EXC 3036:  Die Marsperspektive: Ressourcenknappheit als Grundlage eines Paradigmas der Nachhaltigkeit

• Fachliche Zuordnung: Verfahrenstechnik, Technische Chemie ; Chemische Festkörper- und Oberflächenforschung ; Produktionstechnik ; Psychologie ; Strömungsmechanik, Technische Thermodynamik und Thermische Energietechnik ; Systemtechnik ; Werkstofftechnik
• Förderung: Förderung seit 2026
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 533607631

Die scheinbar unbegrenzt verfügbaren Ressourcen haben der Menschheit ein rapides Bevölkerungswachstum ermöglicht, das mit einer massiven Ausbeutung fossiler Brennstoffe einherging. Mit der daraus resultierenden voranschreitenden Zerstörung unserer Umwelt steuern wir nun auf ein Zeitalter der Ressourcenknappheit zu, welches nahezu alle Produktionstechnologien in ihren Grundfesten zu erschüttern droht. Weltweit wird daher bereits intensiv an Möglichkeiten geforscht, Produktion nachhaltiger, effizienter und automatisierter zu gestalten. Mit unserem Cluster nehmen wir eine radikal neue Perspektive ein, die auf einen langfristigen Paradigmenwechsel ausgerichtet ist. Wir begeben uns dafür gedanklich auf den Mars, eine Welt, die potenziell bewohnbar aber lebensfeindlich ist. Die extrem knappen Ressourcen dort zwingen uns, die Produktion von Materialien und Bauteilen von Grund auf neu zu denken. Mit dem Cluster „Die Marsperspektive“ werden wir ein Paradigma entwickeln, in dem Materialien und Bauteile mit knappen Ressourcen in einer für die Nutzung hinreichenden Qualität hergestellt werden. Die Ressourcenknappheit umfasst die vier Dimensionen Rohstoffe, elektrische Energie, Arbeitskraft und Information. Mit unserer Forschung verfolgen wir drei Ziele: (1) die Entwicklung (bio-)elektrochemischer Methoden, um Materialien selbst aus minderwertigen Rohstoffen zu gewinnen; (2) die Gestaltung von Niedrigenergie-Prozessketten, welche die gewonnenen Materialien in eine Reihe von Bauteilen überführen; und (3) die Entwicklung neuartiger Bedienkonzepte für Produktionsanlagen, die von Mensch-Roboter-Teams betrieben werden, unterstützt durch digitale Repräsentationen der Prozesse und der Produktion. Mithilfe der Marsperspektive schaffen wir die Grundlagen für eine hochautomatisierte und resiliente Produktion von Materialien und Bauteilen aus knappen Ressourcen und ohne fossile Brennstoffe. Langfristig wird unser Cluster den grünen Wandel auf der Erde antreiben und zu einer nachhaltigen Erforschung des Weltraums durch den Menschen beitragen. Die Universität Bremen und ihre Partnerinstitute weisen jahrzehntelange wissenschaftliche Exzellenz in den Bereichen Materialwissenschaften, Verfahrens-, Produktions- und Raumfahrttechnik sowie Robotik auf. Seit 2021 vereint die „Humans on Mars“-Initiative diese Expertise mit den Verhaltenswissenschaften und der Kommunikationstechnik zu einem interdisziplinären Konsortium, auf dem der Cluster aufbaut. Neben den wissenschaftlichen Erkenntnissen wird der Cluster Strukturen schaffen, um (1) zukünftige Studierende und Wissenschaftler:innen zu verantwortungsbewussten, kreativen Köpfen auszubilden, die bereit sind neue Wege zu beschreiten; (2) innovative Konzepte für ein interdisziplinäres Forschungsdatenmanagement zu implementieren; und (3) die Marsperspektive mit Gesellschaft, Industrie und Politik gemeinsam zu entwickeln.

• DFG-Verfahren: Exzellenzcluster (ExStra)
• Antragstellende Institution: Universität Bremen
• Beteiligte Institution: Deutsches Forschungszentrum für Künstliche Intelligenz GmbH (DFKI); Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR); Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM); Leibniz-Institut für Werkstofforientierte Technologien IWT
• Sprecherinnen / Sprecher: Professor Dr. Marc Avila Canellas; Professor Dr.-Ing. Kurosch Rezwan; Professorin Dr.-Ing. Kirsten Tracht
• beteiligte Wissenschaftlerinnen / beteiligte Wissenschaftler: Professorin Dr. Katharina Brinkert; Professor Dr.-Ing. Lucio Colombi Ciacchi; Professor Dr.-Ing. Armin Dekorsy; Professor Dr.-Ing. Andreas Fischer; Professorin Dr. Anna Förster; Professorin Dr. Vera Hagemann; Professor Dr. Andreas Hartwig; Dr.-Ing. Christiane Heinicke; Professorin Bettina von Helversen, Ph.D.; Professor Dr.-Ing. Sven Kerzenmacher; Professor Dr. Frank Kirchner; Dr. Katharina Koschek; Professor Dr. Fabio La Mantia; Professorin Dr. Nicole Megow; Dr.-Ing. Daniel Meyer; Professor Dr.-Ing. Lutz Mädler; Dr.-Ing. Ilya Okulov; Dr.-Ing. Matthias Steinbacher; Professor Dr.-Ing. Jorg Thöming; Dr.-Ing. Anastasiya Tönjes; Cyprien Verseux, Ph.D.; Paul Zabel