Bausteine ​​auf dem Mond aus Mondstaub

In den kommenden Jahrzehnten hoffen viele Weltraumagenturen, Missionen mit Besatzung zum Mond durchzuführen und dort sogar Außenposten einzurichten. Tatsächlich gibt es zwischen der NASA, der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), Roscosmos und den indischen und chinesischen Weltraumagenturen keinen Mangel an Plänen für den Bau von Mondbasen und Siedlungen. Diese werden nicht nur eine menschliche Präsenz auf dem Mond herstellen, sondern auch Missionen zum Mars und tiefer in den Weltraum ermöglichen.

Zum Beispiel plant die ESA, bis 2030 ein „internationales Monddorf“ auf dem Mond zu errichten. Als spiritueller Nachfolger der Internationalen Raumstation (ISS) würde dieses Dorf auch wissenschaftliche Forschung in einer Mondumgebung ermöglichen. Derzeit planen europäische Forscher, wie dieses Dorf gebaut werden soll. Dazu gehören Experimente mit Mondstaubsimulanzien zur Herstellung von Ziegeln.

Einfach ausgedrückt ist die gesamte Oberfläche des Mondes mit Staub (auch bekannt als Regolith) bedeckt, der aus feinen Partikeln aus rauem Silikat besteht. Dieser Staub wurde im Laufe von Milliarden von Jahren durch ständige Meteoriteneinschläge gebildet, die den Silikatmantel in feine Partikel zertrümmerten. Es ist in einem rauen und feinen Zustand geblieben, da die Mondoberfläche keine Verwitterung oder Erosion erfährt (aufgrund des Mangels an Atmosphäre und flüssigem Wasser).

Weil es so reichlich ist und an einigen Stellen Tiefen von 4 bis 5 Metern (13 bis 16,5 Fuß) und in den älteren Hochlandgebieten bis zu 15 Meter (49 Fuß) erreicht, wird Regolith von vielen Raumfahrtagenturen als Baumaterial angesehen der Wahl für Mondansiedlungen. Wie Aidan Cowley, wissenschaftlicher Berater der ESA und Experte für Mondboden, in einer kürzlich veröffentlichten Pressemitteilung der ESA erklärte:

„Mondsteine ​​werden aus Staub bestehen. Sie können daraus feste Blöcke erstellen, um Straßen und Startrampen oder Lebensräume zu bauen, die Ihre Astronauten vor der rauen Mondumgebung schützen. “

Neben der Nutzung einer scheinbar unerschöpflichen lokalen Ressource zeigen die Pläne der ESA, mit Mondregolithen diese Basis und die dazugehörige Infrastruktur zu schaffen, ihr Engagement für die In-situ-Ressourcennutzung. Grundsätzlich müssen Stützpunkte auf dem Mond, dem Mars und anderen Orten im Sonnensystem so autark wie möglich sein, um die Abhängigkeit von der Erde für regelmäßige Lieferungen von Versorgungsgütern zu verringern – was sowohl teuer als auch ressourcenintensiv wäre.

Um zu testen, wie sich Mondregolith als Baumaterial verhalten würde, haben ESA-Wissenschaftler Mondstaubsimulanzien verwendet, die genau hier auf der Erde geerntet wurden. Wie Aiden erklärte, sind Regolithen auf der Erde und auf dem Mond das Produkt des Vulkanismus und im Grunde genommen Basaltmaterial aus Silikaten. "Der Mond und die Erde haben eine gemeinsame geologische Geschichte", sagte er, "und es ist nicht schwierig, Material zu finden, das dem auf dem Mond in den Überresten von Lavaströmen ähnelt."

Das Simulans wurde aus der Region um Köln geerntet, die vor etwa 45 Millionen Jahren vulkanisch aktiv war. Forscher des Europäischen Astronautenzentrums (EAC) verwendeten vulkanisches Pulver aus diesen alten Lavaströmen, das als gut zu Mondstaub geeignet befunden wurde, und verwendeten das Pulver (das sie EAC-1 nannten), um Prototypen der Ziegel herzustellen das würde verwendet werden, um das Monddorf zu schaffen.

