von Matt Williams , Universe Today
In den kommenden Jahrzehnten hoffen viele Raumfahrtbehörden, bemannte Missionen zum Mond durchzuführen und dort sogar Außenposten einzurichten. Die NASA, die Europäische Weltraumorganisation (ESA), Roscosmos, die indische und die chinesische Raumfahrtbehörde haben zahlreiche Pläne zum Bau von Mondbasen und -siedlungen. Diese sollen nicht nur eine menschliche Präsenz auf dem Mond schaffen, sondern auch Missionen zum Mars und tiefer in den Weltraum ermöglichen.
So plant die ESA beispielsweise, bis zu den 2030er Jahren ein „internationales Monddorf“ auf dem Mond zu errichten. Als geistiger Nachfolger der Internationalen Raumstation (ISS) würde dieses Dorf auch wissenschaftliche Forschungen in einer lunaren Umgebung ermöglichen. Gegenwärtig planen europäische Forscher, wie sie dieses Dorf errichten wollen. Dazu gehören auch Experimente mit Mondstaubsimulanzien zur Herstellung von Ziegeln.
Vereinfacht ausgedrückt ist die gesamte Mondoberfläche mit Staub (auch Regolith genannt) bedeckt, der aus feinen Partikeln aus grobem Silikat besteht. Dieser Staub entstand im Laufe von Milliarden von Jahren durch ständige Meteoriteneinschläge, die den Silikatmantel zu feinen Partikeln zermalmten. Da es auf der Mondoberfläche keine Verwitterung oder Erosion gibt (weil es keine Atmosphäre und kein flüssiges Wasser gibt), ist er in einem rauen und feinen Zustand geblieben.
Da er so reichlich vorhanden ist und an manchen Stellen eine Tiefe von 4-5 Metern erreicht – in den älteren Hochlandgebieten sogar bis zu 15 Metern -, wird Regolith von vielen Raumfahrtbehörden als das Baumaterial der Wahl für Mondsiedlungen angesehen. Wie Aidan Cowley, wissenschaftlicher Berater der ESA und Experte für Mondboden, in einer kürzlich veröffentlichten ESA-Pressemitteilung erklärte:
„Mondziegel werden aus Staub bestehen. Daraus lassen sich solide Blöcke für den Bau von Straßen und Startrampen oder von Habitaten herstellen, die die Astronauten vor der rauen Mondumgebung schützen.“
Die ESA nutzt nicht nur eine scheinbar unerschöpfliche lokale Ressource, sondern demonstriert mit ihren Plänen zur Verwendung von Mondregolith für den Bau dieser Basis und der zugehörigen Infrastruktur auch ihr Engagement für die Nutzung von Ressourcen vor Ort. Grundsätzlich müssen Basen auf dem Mond, dem Mars und anderen Orten im Sonnensystem so autark wie möglich sein, um die Abhängigkeit von der Erde für regelmäßige Lieferungen zu verringern – was sowohl teuer als auch ressourcenintensiv wäre.
Um zu testen, wie sich Mondregolith als Baumaterial eignen würde, haben ESA-Wissenschaftler Mondstaubsimulanzien verwendet, die hier auf der Erde gewonnen wurden. Wie Aiden erläuterte, ist Regolith sowohl auf der Erde als auch auf dem Mond das Produkt von Vulkanismus und besteht im Wesentlichen aus basaltischem Material, das aus Silikaten besteht. „Der Mond und die Erde haben eine gemeinsame geologische Geschichte“, sagte er, „und es ist nicht schwer, in den Überresten von Lavaströmen ähnliches Material wie auf dem Mond zu finden.“
Das Simulant wurde aus der Region um Köln, Deutschland, gewonnen, die vor etwa 45 Millionen Jahren vulkanisch aktiv war. Unter Verwendung des vulkanischen Pulvers aus diesen alten Lavaströmen, das sich als gut mit dem Mondstaub vergleichbar erwies, begannen Forscher des Europäischen Astronautenzentrums (EAC) mit der Verwendung des Pulvers (das sie EAC-1 nannten), um Prototypen der Ziegelsteine herzustellen, die für den Bau des Monddorfes verwendet werden sollten.
