehmes Wohnen unter harschen Mars-Bedingungen
Das Konzept von AI Spacefactory trägt den schönen Namen MARSHA – für MARS HAbitat. Dessen ungewöhnliche Form komme nicht von ungefähr, sagt Jeffrey Montes zu 1E9. Er ist beim Start-up für die Konzeption von extraplanetaren Habitaten zuständig. „Wir wollten, dass MARSHA eine neue Art von Habitat wird. Es sollte die Leere füllen, die ich in der Vorstellung von der Art, wie wir auf fremden Platen leben, erkannt habe.“
Das klinge etwas harsch, gibt Montes zu, „weil Weltraumbilder eigentlich immer faszinierend und überwältigend aussehen“. Aber seit Jahrzehnten würden stetig die gleichen und trotzdem irgendwie langweiligen Visionen beschworen. Es hätte kaum frische und kreative Ansätze gegeben. Sein Team wollte daher nach neuen Gestaltungsformen suchen, ohne dabei das Design über die Machbarkeit zu stellen.
Wichtig sei vor allem gewesen, eine Struktur zu finden, die den harschen Bedingungen des Mars langfristig widersteht und ein angenehmes Wohnen ermöglicht. Nach langer Konzeptarbeit sei das Team auf die ungewöhnliche Vasenform gekommen, erinnert sich Montes. Die könne durch ihre Rundungen den brutalen Sandstürmen des roten Planeten trotzen. Gleichzeitig biete sie ein Maximum an Nutzfläche und erlaube das Aufrechterhalten einer stabilen Atmosphäre im Inneren, die der Erdatmosphäre ähnelt.
Beim Design hatte die AI Spacefactory aber nicht nur das ungemütliche Mars-Wetter auf dem Schirm, sondern auch „die zu erwartenden psychischen Belastungen“ für die zukünftigen Bewohner.
„Soziale und geistige Gesundheit sind für Missionen kritische Kriterien“, sagt Jeffrey Montes. „Daher haben wir MARSHA so gestaltet, dass es die Crew unterstützt.“
Der mehrstöckige Aufbau ermöglicht eine klare Unterteilung in Forschungs-, Freizeit-, Garten- und Erholungsbereiche. Durch organisch geschwungene Wände und Kapseln innerhalb der großen Räume entstehen Rückzugsmöglichkeiten. Die Bewohner sollen die Möglichkeit haben „ihren Raum selbst zu gestalten“, so Montes. Dazu biete jedes Stockwerk zumindest ein großes Fenster. Es soll das Gefühl verhindern, eingeschlossen zu sein.
Ebenfalls ungewöhnlich: Die Wohn- und Arbeitsräume sind auf einer freistehenden Struktur verteilt, die sich in der eigentlichen Vasenhülle nach oben zieht, aber nicht mit ihre verbunden ist. Durch den Freiraum zwischen dem Wohnbereich und der Außenhaut kann Luft zirkulieren und der Innenraum fühlt sich weitläufiger an. Ein großes Oberlicht sorgt für direkte Sicht in die Sterne des Mars-Himmels. „Das fügt dem Ganzen eine weitere Dimension hinzu“, sagt Jeffrey Montes. „Der Ende deines Wohnbereiches bedeutet nicht das Ende des Raumes. Es gibt noch etwas darüber hinaus.“
Aus dem Marsboden für den Mars
Die große Herausforderung bei der 3D Print Planetary Habitats Challenge der NASA war nicht nur, ein widerstandsfähiges und dennoch komfortables Habitat zu entwerfen. Es musste auch unter den erschwerten Bedingungen auf dem Mars aufgestellt werden können. Doch dort mangelt es an typischen Baumaterialien. Das heißt: Das Habitat muss aus dem Material gedruckt werden, das sich auf dem Mars finden lässt oder dort erzeugt werden kann.
