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Wie man eine Mondbasis baut

Diese gewöhnlichen Worte haben eine außergewöhnliche Bedeutung:Sie gelten als die letzten Worte, die ein Mensch auf dem Mond gesprochen hat.

Das war im Dezember 1972, als die abfliegende Apollo-17-Mission den Vorhang für drei Jahre gewagter und kühner bemannter Weltraumforschung einläutete, während derer 12 Menschen ihre historischen Fußabdrücke im Mondstaub hinterließen.

Aber in den letzten vier Jahrzehnten war unser nächster Nachbar ohne menschlichen Kontakt und wurde nur von den von uns entsandten Roboterwächtern erkundet.

Das könnte sich bald ändern, zumindest wenn es nach Johann-Dietrich Wörner, dem Generaldirektor der Europäischen Weltraumorganisation (ESA), geht – er will ein Dorf auf dem Mond bauen!

Andere Weltraumagenturen auf der ganzen Welt, darunter die NASA und die russische Agentur Roscosmos, haben ebenfalls ähnliche Geräusche gemacht. Könnten wir also endlich in die Ära einer permanenten menschlichen Präsenz auf dem Mond eintreten?

Stufe 1:Reise zum Mond

Das Wichtigste zuerst:Je weniger Sie mitnehmen, desto besser.

Es kostet mindestens 10.000 US-Dollar, nur 1 kg Material in den Weltraum zu schicken, und das, bevor Sie es überhaupt in die Mondumlaufbahn gebracht und auf dem Mond gelandet haben.

„Das große Schlagwort im Moment ist ‚In-situ-Ressourcennutzung‘ oder ISRU“, sagt der Astrobiologe Prof. Lewis Dartnell von der University of Westminster.

Wie man eine Mondbasis baut

Mit anderen Worten, nutzen Sie so viel wie möglich, was bereits vorhanden ist, um die Kosten niedrig zu halten. Daher bestimmen lokale Ressourcen, wo sich die Basis befinden sollte.

Woerners Idee ist es, mit dem Bau auf der anderen Seite des Mondes zu beginnen – der Seite, die immer von der Erde weg zeigt. Auch China hält dies für den besten Standort.

Es wäre sicherlich ein guter Ort, um Teleskope zu installieren, aber der Nachteil ist, dass Sie ein System von Relaissatelliten benötigen, um den Kontakt zur Erde aufrechtzuerhalten – ein wichtiger psychologischer Faktor, da es wichtig ist, sich nicht zu abgeschnitten zu fühlen.

Wenn Sie außerdem nur an Ressourcen denken, ist die Nähe des Südpols des Mondes möglicherweise eine bessere Wahl für eine erste Behausung, da dort viel Wassereis und andere Mineralien vorhanden sind.

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Die Russen prüfen derzeit die Machbarkeit einer Basis am Malapert Mountain in dieser Region.

Der andere Vorteil des Südpols ist das Klima. Der Mond ist ein ganz anderer Ort als die Erde und braucht fast einen Monat, um eine Umdrehung um seine Achse zu vollenden. Auf den meisten Teilen des Mondes dauern Tag- und Nachtperioden also jeweils etwa zwei Wochen.

Einige Regionen des Südpols des Mondes sind jedoch fast immer beleuchtet, ähnlich wie unser Nordpol im Sommer.

Dies bedeutet, dass es keine großen Temperaturschwankungen gibt, sodass Sonnenkollektoren viel Sonnenlicht aufnehmen können, um eine potenzielle Mondkolonie mit Strom zu versorgen. Wenn eine bemannte Mondkolonie auf den ersten Blick zu riskant erscheint, könnten wir mit einer reinen Roboterbasis beginnen.

Das ist sicherlich der Plan, den Jaxa, die japanische Raumfahrtbehörde, in der Pipeline hat.

Es hofft, bis 2020 eine permanente Roboterenklave auf dem Mond zu haben, mit Maschinen, die Mondproben in einer Entfernung von bis zu 97 km (60 Meilen) sammeln, bevor sie zur Basis zurückkehren und ihren Transport mit Raketen zurück zur Erde schießen.

