Jeder möchte eine Mondbasis schaffen
– Nachrichten vom 14. Februar 2019 –
Die Möglichkeit, den Mond eines Tages zu kolonisieren, wird von NASA, ESA und CNSA sowie Roscosmos ausführlich untersucht. Viele private Unternehmen haben auch dieses Ziel, wie Blue Origin, SpaceX, Moon Express und viele andere Unternehmen. Weltraumagenturen und private Unternehmen arbeiten daran, Männer oder Frachter so schnell wie möglich auf den Mond zu bringen.
Das Jahrzehnt 2020 sollte der Erforschung von Robotern gewidmet sein. Die Erkundung des Menschen könnte in den späten 2020er oder frühen 2030er Jahren beginnen: Das erste und letzte menschliche Abenteuer auf der Oberfläche des Mondes ist jetzt ein halbes Jahrhundert alt. Dies führte zu kurzen Aufenthalten von maximal einigen Tagen. Aber dieses Mal wollen die NASA und andere Weltraumbehörden zum Mond gehen, um dort zu bleiben.
Konkret bedeutet dies die Schaffung einer permanenten oder semi-permanenten Basis auf dem Mond, ähnlich einer internationalen Raumstation, jedoch auf der Mondoberfläche. Dies ist die Positionierung Europas mit dem Moon Village-Projekt. Aber um eine Mondbasis zu errichten, wird sie vielen Herausforderungen begegnen.
Der Mond begrüßt die Menschheit nicht
Der Mond ist nicht der einladendste Ort im Sonnensystem. Wir müssen immer noch eine Lösung für die vielen Herausforderungen finden: Strahlung, Staub, Mikrometeoriten, Temperaturen, Energie, Sauerstoff, Wasser, Nahrung oder sogar Isolation.
Die Internationale Raumstation bereitet sich auf einige dieser Herausforderungen vor. Aber auf dem Mond wird es ganz anders sein. Die Abgelegenheit der Erde verteuert die Versorgungsmissionen. Auf der anderen Seite kann man an Ort und Stelle viele Ressourcen finden, die direkt von den Bewohnern einer Mondbasis genutzt werden könnten. Die Europäische Weltraumorganisation ist besonders aktiv in der Forschung zu diesen Problemen.
Bestenfalls wird in den frühen 2030er Jahren eine erste Mondbasis geschaffen, was jedoch nicht heißt, dass wir einige der ermittelten Herausforderungen nicht bereits lösen können. Auf der Erde erstellt die ESA derzeit ein Simulationszentrum. Seine Oberfläche wird 1000 Quadratmeter groß sein und vollständig mit einem Material bedeckt sein, das den Regolith des Mondes imitiert, und einem Lebensraum namens Flex Hab. Ziel ist es, die Technologien und Prozesse testen zu können, die menschliche Entdecker auf dem Mond einsetzen können.
Wo kann ich eine Mondbasis installieren ?
Wenn Sie von einem Mondstandort sprechen, sollten Sie zuerst die Installation durchführen. Die Äquatorregion ist der einfachste Zugang, die Mondlandung und der Start. Auf der sichtbaren Seite des Mondes würde die Mondbasis eine ununterbrochene Kommunikation mit der Erde ermöglichen. Mondnächte sind jedoch sehr lang, 14 Tage.
Die Polarregionen sind immer interessanter. Es ist schwieriger, auf einer Stange des Mondes zu landen, aber es gibt Wassereis und Reliefs, die 80% oder 90% der Zeit beleuchtet bleiben, was ideal für Sonnenkollektoren ist. Die Südpolregion ist derzeit das Gebiet, das am interessantesten erscheint. Man kann sich vorstellen, dass die Installation einer Mondbasis am Südpol eine gute Idee wäre.
Es gibt jedoch noch viele Entscheidungen, die getroffen werden müssen: Sollten wir die Mondbasis auf der Oberfläche installieren oder tief graben? Wir wissen, dass der Mond viele Lavatuben hat. Dies sind natürliche Tunnel, die einen wirksamen Schutz vor Strahlung, Meteoriten und extremen Temperaturen bieten. Aber Sie müssen eine Lava-Röhre in der Nähe der interessanten Ressourcen finden.
Am einfachsten wäre es vielleicht, die Mondbasis in einem Krater zu bauen und dann mit Regolith zu bedecken. Diese Lösung würde viele Vorteile bringen. Die unteren Ebenen einer solchen Mondbasis würden sich unter mehreren zehn Metern Material befinden, sicher vor jeglicher Bedrohung. Die Mondkrater sind so zahlreich, dass sie gleichzeitig in der Nähe einer Ablagerung von Wassereis und einer Spitze ewigen Lichts gefunden werden können. Die Verwendung des Mondregoliths zur Abschirmung von Strahlung ist ein sehr einfaches erstes Beispiel für die Verwendung lokaler Ressourcen.