Deshalb entwickelten die Ingenieure von AI SpaceFactory ein Biopolymer, aus dem das Gebäude schichtweise auf eine verankerten Bodenplatte 3D-gedruckt wird, die im Boden verankert ist. Es ist ein kunststoffartiges Verbundmaterial, das aus natürlichen Rohstoffen hergestellt wird. „Es ist kompostierbar, recyclebar und mindestens 50 Prozent stärker als Beton“, sagt David Malott, der Gründer von AI SpaceFactory, zu 1E9. „Je nachdem, auf welche Weise du es verarbeitest.“
Hergestellt wird das Polymer für den 3D-Drucker aus Basaltgestein, das aus dem Marsboden gewonnen und gemahlen wird. Dieses wird mit natürlichen Klebematerialien wie Zuckerrohr und Mais vermengt. Dadurch entsteht das Komposit, das sich im dickflüssigen Zustand leicht aufschichten und nahtlos verarbeiten lässt. Trocknet es, verschmilzt es zu einem festen Fasermaterial.
„Dank seiner niedrigen Atommasse ist es ein effektiver Schutz gegen ionisierte kosmische Strahlung“, meint Malott, der dieses Material maßgeblich mitgestaltet hat. „Sein niedriges Leitvermögen macht es außerdem zu einem guten Isolator gegen die extreme Umwelt außerhalb.“ Heißt: Es wird trotz extremer Niedrig- und Hochtemperaturen nicht eiskalt oder glühend heiß.
Noch ein Vorteil auf dem Mars, wo nicht einfach Bauarbeiter aktiv werden können. Mit der entsprechenden Technik lässt sich das Komposit vollkommen automatisiert herstellen: Dafür werden einfach die Grundmaterialien gemahlen und gemischt. Auch lässt sich MARSHA mit Roboterarmen und mechanischen Pumpen ohne menschliche Aufsicht aufbauen. Beim abschließenden Test der 3D Print Planetary Habitats Challenge demonstrierte die AI Spacefactory bereits, dass das funktioniert. Dort druckte ein Roboter eine mit viereinhalb Metern Höhe deutlich verkleinerte Fassung des Habitats und setzte sogar Fenster und Oberlicht ein. Ein Rauchtest zeigte, dass das Gebäude absolut luftdicht ist.
David Malott ist fest überzeugt, dass noch zu seiner Lebzeit erste Habitate auf dem Mars entstehen werden. „Ich wette darauf, dass AI SpaceFactory einer derjenigen sein wird, die sie bauen werden“, sagt er selbstbewusst. Aber bis dahin werde es noch eine Weile dauern. Daher soll MARSHA nicht nur auf dem roten Planeten ein zu Hause finden, sondern erst einmal auf der Erde.
Wir könnten bald in Mars-Häusern wohnen!
Was für den Mars taugt, taugt natürlich auch für die Erde, meinen die Ingenieure und Designer von AI SpaceFactory. Der Trend zu Häusern aus dem 3D-Drucker hat bereits begonnen. Da passt MARSHA gut dazu. Das Komposit aus dem es geschaffen wird, ist außerdem natürlich und einfach abbau- und wiederverwertbar. Perfekt für eine nachhaltige Zukunft. Deswegen wollen die MARSHAs Macher nicht unbedingt noch Jahre auf Elon Musk, die NASA oder sonst wen warten, der sie auf den Mars bringt, um dort ein Haus zu bauen. Viel früher soll eine leicht angepasste und auf die irdischen Verhältnisse zugeschnittene Version von MARSHA in der Nähe von New York City entstehen. Ihr Name: TERA.
„Wir bauen das Haus weniger als zwei Stunden von unserem Büro entfernt“, sagt David Malott. „Und es wird über AirBnB verfügbar sein – so dass eigentlich jeder, der will, darin wohnen kann.“ Finanziert werden soll der Bau über eine Crowdfunding-Kampagne auf Indiegogo, die im kommenden Monat startet. Spender können sich schon vorab eine Nacht im 3D-Druck-Haus sichern. Beginnen und abgeschlossen werden soll der Bau noch in diesem Jahr. Für AI Spacefactory ist er ein Probelauf. Klappt alles, sollen in Zukunft zahlreiche weitere dieser außerirdischen Mars-Häuser entstehen. Auf der Erde.
Teaser-Bild: AI SpaceFactory/Plomp
Video: AI SpaceFactory/NASA
