Mondland und Eis im Bergbau könnten der Schlüssel zum menschlichen Überleben auf dem Mond sein

Wenn Sie in diesem Moment auf den Mond gebracht würden, würden Sie sicher und schnell sterben. Weil es keine Atmosphäre gibt, variiert die Oberflächentemperatur von einem Braten bei 130 Grad Celsius (266 Grad Fahrenheit) bis zu einem knisternden Kühlen minus 170 Grad Celsius (minus 274 Grad Fahrenheit). Wenn der Mangel an Luft oder die fürchterliche Hitze oder Kälte Sie nicht umbringt, dann werden Mikrometeoritenbeschuss oder Sonneneinstrahlung die Folge sein. Unter allen Umständen ist der Mond kein gastfreundlicher Ort.

Wenn Menschen jedoch den Mond erforschen und möglicherweise eines Tages dort leben sollen, müssen wir lernen, mit diesen schwierigen Umweltbedingungen umzugehen. Wir brauchen Lebensräume, Luft, Nahrung und Energie sowie Treibstoff, um Raketen zurück zur Erde und möglicherweise zu anderen Zielen zu befördern. Das bedeutet, dass wir Ressourcen benötigen, um diese Anforderungen zu erfüllen. Wir können sie entweder von der Erde mitbringen - ein teures Angebot - oder wir müssen die Ressourcen auf dem Mond selbst nutzen. Und hier kommt die Idee der "In-Situ-Ressourcennutzung" (ISRU) ins Spiel.

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Grundlegende Bemühungen zur Verwendung von Mondmaterial sind der Wunsch, auf dem Mond entweder vorübergehende oder sogar dauerhafte menschliche Siedlungen zu errichten - und dies hat zahlreiche Vorteile. Zum Beispiel könnten Mondbasis oder Kolonien unschätzbare Schulungen und Vorbereitungen für Missionen zu weiter entfernten Zielen, einschließlich des Mars, bieten. Die Entwicklung und Nutzung von Mondressourcen wird wahrscheinlich zu einer Vielzahl innovativer und exotischer Technologien führen, die auf der Erde nützlich sein könnten, wie dies auch bei der Internationalen Raumstation der Fall war.

Als planetarer Geologe bin ich fasziniert davon, wie andere Welten entstanden sind und welche Lehren wir über die Entstehung und Entwicklung unseres eigenen Planeten lernen können. Und weil ich eines Tages hoffentlich den Mond persönlich besuchen möchte, interessiert mich besonders, wie wir die dortigen Ressourcen einsetzen können, um die Erforschung des Sonnensystems durch Menschen so wirtschaftlich wie möglich zu gestalten.

In-Situ-Ressourcennutzung

ISRU klingt nach Science Fiction und ist es im Moment weitgehend. Dieses Konzept beinhaltet das Identifizieren, Extrahieren und Verarbeiten von Material von der Mondoberfläche und dem Inneren des Mondes und dessen Umwandlung in etwas Nützliches: Sauerstoff zum Atmen, Elektrizität, Baumaterial und sogar Raketentreibstoff.

Viele Länder haben erneut den Wunsch geäußert, zum Mond zurückzukehren. Die NASA hat eine Vielzahl von Plänen dafür, China hat im Januar einen Rover auf der Mondseite gelandet und hat dort gerade einen aktiven Rover, und zahlreiche andere Länder haben die Mondmission im Visier. Die Notwendigkeit, auf dem Mond bereits vorhandene Materialien zu verwenden, wird immer dringlicher.

Die Vorfreude auf das Leben im Mondland ist eine treibende Kraft für Technik und Experimente, um zu bestimmen, wie Mondmaterial effizient verwendet werden kann, um die Erforschung des Menschen zu unterstützen. Zum Beispiel plant die Europäische Weltraumorganisation (ESA), im Jahr 2022 ein Raumfahrzeug am Mond-Südpol zu landen, um auf der Suche nach Wassereis und anderen Chemikalien unter Wasser zu bohren. Dieses Schiff wird über ein Forschungsinstrument verfügen, das dafür ausgelegt ist, Wasser aus dem Mondboden oder Regolith zu gewinnen.