Daher ist es nicht notwendig, Strukturen in 3D zu drucken oder einen komplexen Prozess zu verwenden. Ein einfacher Bagger kann diese Arbeit erledigen. Es ist daher möglich, leichte aufblasbare Module zum Bau der Mondbasis zu verwenden und somit den logistischen Fußabdruck der Mondbasis zu reduzieren. Diese Lösung löst das Problem der Strahlung, Meteoriten und bietet eine Wärmeisolierung. Wenn Sie auf diese Weise mehrere benachbarte Krater besiedeln, können Sie ein echtes Dorf zur Welt bringen.
Wassereis und Sonneneinstrahlung bestimmen den Standort der Mondbasis
Die endgültige Wahl des Standorts der Mondbasis wird wahrscheinlich durch die Entdeckung einer großen Eiswasserlagerstätte bedingt sein. Für eine Mondbasis ist Wasser die wichtigste lokale Ressource, weil es notwendig ist zu trinken, aber auch, weil man Raketentreibstoffe durch Elektrolyse gewinnen kann. Elektrolyse ist ein Prozess, bei dem Wasser in Disauerstoff und Diwasserstoff getrennt wird. Dank eines elektrischen Stroms kann dieser Prozess auch zur Speicherung von Energie während langer Mondnächte dienen. Diwasserstoff und Sauerstoff können tatsächlich in einer Brennstoffzelle verwendet werden. Wasser wird zu einem Weg, um zu hydrieren, Raketen zu fliegen und die Energie zu sparen, die von Sonnenkollektoren erzeugt wird.
Das Problem ist, dass das Wassereis am Boden der Krater liegt, die das Tageslicht niemals erreicht. Die Gewinnung von Eiswasser kann sehr kompliziert sein. Am einfachsten wäre es wahrscheinlich, das Sonnenlicht mithilfe von Spiegeln auf den Boden dieser Krater zu lenken. Der erzeugte Wasserdampf würde dann zu den Elektrolysezellen transportiert. In jedem Fall ist die Gewinnung von Wassereis eine der wichtigsten Herausforderungen einer Mondbasis. Es wird nicht leicht sein, Industriemaschinen in völliger Dunkelheit die steilen Hänge hinunter zu bekommen.
Durch die Verwendung von Brennstoffzellen kann Sonnenenergie auf zwei Arten genutzt werden. Photovoltaikpanels, die ewigen Lichtspitzen ausgesetzt sind, würden die Mondbasis mit Strom versorgen und die Energie liefern, die zum Auslösen des Elektrolyseprozesses erforderlich ist. Die Wärme der Sonne könnte auch für viele andere Anwendungen genutzt werden. Es könnte verwendet werden, um Eiswasser zu gewinnen und den Mondstein in Solaröfen zu kochen.
Die Nutzung des Regolithen ist für die Mondbasis unabdingbar
Der Regolith enthält viel Sauerstoff in Form eines Metalloxids. Ab 900 Grad Celsius kann man die chemischen Bindungen aufbrechen, die diese Moleküle verbinden, um zusätzlichen Sauerstoff und Eisen, Aluminium oder Magnesium einzufangen. Dies sind nützliche Ressourcen für eine Mondbasis, obwohl dieser Prozess viel energieintensiver ist als das Schmelzen von Wassereis.
Ab 1100 Grad Celsius wird es möglich, den Mond-Regolith zu schmelzen. Wir können ihm dann die gewünschte Form geben, um beispielsweise Ziegelsteine herzustellen. Das erhaltene Material hat eine ähnliche Beständigkeit gegen Gips und kann daher für den Bau verwendet werden. Einige spezifische Formen wie Bögen und Kuppeln wären für diese Art von Material besonders geeignet.
Dank dieser unterschiedlichen Techniken könnte eine Mondbasis in Bezug auf Energie, Wasser und die Produktion von Treibmitteln und Sauerstoff unabhängig sein. Es könnte sogar neue Strukturen auf dem Mond aufbauen, ohne viel von der Erde zu versorgen. Es ist ein Maß an Unabhängigkeit, das dem der internationalen Raumstation überlegen ist.
Wie ernähren sich die Bewohner der Mondbasis ?
Man kann auch versuchen, auf dem Mond einen Teil der Nahrung anzubauen, die von den Bewohnern der Mondbasis verzehrt wird. Mit Wasser und Strom gibt es alles, was Sie brauchen, um essbare Pflanzen und Gemüse anzubauen. Diese Erfahrung wurde an Bord der Internationalen Raumstation bereits erfolgreich abgeschlossen. Einige Pflanzenarten scheinen besonders interessant zu sein. Vitamin C1, Vitamin K und Kalium sind für den Körper unerlässlich, bauen sich jedoch sehr schnell ab. Um genug zu absorbieren, müssen Sie frische Produkte konsumieren. Auf dem Mond haben Astronauten nur Dosen und gefriergetrocknetes Geschirr.
