Beschädigter Raumanzug-Handschuh beendet ISS Spacewalk früh

Diese Geschichte wurde um 12:26 Uhr aktualisiert. ET, 19. Januar.

Es ist fast 40 Jahre her, seit die Menschen zum letzten Mal den Mond betreten haben, aber die Dynamik baut auf eine Rückkehr zum nächsten Nachbarn der Erde - und auf die Einrichtung einer permanenten bemannten Präsenz auf dem Mondboden.

Der Mond beherbergt große Mengen Wassereis, zusammen mit vielen anderen potenziell nützlichen Verbindungen. Diese Ressourcen könnten theoretisch bemannte Mondbasen unterstützen, die als Ausgangspunkt für die weitere Erforschung des Sonnensystems und als Beweis für die Errichtung von Außenposten auf dem Mars dienen könnten.

Aber wenn wir Mondbasen aufstellen, wie werden sie aussehen? Wie werden sie funktionieren? NASA-Wissenschaftler haben an diesen Fragen gearbeitet, ebenso wie Privatleute, die auf der kalten Oberfläche des Mondes viel Geld verdienen.

Es genügt zu sagen, dass jede zukünftige Operation sehr anders aussehen würde als frühere Mondmissionen. Denn die ersten Menschen, die auf dem Mond spazieren gingen - die Astronauten Neil Armstrong und Buzz Aldrin - verbrachten im Juli 1969 nur 21 Stunden auf der Mondoberfläche. Die letzten Menschen auf dem Mond - Eugene Cernan und Harrison Schmidt von Apollo 17 - blieben etwas mehr als drei Tage im Jahr 1972.

Eine Mondbasis aus dem 21. Jahrhundert würde dagegen Monate oder Jahre dauern.

Die Vision der NASA: Mobile Roboterkonvois

Mit der Aufhebung des mondgebundenen Constellation-Programms im letzten Jahr hat sich die Fokussierung der NASA von der Rückkehr zum Mond und zum Besuch von Asteroiden und Mars verschoben.

Aber die Agentur arbeitet immer noch Pläne für eine Mondbasis aus, die eine kooperative Anstrengung zwischen Robotern und Menschen wäre. Und es eine Basis zu nennen ist vielleicht irreführend, da das gesamte Unternehmen sehr mobil sein würde.

Die Idee ist, Bots und Astronauten zusammen zu bringen - zunächst wahrscheinlich zum Shackleton-Krater in der Nähe des Südpols des Mondes, sagte Matt Leonard, stellvertretender Projektleiter für Mondoberflächensysteme im Johnson Space Center der NASA in Houston.

An die Pole zu kommen, brauche weniger Treibstoff als andere Monddestinationen, sagte Leonard, und das Gebiet in und um Shackleton - ein 20 Kilometer breiter Krater, dessen Boden im ewigen Schatten liegt - soll viel Wasser haben Eis.

Die ersten paar Besatzungen würden eine Woche, dann ein paar Wochen, dann einen Monat bleiben - nach und nach eine Präsenz in Shackleton aufbauen, Forschung betreiben und Wissen darüber gewinnen, wie man auf dem Mond lebt und arbeitet, sagte Leonard.

Zu den Robotern, die diese Crews unterstützen würden, gehören wahrscheinlich der K10 Scouting Rover mit 176 Pfund (80 Kilogramm) sowie der All-Terrain, Hex-Limbed, Extra-Terrestrial Explorer (ATHLET), ein sechsbeiniger Heavy-Lift Ladungsträger. Das Space Exploration Vehicle (SEV), eine aktualisierte Version von Apollos altem "Mond-Buggy", würde ebenfalls einspringen.

Astronauten würden in SEVs herumfahren, die mit Luft unter Druck stehen, was bedeutet, dass sie in ihnen sitzen können, ohne ihre sperrigen Raumanzüge zu tragen. Das SEV verfügt über schwenkbare Räder, mit denen es sowohl seitlich als auch vorwärts und rückwärts fahren kann. Und anders als der Open-Air-Moon-Buggy ist das SEV durch dicke Abschirmung vor Strahlung geschützt.

Nachdem ein paar bemannte Missionen gekommen und gegangen waren, wurden die Maschinen von Shackleton selbst abgelöst und fuhren zum Malapert-Massiv, einem etwa 130 Kilometer entfernten Kamm.

Ingenieure auf der Erde würden die Bots antreiben, sagte Leonard, obwohl die Maschinen schlau genug wären, ihren eigenen Weg wenigstens teilweise zu wählen.

"Wir könnten einige Wissenschaftssensoren zurücklassen, aber größtenteils würden wir alles mitnehmen", sagte Leonard zu ProfoundSpace.org. Die ATHLETEN würden große Lasten tragen wie die Wohn- und Arbeitsräume der Astronauten sowie schwere Ausrüstung.