Spaceship EAC, eine ESA-Initiative zur Bewältigung der Herausforderungen der bemannten Raumfahrt, arbeitet ebenfalls mit EAC-1 an der Entwicklung von Technologien und Konzepten, die für den Aufbau eines Mondaußenpostens und für künftige Mondmissionen benötigt werden. Eines ihrer Projekte befasst sich mit der Frage, wie der Sauerstoff im Mondstaub (der 40 % des Staubes ausmacht) genutzt werden kann, um den Astronauten einen längeren Aufenthalt auf dem Mond zu ermöglichen.
Bevor die ESA jedoch Mondstaub als Baumaterial anerkennen kann, müssen noch eine Reihe von Tests durchgeführt werden. Dazu gehört die Nachbildung des Verhaltens von Mondstaub in einer Strahlungsumgebung, um sein elektrostatisches Verhalten zu simulieren. Seit Jahrzehnten wissen die Wissenschaftler, dass Mondstaub elektrisch geladen ist, weil er ständig von solarer und kosmischer Strahlung bombardiert wird.
Dies führt dazu, dass er sich von der Oberfläche abhebt und an allem haftet, was er berührt (was die Astronauten von Apollo 11 bei ihrer Rückkehr zur Monderkundungsstation bemerkten). Wie Erin Transfield, Mitglied des ESA-Teams für Mondstaub, erklärte, verstehen die Wissenschaftler die elektrostatische Natur des Mondstaubs noch immer nicht vollständig, was ein Problem darstellen könnte, wenn es darum geht, ihn als Baumaterial zu verwenden.
Außerdem haben die Experimente mit der Strahlungsumgebung noch keine schlüssigen Ergebnisse geliefert. Als Biologin, die davon träumt, die erste Frau auf dem Mond zu sein, wies Transfield darauf hin, dass weitere Forschungen mit echtem Mondstaub notwendig sind. „Das gibt uns einen weiteren Grund, zum Mond zurückzukehren“, sagte sie. „
Der Bau des von der ESA vorgeschlagenen Monddorfes würde nicht nur eine menschliche Präsenz auf dem Mond ermöglichen und Weltraummissionen erlauben, sondern auch neue Technologien und Partnerschaften zwischen dem öffentlichen und dem privaten Sektor fördern. So hat die ESA beispielsweise mit dem Architekturbüro Foster + Partners zusammengearbeitet, um den Entwurf für ihr Monddorf zu entwerfen, und andere private Unternehmen wurden angeworben, um bei der Untersuchung anderer Aspekte des Baus zu helfen.
Derzeit plant die ESA, ihr internationales Monddorf in der südlichen Polarregion zu bauen, wo reichlich Wassereis entdeckt wurde. Um dies zu untersuchen, wird die ESA im Jahr 2020 ihre PROSPECT-Mission (Package for Resource Observation and in-Situ Prospecting for Exploration, Commercial exploitation and Transportation) zum Mond schicken, die im Rahmen der russischen Luna-27-Mission unterwegs sein wird.
Bei dieser Mission, einer gemeinsamen Anstrengung von ESA und Roscosmos, wird ein von Russland gebauter Lander im Südpol-Aitken-Becken des Mondes landen, wo die PROSPECT-Sonde aussetzen und in die Oberfläche bohren wird, um Eisproben zu entnehmen. Die langfristigen Pläne der ESA sehen außerdem eine Reihe von Missionen zum Mond vor, die in den 2020er Jahren beginnen und bei denen Roboter den Weg für die spätere Landung menschlicher Forscher ebnen sollen.
In den kommenden Jahrzehnten sind die Absichten der führenden Raumfahrtbehörden der Welt klar: Wir wollen nicht nur zum Mond zurückkehren, sondern auch dort bleiben! Zu diesem Zweck werden beträchtliche Mittel für die Erforschung und Entwicklung der dafür erforderlichen Technologien und Konzepte bereitgestellt. In den 2030er Jahren werden wir vielleicht schon Astronauten (und sogar Privatpersonen) regelmäßig auf dem Mond ein- und aussteigen sehen.