Der Grünkohlanbau könnte diese Art von Problemen lösen, da er sehr vitaminreich ist und in kleinen Räumen leicht anzubauen ist. Die Kartoffel ist ein weiteres interessantes Element dank ihrer Kalorienzufuhr. Darüber hinaus würde eine solche Pflanzenmasse einen Teil des durch die Atmung der Bewohner der Mondbasis erzeugten CO2 recyceln. Das Biosphärenexperiment der chinesischen Mission Chang’e 4 war interessant, um die Kultivierung von Pflanzen zu beobachten. Wir wissen jedoch noch nicht, ob es möglich ist, dank des Mondregolithen einen ausreichenden Boden zu schaffen. Einige der von Pflanzen benötigten Nährstoffe sollten wahrscheinlich von der Erde stammen.
Die Besiedlung des Mondes ist ein wichtiger Schritt für die Menschheit
Es gibt viele Möglichkeiten, die Schwierigkeiten des Mondlebens zu umgehen. Dutzende von Mondlebensraumkonzepten wurden in Betracht gezogen. Die NASA hat Schätzungen für mehr als zwanzig verschiedene Möglichkeiten zur Gewinnung von Sauerstoff aus dem Mondregolith vorgenommen. Die Schaffung einer dauerhaften bewohnten Basis auf dem Mond ist der Menschheit zugänglich, wenn sie sich selbst die Mittel dazu gibt. Aus wissenschaftlicher Sicht verdient der Mond sicherlich einige Expeditionen.
Man kann sich Mondbasen vorstellen, die an antarktische Basen erinnern und sorgfältig ausgewählte Experten für längere oder kürzere Zeiträume willkommen heißen. Eine massivere Installation würde die Anwesenheit von Privatunternehmen vor Ort und die Schaffung einer auf Mondressourcen ausgerichteten Realwirtschaft erfordern. Die Aufklärungsarbeit der chinesischen, indischen, europäischen, russischen oder amerikanischen Mission geht in diese Richtung.
Die Lavaröhren des Mondes könnten eine Mondbasis begrüßen
– Nachrichten vom 24. Oktober 2017 –
Die Mondsonde Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO), die 2009 von der NASA gestartet wurde, hat eine interessante Entdeckung gemacht: Der Mond hat Hunderte von natürlichen Höhlen, die von Lavaröhren gebildet werden. Einige dieser Hohlräume können bis zu 900 Meter Durchmesser und 50 Kilometer Länge aufweisen. Einige denken, dass diese Hohlräume eine Basis auf dem Mond begrüßen könnten. Tatsächlich sind die Bedingungen auf der Oberfläche des Mondes nicht sehr einladend: keine Atmosphäre, kein Magnetfeld, extreme Temperaturen, Mikro-Meteoriten und Strahlung … Zur Zeit des Apollo-Programms verbrachte niemand mehr als drei Tage auf dem Mond .
Die Lavaröhren, deren Existenz gerade bestätigt wurde, könnten daher eine dauerhafte menschliche Präsenz auf dem Mond schützen. Die Lavaröhren bilden sich, wenn ein Lavastrom Tunnel erzeugt, deren Wände bei hohen Temperaturen ausgehärtet sind und hohle Röhren bilden. Dieses Phänomen ist auf der Erde bekannt, aber die Lavaröhren auf dem Mond scheinen viel größer zu sein als die unseres Planeten. Lavaröhren lösen das Problem der Strahlung und Mikro-Meteoriten für Entdecker. Die Temperatur in den Lavaröhren würde von -30 Grad bis -40 Grad konstant sein, während die Oberflächentemperatur des Mondes zwischen -175 Grad und 125 Grad schwankt, je nachdem, ob es Tag oder Nacht ist.
Es wäre also möglich, aufblasbare Module zu installieren, um Schutzräume in diesen Lavaröhren zu schaffen und so Räume von mehreren Quadratkilometern bereitzustellen, um Menschen willkommen zu heißen. Diese Räume hätten den Vorteil, dass die Bewohner der Mondbasis in einem nicht-künstlichen Raum leben könnten. Außerdem ist der Mond wahrscheinlich nicht vollständig trocken: Wenn wir Mondquellen finden oder ausbeuten können, wäre es sehr interessant, eine Kolonisierung des Mondes in Betracht zu ziehen, die der Kolonisierung von Mars oder Venus vorausgehen könnte. Tatsächlich bietet der Mond reale industrielle Perspektiven: Einerseits hat der Mond große Reserven an Titan und Helium 3 und andererseits ist der Mond nahe der Erde. Wenn das Lunar Orbital Platform-Gateway ebenso verwirklicht wird wie die Mondambitionen Chinas, wird wahrscheinlich eine menschliche Erforschung einer dieser Lavaröhren stattfinden und vielleicht sogar die Installation einer Basis auf dem Mond.
Image by ESA/Foster + Partners
Quellen