Stufe 2:Aufbau einer Mondbasis

Wie man eine Mondbasis baut

Das Aufkommen des 3D-Drucks könnte ein Wendepunkt sein. Ende 2014 wurde der Entwurf für einen Steckschlüssel per E-Mail an Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS) geschickt, die ihn dann mit ihrem 3D-Drucker erstellten.

Forscher sind von der Aussicht begeistert, eine ähnliche Technik für Basen auf dem Mond zu verwenden.

Die ESA befindet sich bereits in Beratungen mit den Architekten Foster + Partners über die Möglichkeit, eine groß angelegte Infrastruktur auf dem Mond durch 3D-Druck mit Monderde als Rohmaterial zu schaffen.

„Wir haben bereits gezeigt, dass 3D-Druck ein sehr effizientes Werkzeug sein kann und dass es möglich ist, Mond-Regolith [loses Material] zu verarbeiten“, sagt Laurent Pambaguian, Materialtechnik-Ingenieur bei der ESA.

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Es bleibt abzuwarten, wie der Regolith in ausreichenden Mengen gesammelt und an den Drucker geliefert werden würde, und Pambaguian warnt vor der Notwendigkeit einer anfänglichen Robotermission, um sicherzustellen, dass das System im reduzierten Gravitationsfeld des Mondes funktioniert

Aber sollte es erfolgreich sein, könnte im Notfall ein wichtiges Ausrüstungsteil entworfen, zum Mond übertragen und innerhalb von Stunden gedruckt werden – viel schneller als die Tage, die es dauern würde, es mit einer Rakete zu versenden.

Wie man eine Mondbasis baut

Im Konzept von Foster + Partners würde Material 3D-gedruckt auf ein leichtes, aufblasbares Gerüst.

Bigelow Aerospace schlägt jedoch die Verwendung eines kleinen eigenständigen aufblasbaren Pods vor und kooperiert bereits mit der NASA. Ihre ersten aufblasbaren Mondbasen werden bis 2025 stehen, sagen sie.

Der russische Plan, den Berg Malapert zu kolonisieren, wird ebenfalls von einem privaten Unternehmen geleitet – Lin Industrial.

Es ist der Ansicht, dass die für eine solche Leistung erforderliche Technologie derzeit noch nicht verfügbar ist, prognostiziert jedoch, dass dies in nur fünf Jahren der Fall sein wird. Insgesamt 50 Raketenstarts würden die Basis Wirklichkeit werden lassen, aber zu einem Preis von fast 10 Milliarden US-Dollar.

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Stufe 3:Leben auf dem Mond

Wenn es um unsere zerbrechlichen Rahmen geht, bringt der Mond eine Reihe biologischer Probleme mit sich. Die Menschen haben sich entwickelt, um auf der Erde zu leben, nicht auf einem öden Felsbrocken, der mehr als 380.000 km (240.000 Meilen) entfernt ist.

Wir müssten auch die Auswirkungen der veränderten Schwerkraft auf unsere Biologie testen. „Die Schwerelosigkeit ist für den menschlichen Körper in Bezug auf Muskelschwund und die Entmineralisierung des Skeletts absolut verheerend“, sagt Dartnell.

Auf dem Mond beträgt die Schwerkraft nur ein Sechstel dessen, was wir gewohnt sind. „Wir wissen nicht, ob das stark genug ist, damit der menschliche Körper gesund bleibt“, fügt er hinzu.

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Eine weitere große Herausforderung für die Kolonisatoren ist die Strahlung. Die Erde hat eine Atmosphäre und ein Magnetfeld, die beide wie riesige Sicherheitsdecken wirken, die uns vor Sonnenpartikeln und kosmischer Strahlung aus der gesamten Galaxie schützen.

Ohne natürlichen Schutz vor diesen Gefahren auf dem Mond müssen wir einen Weg finden, uns abzuschirmen. Andernfalls dringt die Strahlung in die Haut der Astronauten ein und leitet ihre Energie in ihre DNA, was zu Strahlenkrankheit, grauem Star und einem viel höheren Krebsrisiko führt.

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Der Strahlungsschild müsste einige Meter dick sein. „Sie brauchen eine Art Mond-JCB, mit dem Sie Ihren Lebensraum in Material aus dem Mond-Regolith begraben“, sagt Dartnell und hält sich an das ISRU-Mantra.

