Ein Roboter hat im Weltall Arbeit verrichtet, während er von der Erde aus gesteuert wurde. (Bildquelle: Caltech)

Um den fernen Weltraum zu erforschen und selbst extrem lichtschwache Objekte aufzuspüren, braucht die Astronomie immer größere Weltraumteleskope. Wenn wir im All künftig noch effizienter kommunizieren wollen, sind zudem weitaus größere Sendeantennen nötig als jene, die heute im Einsatz sind.

Beide Vorhaben stehen allerdings vor derselben Hürde: ihrer schieren Größe. Heutige Trägerraketen unterliegen strikten Nutzlastgrenzen, weshalb sich gewaltige Konstruktionen schlicht nicht am Stück in den Orbit befördern lassen. Bisherige Ausweichlösungen stoßen ebenfalls schnell an ihr Limit. Ein Forschungsteam des Caltech hat deshalb einen Roboter getestet, der Strukturen direkt im Weltall zusammenbaut.

Bislang hat das System zwar erst ein einzelnes Antennenmodul gefertigt, doch der Versuch beweist: Die automatisierte Fertigung im Weltraum ist längst keine Science-Fiction mehr.

Dieser Artikel stammt im Original von unserer spanischen Schwesterseite Xataka und erscheint bei GameStar Tech in übersetzter und angepasster Form.

Präzise Millimeterarbeit im Orbit

Bei ASTRA handelt es sich um einen sogenannten Portalroboter. Das bedeutet: Er bewegt sich geradlinig entlang dreier rechtwinkliger Achsen – links/rechts, vor/zurück sowie auf/ab. Die gesamte Einheit nimmt gerade einmal einen Kubikmeter Raum ein und beherbergt im Inneren einen Roboterarm sowie einen motorisierten Materialspender, so Science Daily.

Bei seinem Jungfernflug reiste er zusammen mit zwei bereits vorgefertigten Modulen der Antenne, die er im Orbit vollenden sollte. Ziel des Tests war der Nachweis, dass der Roboter Bauteile eigenständig zusammensetzen kann.

Für den Machbarkeitsnachweis genügte es, dass ASTRA ein drittes Modul aus Einzelteilen im Orbit zusammensetzte. Die vollständige Antenne hätte insgesamt elf solcher Segmente benötigt, und ist selbst nicht funktionsfähig, sondern dient ausschließlich als Testobjekt für die Konstruktionsmethode.

ASTRA startete am 30. März 2026 an Bord des Raumfahrzeugs Vigoride 7 von Momentus auf einer SpaceX-Rakete ins All. Nach Erreichen des Einsatzorts und dem Abschluss der Inbetriebnahmephase begann das System damit, die Komponenten aus dem Spender zu montieren. Dabei handelte es sich überwiegend um Strukturrohre und Verbindungsstücke, die zu wiederkehrenden Modulen – sogenannten »Bays« – zusammengefügt werden. Diese bilden wiederum das Tragwerk, auch als Gittermast oder Fachwerk bekannt, aus dem Schritt für Schritt das gewünschte Bauteil entsteht.

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Autoplay

Gesteuert wurde der Roboter von der Erde aus, aber mit Einschränkungen. Täglich standen den Forschenden lediglich sieben bis acht Kommunikationsfenster von jeweils rund 15 Minuten zur Verfügung. Um unvorhergesehene Probleme im Flugbetrieb nachzustellen und zu beheben, nutzte das Team ein baugleiches Zwillingsmodell im Labor.

Auf diese Weise entstand eine 1,4 Meter große Reflektorantenne aus Faserverbundrohren, Aluminium-Verbindern und einer reflektierenden Kapton-Folie – einem extrem widerstandsfähigen Material, das standardmäßig in der Raumfahrt eingesetzt wird.

Bislang wurde zwar nur das dritte Modul montiert und eine kleine Verzögerung im Ablauf sorgte dafür, dass die Antenne zum geplanten Missionsende im Dezember noch nicht vollständig fertig sein wird. Dazu bräuchte es noch mehr Zeit. Dennoch hat das Experiment den Machbarkeitsnachweis erbracht.

Bisherige Methoden und ihre Grenzen

Um Instrumente von gewaltigen Ausmaßen in den Orbit zu befördern, gab es bislang im Wesentlichen zwei Wege: Entweder faltet man die Apparaturen für den Raketenstart zusammen – wie beim James-Webb-Weltraumteleskop, das seine Spiegel erst nach und nach entfaltete, während es zum Lagrange-Punkt L2 flog. Oder man transportiert reine Einzelteile ins All, damit Astronautenteams die Montage mühsam in Außenbordeinsätzen übernehmen.

Beide Ansätze funktionieren, bringen aber erhebliche Risiken und logistische Beschränkungen mit sich. Ein Roboter, der Einzelteile völlig autonom montiert – ohne dass für diesen Zweck eine bemannte Mission nötig wäre –, stellt die mit Abstand eleganteste Lösung dar. Genau hier setzt ASTRA an.

Das ASTRA-Projekt ist Teil des Programms »Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials, and Mass-efficient Design« (NOM4D), das von der US-Forschungsbehörde DARPA finanziert wird. Im Rahmen dieser Initiative entstehen weitere spannende Ansätze, so EE-Design.

Die University of Florida erforscht das lasergestützte Biegen von Metall, um künftig auch größere Bauteile direkt im Weltraum herstellen zu können.
Die University of Illinois Urbana-Champaign wiederum entwickelt ein spezielles Harzsystem, mit dem sich hochfeste Verbundstrukturen durch eine energieeffiziente Polymerisationsreaktion im Orbit erzeugen lassen.

Dadurch ließen sich Strukturbauteile künftig direkt im Orbit erzeugen, was perfekt mit ASTRA harmonieren würde. Allerdings sind diese Systeme bislang noch nicht im All im Einsatz. Ihr dürft also gespannt sein, wie sich diese Technologien in der Praxis schlagen und wie gut sie das System des Caltech ergänzen werden.

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Der Beginn einer neuen Raumfahrt-Ära. Die Entwicklung steht zwar noch am Anfang, doch eines zeichnet sich deutlich ab: Die Zukunft der Konstruktion im Weltraum hat längst begonnen – und ASTRA dürfte nur der erste von vielen Robotern sein, die künftig im Orbit werkeln. Damit wird eines der größten Probleme der Raumfahrt gelöst, nämlich wie man sich dort befindliche Raumstationen problemos reparieren kann.