Ein Team des California Institute of Technology (Caltech) hat das weltweit erste Experiment zur vollständig autonomen Montage einer Struktur im offenen Weltraum durchgeführt. Das experimentelle ASTRA-Modul (Autonomous In-Space Tensioned Reflector Assembly) verband innerhalb weniger Stunden im Orbit Verbundrohre, Aluminiumknoten und eine reflektierende Kaptonfolie zu einer Antenne mit einem Durchmesser von 1,4 Metern. Der entscheidende Unterschied der Mission zu früheren robotischen Operationen im Orbit bestand darin, dass das System Teile selbstständig positionierte und auf einer Montageplatte fixierte, ohne direkte Steuerung durch Operatoren von der Erde zu erfordern.

Start und orbitale Integration

Das ASTRA-Gerät startete am 30. März 2026 an Bord einer Falcon-9-Trägerrakete im Rahmen des Transporter-16-Programms von SpaceX. Nach dem Erreichen des Zielorbits wurde das Modul in den von Momentus entwickelten Weltraumschlepper Vigoride 7 integriert. Genau von dieser Plattform aus führte der Roboterarm die Montagearbeiten aus. Die Steuerung erfolgte über kurze Kommunikationssitzungen von etwa 15 Minuten pro Tag: Ingenieure auf der Erde übermittelten Befehle, während das Bordstem die Positionierung und Fixierung der Elemente eigenständig durchführte.

DARPA-Programm NOM4D und Ziele des Experiments

Die Demonstration war Teil des NOM4D-Programms (Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials, and Mass-efficient Design) der Defense Advanced Research Projects Agency (DARPA) des US-Verteidigungsministeriums. Projektleiter Sergio Pellegrino betonte, dass das aktuelle Ergebnis lediglich grundlegende Montagealgorithmen testet, bevor zu großflächigen Strukturen von Hunderten von Metern oder Kilometern Größe übergegangen wird. Seiner Ansicht nach bildet die erfolgreiche autonome Montage die technische Grundlage für zukünftige orbitale Infrastruktur.

Überwindung von Trägerraketen-Einschränkungen

Nutzlastbeschränkungen beim Start werden durch die Abmessungen der Raketenverkleidung diktiert: Je größer die Struktur, desto komplizierter und teurer ist ihr Transport in den Orbit. Das Zusammenbauen von Teilen in Schwerelosigkeit ermöglicht die Erstellung von Strukturen nahezu beliebiger Fläche, wodurch die Abhängigkeit von den Abmessungen des Trägers entfällt. Dies ebnet den Weg für den Bau großer optischer Spiegel für astronomische Observatorien, leistungsstarker Solaranlagen für orbitale Kraftwerke und Radioteleskope zum Empfang schwacher Signale aus den Tiefen des Universums.

Parallele Forschungen und Missionsbeschränkungen

Parallel dazu testet im Rahmen desselben DARPA-Programms eine Gruppe der University of Illinois Urbana-Champaign auf der Internationalen Raumstation Methoden zur Härtung von Kohlenstoffrohren unter Bedingungen des offenen Weltraums. Was die ASTRA-Mission betrifft, so schaffte es das Team aufgrund des engen Zeitrahmens des Experiments nicht, die vollständige Montage der Antenne abzuschließen. Dennoch bestätigte die Mission die Funktionsfähigkeit der wichtigsten Etappen des autonomen Bauens, was nach Einschätzung der Entwickler ausreicht, um die Arbeiten zur Skalierung der Technologie fortzusetzen.

Perspektiven für die orbitale Infrastruktur

Die erfolgreiche Demonstration der autonomen Montage im Weltraum bildet die Grundlage für die Entwicklung globaler Telekommunikationsnetze und wissenschaftlicher Forschungen, die große orbitale Strukturen erfordern. Die Technologie ermöglicht den Übergang vom Prinzip „gestartet — empfangen“ zum Modell „Komponenten gestartet — im Orbit montiert“, was die Wirtschaftlichkeit von Raumfahrtmissionen grundlegend verändert und das Spektrum realisierbarer Projekte über die Fähigkeiten bestehender Trägerraketen hinaus erweitert.