Das reicht aus, um die Strahlung aufzusaugen, bevor sie die Bewohner erreicht. Die anderen wesentlichen Dinge sind Wasser, Sauerstoff und Nahrung. Glücklicherweise kann das auf Teilen des Mondes vorhandene Wassereis die ersten beiden versorgen, indem es das Eis schmilzt und das H2 spaltet O bis an den Sauerstoff.

Lebensmittel werden wahrscheinlich aus Indoor-Gewächshäusern stammen, in denen frisches Obst und Gemüse angebaut wird, etwas, von dem Dartnell glaubt, dass es eine Bedeutung haben wird, die über die einfache Ernährung hinausgeht.

„In der Antarktis haben sich sogar wirklich einfache Dinge wie der Anbau von Tomaten als enorm vorteilhaft erwiesen, um die Menschen bei Verstand zu halten“, sagt er.

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Dieser psychologische Aspekt sollte nicht vergessen werden. Die ersten Bewohner einer Mondkolonie dürften sehr klein sein – die Russen zum Beispiel planen, mit zwei Menschen anzufangen und sie dann auf vier aufzustocken.

Die Arbeit in einer unter Druck stehenden, beengten und fremden Umgebung fordert ihren Tribut von der Psyche. Aus früheren Experimenten wie den Reisen zur ISS und dem Mars500-Projekt, bei denen Freiwillige isoliert eingesperrt wurden, um eine mögliche Reise zum Roten Planeten nachzubilden, können Lehren gezogen werden.

Was wir lernen können

Der wissenschaftliche Reiz ist klar. Die Mondproben, die von den Apollo-Astronauten zur Erde zurückgebracht wurden, waren eine unschätzbare Ressource für das Verständnis der inneren Abläufe und der Geschichte unseres himmlischen Begleiters.

Dieses Wissen ist jedoch noch begrenzt, da nur eine geringe Menge an Material von einigen wenigen Mondstandorten zurückgegeben wurde. Ein Team von ständigen Bewohnern würde unsere Fähigkeit, den Mond zu studieren, auf Hochtouren bringen.

„Ein guter Vergleich ist, wie eine dauerhafte menschliche Infrastruktur in der Antarktis wissenschaftliche Forschung ermöglicht hat, die nicht stattgefunden hätte, wenn wir nur von Zeit zu Zeit automatische Nutzlasten mit dem Fallschirm abgesprungen wären“, erklärt Prof. Ian Crawford, ein Planetenwissenschaftler von der Birkbeck University von London.

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Interessanterweise könnte die Besiedlung des Mondes unser Wissen über Gebiete weit über das Sonnensystem hinaus erweitern – der Mond gilt seit langem als ausgezeichneter Ort, um Teleskope zu bauen, um in den fernen Kosmos zu spähen.

Optische Teleskope hätten einen beispiellosen Blick auf das Zentrum unserer Milchstraße und Radioteleskope wären frei von dem ständig zunehmenden Hintergrundrauschen der modernen Zivilisation. Menschen könnten ausgesandt werden, um diese Reihe von Instrumenten zu bauen und zu warten, ähnlich wie sie es mit den Teleskopen auf Berggipfeln auf der Erde tun.

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Bei so vielen ungenutzten Ressourcen wird die erste Mondbasis möglicherweise überhaupt nicht von staatlich geführten Weltraumagenturen finanziert – Privatunternehmen könnten die ersten sein, die sich niederlassen. Eine aktuelle NASA-Studie ergab, dass eine öffentlich-private Partnerschaft die Kosten der Mission um 90 Prozent senken könnte.

Mit Blick auf eine permanente Marskolonie wäre der Mond ein ausgezeichneter Ort, um neue Technologien zu testen. Es ist sicherlich viel sicherer – wenn etwas schief geht, dauert es nur ein paar Tage, um sich auf den Weg in die Sicherheit der Erde zu machen. Alternativ könnten Notvorräte schnell zur Mondoberfläche gebracht werden. Ein Außenposten auf dem Mars wäre viel abgelegener, so dass jeder in einer Kolonie dort mindestens sechs Monate ohne Hilfe wäre.

  • Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 287 von BBC Science Focus – Erfahre hier, wie du dich anmelden kannst