Das Raumschiff EAC, eine ESA-Initiative zur Bewältigung der Herausforderungen der bemannten Raumfahrt, arbeitet auch mit EAC-1 zusammen, um die Technologien und Konzepte zu entwickeln, die zur Schaffung eines Mondaußenpostens und für zukünftige Missionen zum Mond erforderlich sind. Eines ihrer Projekte befasst sich mit der Verwendung des Sauerstoffs in Mondstaub (der 40% davon ausmacht), um Astronauten dabei zu helfen, längere Aufenthalte auf dem Mond zu verbringen.

Bevor die ESA Mondstaub als Baumaterial abzeichnen kann, müssen noch einige Tests durchgeführt werden. Dazu gehört die Wiederherstellung des Verhaltens von Mondstaub in einer Strahlungsumgebung, um deren elektrostatisches Verhalten zu simulieren. Seit Jahrzehnten wissen Wissenschaftler, dass Mondstaub elektrisch geladen ist, weil er ständig von Sonnen- und kosmischer Strahlung bombardiert wird.

Dies führt dazu, dass es sich von der Oberfläche abhebt und an allem festhält, was es berührt (was die Apollo 11-Astronauten bei der Rückkehr zum Mondmodul bemerkten). Wie Erin Transfield – ein Mitglied des aktuellen Mondstaubteams der ESA – angedeutet hat, verstehen die Wissenschaftler die elektrostatische Natur des Mondstaubs immer noch nicht vollständig, was ein Problem bei der Verwendung als Baumaterial darstellen könnte.

Darüber hinaus haben die Experimente zur Strahlungsumgebung noch keine schlüssigen Ergebnisse erbracht. Als Biologin, die davon träumt, die erste Frau auf dem Mond zu sein, gab Transfield an, dass mehr Forschung unter Verwendung von tatsächlichem Mondstaub notwendig ist. "Dies gibt uns einen weiteren Grund, zum Mond zurückzukehren", sagte sie. "Wir brauchen makellose Proben von der Oberfläche, die der Strahlungsumgebung ausgesetzt sind."

Neben dem Aufbau einer menschlichen Präsenz auf dem Mond und der Ermöglichung von Weltraummissionen würde der Bau des von der ESA vorgeschlagenen Monddorfes auch die Möglichkeit bieten, neue Technologien zu nutzen und Partnerschaften zwischen dem öffentlichen und dem privaten Sektor zu schmieden. Zum Beispiel hat die ESA mit dem Architekturbüro Foster + Partners zusammengearbeitet, um den Entwurf für ihr Monddorf zu erarbeiten, und andere private Unternehmen wurden angeworben, um andere Aspekte des Baus zu untersuchen.

Derzeit plant die ESA den Bau ihres internationalen Monddorfes in der südlichen Polarregion, in der reichlich Wassereis entdeckt wurde. Um dies zu untersuchen, wird die ESA ihr Paket zur Ressourcenbeobachtung und In-Situ-Prospektion für Exploration, kommerzielle Ausbeutung und Transport (PROSPECT) im Jahr 2020 zum Mond senden, das im Rahmen der russischen Mission Luna-27 reisen wird.

Diese Mission, eine gemeinsame Anstrengung zwischen der ESA und Roscosmos, wird einen in Russland gebauten Lander umfassen, der sich im Südpol-Aitken-Becken des Mondes befindet und in dem die PROSPECT-Sonde eingesetzt und in die Oberfläche gebohrt wird, um Eisproben zu entnehmen. Zukünftig sehen die langfristigen Pläne der ESA auch eine Reihe von Missionen zum Mond vor, die in den 2020er Jahren beginnen sollen und bei denen Roboterarbeiter den Weg für die spätere Landung menschlicher Entdecker ebnen sollen.

In den kommenden Jahrzehnten sind die Absichten der weltweit führenden Weltraumagenturen klar – wir kehren nicht nur zum Mond zurück, sondern wollen dort bleiben! Zu diesem Zweck werden erhebliche Ressourcen für die Erforschung und Entwicklung der erforderlichen Technologien und Konzepte aufgewendet, um dies zu erreichen. In den 2030er Jahren könnten Astronauten (und sogar Privatpersonen) regelmäßig vom Mond kommen und gehen.

Schauen Sie sich auch dieses Video über die Bemühungen der EAC an, den Mondregolith mit freundlicher Genehmigung der ESA zu untersuchen:

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