Es wurde sogar darüber diskutiert, das Helium-3, das im Mondstein eingeschlossen ist, letztendlich abzubauen und zur Erde zurückzuschicken. Helium-3 (ein nichtradioaktives Helium-Isotop) könnte als Brennstoff für Fusionsreaktoren verwendet werden, um bei sehr geringen Umweltkosten enorme Energiemengen zu erzeugen - obwohl die Fusion als Energiequelle bisher noch nicht nachgewiesen wurde und das extrahierbare Volumen noch nicht nachgewiesen wurde Helium-3 ist unbekannt. Auch wenn die wahren Kosten und Vorteile von ISRU für den Mond noch abzuwarten sind, gibt es wenig Anlass zu der Annahme, dass das derzeitige beträchtliche Interesse am Abbau des Mondes nicht bestehen bleibt.

Es ist erwähnenswert, dass der Mond möglicherweise kein besonders geeignetes Ziel für den Abbau anderer wertvoller Metalle wie Gold, Platin oder seltener Erden ist. Dies liegt an dem Differenzierungsprozess, bei dem relativ schwere Materialien absinken und leichtere Materialien aufsteigen, wenn ein Planetenkörper teilweise oder fast vollständig geschmolzen ist.

Dies ist im Grunde das, was passiert, wenn Sie ein mit Sand und Wasser gefülltes Reagenzglas schütteln. Zuerst wird alles zusammengemischt, dann löst sich der Sand schließlich von der Flüssigkeit und sinkt auf den Boden der Röhre. Und genau wie bei der Erde befinden sich die meisten schweren und wertvollen Metalle des Mondes wahrscheinlich tief im Mantel oder sogar im Kern, wo sie im Wesentlichen nicht zugänglich sind. In der Tat werden kleinere Körper wie Asteroiden in der Regel nicht differenziert, weil sie so vielversprechende Ziele für die Exploration und Förderung von Mineralien darstellen.

Mondformation

Tatsächlich nimmt der Mond in der Planetenwissenschaft einen besonderen Platz ein, weil er der einzige andere Körper im Sonnensystem ist, in dem der Mensch einen Fuß gesetzt hat. Das Apollo-Programm der NASA in den 1960er und 70er Jahren sah insgesamt 12 Astronauten auf der Oberfläche spazieren, hüpfen und rasen. Die Gesteinsproben, die sie mitgebracht hatten, und die Experimente, die sie dort hinterlassen haben, haben ein besseres Verständnis nicht nur unseres Mondes ermöglicht, sondern auch darüber, wie sich Planeten im Allgemeinen bilden, als dies sonst möglich gewesen wäre.

Von diesen Missionen und anderen in den folgenden Jahrzehnten haben Wissenschaftler viel über den Mond gelernt. Anstatt aus einer Staub- und Eiswolke wie die Planeten im Sonnensystem zu wachsen, haben wir herausgefunden, dass unser nächster Nachbar wahrscheinlich das Ergebnis eines gewaltigen Zusammenstoßes zwischen der Proto-Erde und einem Objekt in Marsgröße ist. Diese Kollision stieß eine riesige Menge Trümmer aus, von denen einige später zum Mond verschmolzen. Aus Analysen von Mondproben, fortgeschrittener Computermodellierung und Vergleichen mit anderen Planeten im Sonnensystem haben wir unter anderem gelernt, dass kolossale Auswirkungen in den Anfängen dieses und anderer Planetensysteme die Regel und nicht die Ausnahme sein könnten.

Die wissenschaftliche Erforschung des Mondes würde zu einem dramatischen Anstieg unseres Verständnisses darüber führen, wie unser natürlicher Satellit entstanden ist und welche Prozesse auf und innerhalb der Oberfläche ablaufen, damit er so aussieht, wie er aussieht.

Die kommenden Jahrzehnte versprechen eine neue Ära der Erforschung des Mondes, in der Menschen längere Zeit dort leben, was durch die Entnahme und Nutzung der natürlichen Ressourcen des Mondes ermöglicht wird. Mit konstanter, entschlossener Anstrengung kann der Mond nicht nur zu einem Zuhause für zukünftige Forscher werden, sondern auch zum perfekten Sprungbrett, von dem aus wir den nächsten großen Sprung machen können.

Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation von Paul K. Byrne veröffentlicht. Lesen Sie hier den Originalartikel.