Solargerät verwandelt Mondstaub in Ziegel für Mondbau
Sowohl die Vereinigten Staaten als auch China haben ehrgeizige Pläne formuliert, innerhalb des kommenden Jahrzehnts permanente Mondbasen zu errichten. Während derzeit kein rechtlicher Rahmen zur Beanspruchung von Territorium im Weltraum existiert, wird die Nation, die zuerst eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond erreicht, einen erheblichen Erstvorteil erzielen, der zukünftige Normen und Aktivitäten im lunaren Bereich potenziell beeinflussen könnte.
Doch das Erreichen des Mondes ist lediglich der erste Schritt; die Aufrechterhaltung einer menschlichen Präsenz dort stellt enorme logistische und technische Hürden dar. Eine der bedeutendsten Herausforderungen betrifft den effizienten und erschwinglichen Transport von Baumaterialien von der Erde, um einen Mond-Außenposten zu errichten. Ein Team von Wissenschaftlern des chinesischen Deep Space Exploration Laboratory (DSEL) in Hefei, Provinz Anhui, könnte jedoch eine bahnbrechende Lösung gefunden haben.
In einer bedeutenden Entwicklung im vergangenen Juli veröffentlichten DSEL-Forscher Testergebnisse für ein Prototyp-System zur Formung von Mondregolith in der Zeitschrift Acta Astronautica. Dieses innovative Gerät funktioniert ähnlich wie ein 3D-Drucker und kann robuste Bauziegel direkt aus Mondregolith, gemeinhin als Mondstaub bekannt, herstellen. Yang Hoglun, Mitautor und Senior Engineer bei DSEL, erklärte den chinesischen Staatsmedien, dass die Fähigkeit, Baumaterialien unter Verwendung der auf dem Mond leicht verfügbaren Ressourcen zu produzieren, die Abhängigkeit von erdgebundenen Materialien drastisch reduzieren würde. “Dieser Druck-Durchbruch hat die Machbarkeit der Verwendung von Mondboden als einziges Rohbaumaterial validiert, was eine echte In-situ-Ressourcennutzung ermöglicht und die Notwendigkeit eliminiert, zusätzliche Materialien von der Erde zu transportieren”, erklärte Yang.
Das System funktioniert durch die Nutzung von Solarenergie. Es verwendet einen Parabolspiegel – eine reflektierende Schale –, um Sonnenstrahlung zu konzentrieren und sie in einem einzigen, intensiv heißen Punkt zu bündeln. Dieses konzentrierte Licht wird dann durch Bündel von Glasfaserkabeln geleitet. An seinem Brennpunkt übertrifft die Lichtintensität das 3.000-fache der Standardintensität des Sonnenlichts auf der Erdoberfläche und erzeugt Temperaturen von über 2.300 Grad Fahrenheit (1.300 Grad Celsius). Diese extreme Hitze reicht aus, um Mondregolith zu schmelzen.
Während einer Reihe von Labortests schmolz der Prototyp erfolgreich künstliches Mondregolith, das aus Basalt hergestellt wurde, unter Verwendung einer Xenonlampe zur Simulation von Sonnenlichtbedingungen. Das Gerät demonstrierte seine Fähigkeit, verschiedene feste Formen zu bilden, darunter Linien, Oberflächen, dreidimensionale Körper und komplexe Strukturen. Yang behauptet, dass dieser Prototyp Materialien herstellen könnte, die für den Bau von Mondstraßen, Ausrüstungsplattformen und Gebäuden unerlässlich sind, wodurch eine groß angelegte, nachhaltige Mondexploration und Ressourcennutzung erleichtert wird.
Obwohl diese vorläufigen Tests einen großen Schritt in Richtung der In-situ-Herstellung von Mondbaumaterialien darstellen, bleiben bestimmte Einschränkungen bestehen. Yang bemerkte, dass Ziegel aus Mondboden möglicherweise nicht allein dem immensen Druck des Mondvakuums und der Umgebung mit geringer Schwerkraft standhalten können. Sie könnten jedoch als entscheidende Schutzschichten dienen, die druckhaltende Habitatmodule aus steiferen oder aufblasbaren Strukturen abschirmen.
Chinas Fortschritte in diesem Bereich gehen den neuesten Testergebnissen der DSEL-Forscher voraus. Im November 2024 startete die Nation eine Frachtrakete, die Ziegelprototypen, ebenfalls aus Mondregolith-Simulans hergestellt, zu ihrer Raumstation Tiangong transportierte. Diese Ziegel sollen drei Jahre lang außerhalb der Raumstation exponiert bleiben, damit Wissenschaftler ihre Langzeitbeständigkeit unter den rauen Bedingungen des Weltraums beurteilen können.
Andere raumfahrende Nationen, einschließlich der Vereinigten Staaten, entwickeln ebenfalls aktiv Methoden zur Nutzung von Mondregolith für Bauzwecke. Dennoch ist Chinas Fortschritt in diesem Bereich in den letzten Jahren besonders bemerkenswert. Tatsächlich hat das chinesische Mondexplorationsprogramm nicht nur mit dem Artemis-Programm der NASA Schritt gehalten, sondern es in bestimmten Aspekten sogar übertroffen, was den Wettbewerbsdruck auf die USA im aufkeimenden Wettlauf zurück zum Mond verstärkt.