Herausforderungen im Weltraum

Der Beginn des Weltraumprojekts

Das Space Construction Innovation Project ist Teil des japanischen Stardust-Programms. Unter der Leitung des japanischen Ministeriums für Land, Infrastruktur, Transport und Tourismus (MLIT) und des Ministeriums für Bildung, Kultur, Sport, Wissenschaft und Technologie (MEXT) werden in diesem Projekt autonome Bautechnologien erforscht und entwickelt, um eine Basis für langfristige Aufenthalte auf der Mondoberfläche zu schaffen. Komatsu ist für die Forschung und Entwicklung der „Mondbaumaschinen“ in diesem Projekt verantwortlich.

Bis 2030 wollen wir unsere Projektziele erreichen und führen derzeit umfangreiche Forschungs- und Entwicklungsarbeiten an Baumaschinentechnologien für den Einsatz auf dem Mond durch und testen diese. Obwohl wir zu Beginn keine Erfahrung auf diesem Gebiet hatten, kommen wir unserem Ziel immer näher.

Erforschung des Einsatzbereichs

Die Bedingungen auf dem Mond unterscheiden sich sehr stark von denen auf der Erde. Um Baumaschinen für den dortigen Einsatz entwickeln zu können, musste ein Umdenken darüber erfolgen, wie Baumaschinen aufgebaut sind und wie sie sich bewegen. Nahezu unlösbar erschien jedoch die Aufgabe, Maschinenentwürfe unter realen Bedingungen zu testen.

Um diese Herausforderung zu bewältigen, haben wir uns für die Erstellung eines digitalen Zwillings entschieden. Diese Technologie ermöglicht die virtuelle Nachbildung der Umgebung auf dem Mond und unserer Baumaschinen.
Zudem haben wir in dieser digitalen Parallelwelt eine Reihe von Einsatzszenarien wie Grab- oder Transporteinsätze entwickelt. Mit Hilfe dieses Prozesses können wir mögliche technische Herausforderungen identifizieren.

Einsätze bei geringer Schwerkraft

Baumaschinen, die auf der Erde eingesetzt werden, nutzen ihr eigenes Gewicht, um Material effektiv ausheben und bewegen zu können. Auf dem Mond beträgt die Schwerkraft jedoch ein Sechstel der Schwerkraft auf der Erde, sodass auch die Maschinen dort leichter sind.

Dies beeinträchtigt die Standsicherheit und die Grabkraft der Maschinen, was dazu führt, dass sie nicht hinlänglich in den Boden eindringen können.
Komatsu hat eine Reihe von Ideen zur Steigerung der Grableistung auf dem Mond untersucht. Eine Möglichkeit ist die Vergrößerung der Kontaktfläche zwischen Maschine und Untergrund.

Mit Hilfe unserer Simulationen in dem digitalen Zwilling konnten wir feststellen, dass mehr Standsicherheit und Grabkraft tatsächlich durch eine verlängerte Kontaktfläche erreicht werden können, ohne dass das Gewicht dafür erhöht wurde. So kann trotz der geringen Schwerkraft eine ähnliche Leistung wie auf der Erde erreicht werden.

Extreme Umgebungsbedingungen

Nachdem das Schwerkraftproblem gelöst war, mussten noch weitere Herausforderungen gemeistert werden, z.B. eine geeignete Energiequelle zu finden.

Auf der luftleeren Oberfläche des Mondes können keine Verbrennungsmotoren betrieben werden, da kein Sauerstoff für die Verbrennung zur Verfügung steht. Eine naheliegende Lösung scheinen elektrisch betriebene Maschinen mit Strom aus Sonnenenergie zu sein. Doch so einfach ist es nicht.

Auf dem Mond herrschen extreme Temperaturschwankungen. Es sind Temperaturen zwischen 110°C und -170°C möglich, sodass die Entwicklung von Maschinen, die diesen Bedingungen trotzen, keine einfache Aufgabe ist. Um dieses Problem zu lösen, entwickelt Komatsu entsprechende Temperatursteuerungen und Elektrifizierungstechnologien.

Krater, Steigungen und Regolith

Nach der Antriebsfrage bestand eine weitere Herausforderung in der Fortbewegung der Baumaschinen im unwegsamen Gelände der Mondoberfläche.

Das Fahren und die Standsicherheit der Maschinen werden durch Meteoritenkrater, Steigungen mit 20 - 30 Grad und Berge erschwert, die mit dem Mondgestein namens Regolith bedeckt sind, einer Mischung aus Gesteinsfragmenten, Mineralen und Staub.

Aus diesem Grund untersucht Komatsu neue Laufwerksstrukturen wie das Multi-Laufwerkssystem.

Fortschritte bei der Überprüfung und Optimierung der Bauweise

Wir überprüfen Schritt für Schritt unsere Modelle und Lösungen, um sicherzustellen, dass unsere Baumaschinen auf dem Mond zuverlässig arbeiten werden.

Wir führen jeden Tag Simulationen mit dem aktuellen Entwicklungsstand durch und verfeinern und entwickeln unsere Konzepte weiter.

Durch die Simulation einer großen Anzahl von Szenarien wird der Fokus immer klarer und die Lösungen immer präziser. Unsere Konstruktionsarbeiten überprüfen wir auch in möglichst realistischen Tests hier auf der Erde, um die Simulationen so realistisch wie möglich zu machen.

Mit all unseren Technologien ebnen wir den Weg für die Nutzung der Mondoberfläche und für einen neuen Schritt in der Menschheitsgeschichte.
Unsere Träume vom Weltall werden nun Realität.

Die Zukunft gestalten

In der Vergangenheit haben wir nur davon geträumt auf dem Mond zu leben. Inzwischen machen wir es zu einer realistischen Möglichkeit.

Für das Leben auf dem Mond werden Straßen, Gebäude und andere Infrastruktur erforderlich sein. Daher sind Baumaschinen für den Einsatz auf dem Mond unverzichtbar.

Die Maschinen von Komatsu werden sprichwörtlich den Weg ebnen für die Zukunft der Menschheit auf dem Mond.

Alte und neue Herausforderungen

Im Laufe seiner Unternehmensgeschichte hat Komatsu viele Herausforderungen auf unerforschten Gebieten angenommen und gemeistert: Schneemobile für die Antarktis, Planierraupen für den Unterwassereinsatz, ferngesteuerte Baumaschinen für den Katastropheneinsatz nach Vulkanausbrüchen u.a.

Nun haben wir die Herausforderung angenommen Baumaschinen für Einsätze auf dem Mond zu entwickeln.

Egal, wo und wann die Menschheit ein Fundament für die Zukunft legt, die Baumaschinen von Komatsu sind zur Stelle.