Ungefähr sechs Monate nach dem Aufbruch des Roboterkonvois traf sich eine weitere Astronauten-Crew in Malapert, und der Zyklus würde von neuem beginnen. Roboter würden sich um die südliche Hälfte des Mondes bewegen, Scouting und wissenschaftliche Vermessungsarbeiten für Astronauten durchführen, die sich an verschiedenen Stellen mit ihnen treffen würden.

"Wir würden einfach auf interessanten Seiten herumspringen", sagte Leonard. "Wir würden versuchen, uns dem Äquator zu nähern."

Die Grundlagen der mobilen Basis

Während sie sich um den Mond bewegten, lebten und arbeiteten Astronauten in Habitat-Modulen. Das gegenwärtige Design für solche Quartiere ist eine starre zylindrische Struktur ungefähr 16 Fuß (5 Meter) breit und 11 Fuß (3,3 m) hoch, laut NASA-Beamten. Diese Module können sich zu großen, miteinander verbundenen Komplexen verbinden.

Die NASA erwägt auch aufblasbare Habitat-Module, die sich sehr eng an Bord einer Trägerrakete packen lassen, sich aber im Weltraum oder auf der Mondoberfläche stark ausdehnen und Astronauten dadurch möglicherweise viel mehr Platz bieten. Die Agentur plant, ein hybrides Modul zu testen - ein starres mit einer aufblasbaren Struktur darüber - dieses Jahr bei Desert RATS, seiner jährlichen Serie von Feldversuchen in der Wüste von Arizona, sagte Leonard.

Da der Mond praktisch keine Atmosphäre hat, wird die Mondoberfläche oft mit gefährlichen Strahlungswerten gestrahlt. Um Astronauten abzuschirmen, könnten die Habitatmodule in unterirdische Lavaröhren gelegt oder auf dem Mondboden vergraben werden, sagte Leonard.

Mondschmutz würde dazu beitragen, Astronauten auf andere Weise am Leben zu erhalten. Astronauten konnten Wasser daraus herstellen, und aus dem Wasser konnten sie Wasserstoff und Sauerstoff abscheiden. Diese beiden Materialien sind die Hauptbestandteile von Raketentreibstoffen, die es den Mondbewohnern ermöglichen, nach Hause oder zum Mars zu feuern.

Mondboden enthält auch viele andere Dinge wie Silizium. Astronauten könnten sogar anfangen, auf dem Mond Dinge wie Sonnenkollektoren aus lokalen Quellen zu bauen.

Dieses Niveau der Selbstversorgung ist ein paar Jahre später, sagte Leonard.

"In den ersten acht Jahren würden wir all unsere Logistik mit uns bringen, die wir brauchen würden", sagte er. "Aber wir würden diese Produktionsanlagen sofort mitnehmen. Sobald sie in Betrieb sind, ist unser Logistikzug viel kleiner und wir können noch viel mehr erforschen."

Im Moment plant die NASA, die meisten dieser potenziellen Basen mit Solarenergie zu versorgen, sagte Leonard. Agency-Wissenschaftler beschäftigen sich aber auch mit Alternativen wie Brennstoffzellen und Kernkraft, die deutliche Vorteile haben.

"Offensichtlich würde Atomkraft Sie viel weniger lichtempfindlich machen," sagte Leonard. "Wenn wir in diese Richtung gehen würden, könnten wir unsere Missionen anders gestalten."

Der private Sektor: Bergbaubasen

Die mobilen Basen der NASA würden Forschungsoperationen sein. Aber einige Leute wollen Mondposten errichten, um Geld zu verdienen.

Die Shackleton Energy Co. zum Beispiel will das Wassereis des Mondes abbauen und in Raketentreibstoff umwandeln. Shackleton Energy Co. (SEC), die im Jahr 2007 gegründet wurde, würde das Treibmittel von Tankstellen in niedriger Erdumlaufbahn (LEO) verkaufen.

Weil Raumschiffe so viel Treibstoff verbrennen, dass sie sich einfach von der Erde abheben und sie im Orbit aufladen lassen, könnten sie eine riesige Welle von Reisen und Entdeckung im Weltraum auslösen, so SEC-Gründer Bill Stone. Und es macht Sinn, die Tankstellen vom Mond aus zu versorgen, denn es ist etwa 15-mal billiger, von dort etwas an LEO zu bringen als von der Erde, fügte Stone hinzu.

"Aus unserer Sicht ist der Mond ein Sprungbrett", sagte Stone zu ProfoundSpace.org. "Was wir daraus gewinnen, wird die Erforschung des inneren Sonnensystems ermöglichen."

