Die ESA arbeitet an einer Anlage, die aus Mondstaub Sauerstoff und Metall gewinnt

Die Menschheit soll zurück auf den Mond, um diesmal auch dort zu bleiben. Denn der Mond bietet große Möglichkeiten, zu forschen und Ressourcen zu gewinnen. Ein bisher nicht gelöstes Problem ist jedoch die Produktion von Sauerstoff. Die europäische Raumfahrtbehörde könnte nun einen Weg gefunden haben, um auch auf dem Mond Luft zum Atmen herzustellen.

Die European Space Agency – kurz ESA – hat eine große Vision für den Mond. Auf dem Erdtrabanten soll eine dauerhafte Basis entstehen, die über die Jahre nach und nach wachsen soll – kontrolliert, gelenkt und überwacht vom ESA-Kontrollraum in Darmstadt. Auf dem Mond sollen aber nicht nur Europäer arbeiten, forschen und experimentieren, sondern alle Nationen und Unternehmen, die Interesse haben und ihren Anteil leisten wollen – und selbst Touristen könnten irgendwann empfangen werden. Ein „Monddorf“ nennt das der ESA-Chef Jan Wörner. Wie und aus was so eine Station errichtet werden könnte, daran forscht die ESA bereits. Gleichzeitig geht sie aber auch einer viel substantielleren Frage nach: Nämlich wo der Sauerstoff herkommen könnte, den eine solche Station benötigen würde.

Die Antwort könnte eine Substanz sein, die sogar beim bloßen Blick von der Erde zum Mond sichtbar ist: der Mondstaub, der sogenannte Regolith, der den Trabanten in einer dicken Schicht überzieht. Das Pulver ist grau, schwer und überaus fein. Das hat der Raumfahrt bisher vor allem Probleme bereitet. Der Staub dringt in Ritzen und Spalten, wo er Schaltkreise erreichen und zu technischen Fehlfunktionen führen kann. Daher sollen Ausrüstung und Astronauten künftig in einem Trainingsareal bei Köln mit künstlichem Mondstaub konfrontiert und auf die Herausforderungen vorbereitet werden. Doch wegen seiner Zusammensetzung könnte der Regolith nun auch zum Problemlöser werden. Seine Hauptbestandteile sind Oxide wie Silizium, Kalzium, Magnesium und Eisen. Aber der Staub enthält auch einen Sauerstoffanteil, der bei durchschnittlich 43 Prozent liegt.

Bei 950 Grad wird der Sauerstoff herausgelöst

In einer Versuchsanlage im Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum in Noordwijk in den Niederlanden erprobt die ESA derzeit eine Methode, um den Sauerstoff effizient aus dem Material zu extrahieren. Dabei wird der feine Regolith mit geschmolzenem Calciumchlorid vermengt, auf 950 Grad Celsius erhitzt und dann unter Strom gesetzt. Hierdurch löst sich der Sauerstoff aus der Verbindung und kann aufgefangen und gespeichert werden – zum Atmen aber auch zur Produktion von Raketentreibstoffen. Zurück bleibt vom Mondstaub dann eine grobe Krümelmixtur aus verschiedenen Metallen, die ebenfalls weiterverarbeitet werden können. Beispielsweise um sie als Werkstoffe zum Ausbau und zur Wartung der Station zu verwenden.

Zumindest in einem vergleichsweise kleinen Umfang funktioniert der vollkommen lautlose Prozess bereits. Der war ursprünglich von der britischen Firma Metalysis entwickelt worden, um allem voran seltene und wertvolle Metalle zu gewinnen, die eventuell nur als Spuren in der Erde vorhanden sind. Die Extraktion von Gasen war hierbei nur ein ungewollter Nebeneffekt, der für das Unternehmen keinen weiteren Nutzen hatte. Die ESA hat den Prozess adaptiert und will ihre Anlage und deren Funktionsweise in den kommenden Monaten noch verbessern und fein abstimmen.

„Beispielsweise wollen wir die Betriebstemperatur reduzieren“, sagt der ESA-Forscher Alexandre Meurisse. Durch die nötige Hitze, die momentan für die Sauerstoffextraktion gebraucht wird, wird nämlich auch jede Menge an elektrischer Energie benötigt, die auf dem Mond eher Mangelware ist. Könnte die Temperatur für die Sauerstoffextraktion gesenkt werden, wäre es möglich, den Sauerstoff effizienter oder bei gleichem Energieeinsatz in größerer Menge herzustellen. Das große Ziel ist natürlich die Konstruktion einer Testanlage, die ohne allzu viel menschliches Zutun auf dem Mond funktionieren könnte. Denn eine solche Sauerstofffabrik könnte bereits in Vorbereitung auf die Konstruktion einer bewohnten Station einen Vorrat an Atemluft anlegen.

Teaser-Bild: ESA

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