Dass Astronauten Strukturen im All zusammenschrauben, ist seit dem Aufbau der Internationalen Raumstation Routine. Dass ein Roboter das eigenständig tut, war es bisher nicht. Am 5. November 2026 haben Caltech und die DARPA gemeinsam gemeldet, dass die ASTRA-Nutzlast genau das geschafft hat: die erste erfolgreiche autonome Robotermontage einer Struktur im Orbit – ohne Astronauten in der Nähe.

Die Demonstration ist bewusst klein ausgelegt. ASTRA (Autonomous In-Space Tensioned Reflector Assembly) ist ein Montagesystem, das Fachwerkstrukturen aus einzelnen Trägern und Knoten zusammensetzt. Vorgesehen ist am Ende eine Reflektorantenne mit rund 1,4 Metern Durchmesser aus Kohlefaser-Rohren, Aluminium-Knotenpunkten und einer reflektierenden Kaptonfolie. Im aktuellen Flug wurde davon allerdings nicht die komplette Antenne gebaut, sondern eine „dritte Bucht" der Fachwerk-Struktur – also ein Segment, das den Beweis liefert, dass das Prinzip funktioniert. Von einer fertigen Raumstation oder einem riesigen Teleskop ist die Technik weit entfernt.

Was auf dem Satelliten passiert ist

Das System arbeitet nach einem Prinzip, das im Caltech-Beitrag mit einem Konstruktionsbaukasten verglichen wird. Ein einfacher Gantry-Roboter mit drei linearen Achsen greift einzelne Streben, verbindet sie Knoten für Knoten und spannt gleichzeitig ein reflektierendes Gittergewebe, das für künftige Weltraumantennen vorgesehen ist. Der Clou liegt im Autonomie-Grad: Die Montagereihenfolge entscheidet das System ohne Befehle vom Boden. Für eine Weltraumkonstruktion ist das relevant, weil Funkbefehle immer eine Verzögerung haben und Astronauten teuer in der Nähe zu halten sind.

Symbolbild: Transport eines Fachwerk-Segments beim Aufbau der Internationalen Raumstation

Bild (Symbolbild, nicht ASTRA): Der S0-Fachwerkabschnitt wird 2002 beim Aufbau der Internationalen Raumstation aus der Nutzlastbucht gehoben. Foto: NASA, gemeinfrei, via Wikimedia Commons.

ASTRA flog an Bord eines Transportsatelliten der Firma Momentus. Die Nutzlast wurde am 30. März 2026 mit der SpaceX-Transporter-16-Mission auf dem Momentus-Vigoride-7-Spacecraft gestartet; die Montagedemonstration fand im Laufe der folgenden sechs Monate statt. Dass nur ein Teilsegment entstand, lag nach Caltech-Angaben weniger an technischen Problemen als an der begrenzten Zeit im Orbit – die Mission endet planmäßig im Dezember 2026.

Das NOM4D-Programm dahinter

Finanziell und organisatorisch gehört ASTRA zum DARPA-Programm NOM4D (Novel Orbital and Moon Manufacturing, Materials and Mass-efficient Design). Ziel des Programms ist es, Fertigungs- und Montageverfahren für sehr große Strukturen im All zu entwickeln – „Hunderte Meter bis Kilometer" an Ausdehnung, wie DARPA es formuliert. Zur dritten Phase des Programms, in der es erstmals um Demonstrationen im Orbit geht, haben es nur zwei Teams geschafft. Eines davon ist Caltechs ASTRA, das andere eine Nutzlast der University of Illinois Urbana-Champaign (UIUC), die sich an Materialverarbeitung auf der ISS anschließend versuchen soll.

Andrew Detor, NOM4D-Programmmanager bei DARPA, bezeichnet den Zeitplan als ungewöhnlich schnell: Von der Idee einer Weltraum-Demonstration bis zum Start des Prototypen seien 15 Monate vergangen. In Programm-Zeitrechnung ist das ambitioniert, zeigt aber auch, dass die beteiligten Institutionen mit vergleichsweise überschaubaren Mitteln arbeiten. Das Caltech-Team wurde von Sergio Pellegrino geleitet, Joyce-und-Kent-Kresa-Professor für Luft- und Raumfahrt sowie Bauingenieurwesen; an der Umsetzung beteiligt waren unter anderem Systems Engineer Charles Sommer, Researcher Engineer Alan Truong, die Doktorandin Tara Venkatadri und der frühere Postdoc Jaden Suh, der inzwischen an die University of Texas at Austin gewechselt ist.

Warum automatisierte Montage im All sinnvoll ist

Die Motivation dahinter ist pragmatisch. Rakete und Nutzlastverkleidung begrenzen, wie groß eine Struktur am Start sein darf – typischerweise auf etwa fünf bis sieben Meter Durchmesser. Soll eine Antenne, ein Solarfeld oder ein Teleskopspiegel diese Grenzen überschreiten, braucht es entweder entfaltbare Konstruktionen (mit allen bekannten Risiken bei beweglichen Teilen) oder eine Montage im Orbit. Astronauten für solche Arbeiten einzusetzen, ist teuer und in erdferneren Orbits kaum praktikabel. Ein Roboter, der eigenständig komplexe Fachwerke zusammensetzt, wäre ein Baustein, um solche Strukturen überhaupt bauen zu können.

Das heißt nicht, dass morgen ein Teleskop mit mehreren hundert Metern Spiegel im All entsteht. Die Demonstration weist jedoch nach, dass der prinzipielle Montagevorgang auch ohne menschliche Beteiligung funktioniert – und dass sich ein kleiner Gantry-Roboter unter realen Orbitbedingungen stabil genug bewegen lässt, um Verbindungen präzise zu setzen. Das ist mehr, als Simulationen bisher sicher belegen konnten.

Einordnung

Für die Raumfahrt-Community ist der entscheidende Punkt weniger die konkrete Technik als der Nachweis selbst. NOM4D und Programme wie das europäische IRIDE oder Japans On-Orbit-Servicing-Initiativen bewegen sich gerade in dieselbe Richtung: weg vom Prinzip „alles an einem Stück starten" hin zu modularen Strukturen, die im All zusammengebaut werden. ASTRA liefert dafür einen praktischen Datenpunkt, keinen Durchbruch. Spannender als die aktuelle Demonstration dürfte sein, was die Nachfolge-Missionen zeigen – etwa das UIUC-Experiment, das mit Verbundwerkstoffen und einer deutlich komplexeren Aufgabe an die ISS geht. Bis dahin ist der Weg zu wirklich großen Konstruktionen im Orbit noch weit, aber er hat nun einen ersten gemessenen Zwischenschritt.

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