SECs Bergbaubasen würden sich wahrscheinlich an einem oder beiden Mondpolen befinden, in Kratern, deren kalte Tiefen in den letzten mehreren Milliarden Jahren viel Wasser eingeschlossen haben. Krater wie Cabeus vielleicht, wo Wassereis 5,6 Prozent des Monddrecks ausmacht.

Wie die Außenposten der NASA würden sich die Stützpunkte der SEC stark auf Maschinen stützen.

"Das wird eine bemannte, meist robotische Operation sein", sagte Stone.

Die Roboter würden Scouting-Rover beinhalten, die wahrscheinlich mithilfe der NASA-Erfahrung und -Technologie als Leitfaden entwickelt wurden, sagte Stone. Schwerere Maschinerie würde die Wassereißextraktion durchführen, die im Grunde aus der Heizung bestehen würde, nach der Mondboden wieder in Position gebracht würde.

Sechs bis acht Leute könnten die Bergbauarbeiten an jedem Ort überwachen, so Stone. Anfangs sollten diese Crews für ein Jahr bleiben, aber zukünftige Grundbewohner würden sich wahrscheinlich für sechsmonatige Einsätze anmelden. Diese Crews würden in aufblasbaren Habitat-Modulen leben.

Von Menschen gepflegte Roboter würden den größten Teil des Bergbaus, des Transports und der Verarbeitung von Wassereis zu Treibstoff machen. Der Verarbeitungsschritt würde in LEO stattfinden, wo riesige Wasserlieferungen in Raketentreibstoff umgewandelt würden, sagte Stone.

Anders als die NASA ist SEC auf seine Energiequelle eingestellt.

"Wir müssen Atomkraft haben", sagte SEC-Präsident Dale Tietz. Solar wird es nicht schneiden, da das Unternehmen ausgiebig in und um dunkle Kraterböden arbeiten muss, die so kalt wie minus 396 Grad Fahrenheit (minus 238 Celsius) sein können.

Die Rover würden von radioisotopischen thermoelektrischen Generatoren angetrieben, sagte Tietz ProfoundSpace.org. RTGs wandeln die beim Zerfall radioaktiver Stoffe wie Plutonium entstehende Wärme in Elektrizität um. Um seine Habitatmodule warm zu halten und seine industriellen Aktivitäten zu betreiben, würde sich SEC auf Kernreaktoren verlassen, sagte Tietz.

Demnächst?

Die SEC hat großes Interesse bei den Anlegern geweckt und macht laut Stone stetig Fortschritte. Das Unternehmen beabsichtigt, Robot Scouting-Missionen innerhalb von vier Jahren an beide Pole zu schicken, fügte Stone hinzu, und kurz danach folgte der Verkauf von Treibstoff in LEO.

"Am Ende des Jahrzehnts ist die Wahrscheinlichkeit hoch, dass wir in Betrieb gehen", sagte Tietz gegenüber ProfoundSpace.org.

SEC ist vielleicht nicht das einzige private Unternehmen, das in etwa 10 Jahren auf dem Mond operiert. Bigelow Aerospace denkt darüber nach, auch Mondbasen einzurichten. Bigelow entwirft und baut aufblasbare Weltraumhabitate, und SEC könnte seine Module von Bigelow bekommen, sagte Stone.

Bigelow hat bereits zwei aufblasbare Prototyp-Module im Weltraum installiert, und letztes Jahr unterzeichnete das Unternehmen Verträge mit sechs Kunden, die an der Nutzung der Strukturen interessiert waren

Für eine mögliche Mondbasis sieht Bigelow seine BA-330-Module vor, die so genannt werden, weil sie 330 Kubikmeter nutzbares Innenvolumen bieten. Einige von ihnen, zusammen mit Antriebstanks und Triebwerken, würden im Weltraum zusammengefügt und dann zur Mondoberfläche geflogen werden.

Nach dem Aufstauen von Mondstaub über die Habitate - um sich vor Mikrometeoriteneinschlägen, thermischen Extremerscheinungen und Strahlung zu schützen - konnten sich die Kunden in die vorgefertigte Mondbasis begeben und sie für alles verwenden, was sie wollten.

"Wir haben es teilweise für fünf oder sechs Jahre entwickelt", sagte Robert Bigelow, der Gründer des Unternehmens. "Aus allen Blickwinkeln sieht es sehr machbar aus."

Bigelow sagte, er glaube, dass der private Sektor die Menschen Anfang des nächsten Jahrzehnts wieder auf den Mond bringen könnte. Wenn das passiert, könnte es der Auftakt zu noch größeren Dingen sein.

"Wir können den Mond als Pfadfinder benutzen", sagte Bigelow zu ProfoundSpace.org. "Es ist der perfekte Boden, um unsere Füße für den Mars nass zu machen."