Wie Sie wissen, planen sowohl die USA als auch China in naher Zukunft dauerhafte Stützpunkte auf dem Mond und dem Mars. Damit eine ständige menschliche Präsenz möglich ist, ist die Nutzung der vor Ort vorhandenen Ressourcen von großer Bedeutung. Daher suchen Weltraumagenturen nach Wegen, Materialien wie Mond- und Marsressourcen in Baumaterialien und Energiequellen umzuwandeln. Einer der Schwerpunkte der NASA ist dabei die Gewinnung von Sauerstoff direkt aus dem Mondboden. Die Weltraumbehörde hat nun einen wichtigen Meilenstein erreicht.
Der von der NASA entwickelte Prototyp konnte mittels konzentrierter Sonnenenergie Sauerstoff aus simuliertem Mondstaub (Regolith) gewinnen. In den Tests wurde durch die Bündelung von Sonnenlicht über Spiegel auf einen einzigen Punkt eine solare carbothermische Reaktion im Reaktor ausgelöst. In diesem chemischen Prozess wurde durch einen kohlenstoffbasierten Reduktionsmechanismus die Produktion von Kohlenmonoxid bestätigt. Die Entstehung von Kohlenmonoxid ist ein entscheidender Beweis dafür, dass die Reaktion wie erwartet verlief und Sauerstoff extrahiert werden kann.
Auf dem Mond produzierter Sauerstoff für Lebenserhaltung und Raketentreibstoff
Diese Entwicklung zeigt, dass wichtige Komponenten für Lebenserhaltungssysteme und Raketentreibstoffe aus lokalen Ressourcen auf dem Mond gewonnen werden können. Insbesondere flüssiger Sauerstoff ist ein unverzichtbarer Bestandteil von Treibstoffsystemen bei Weltraummissionen. Wenn dieser Sauerstoff auf der Mondoberfläche produziert werden kann, verringert sich die von der Erde zu transportierende Nutzlast erheblich. Dies senkt sowohl die Kosten als auch die operative Komplexität langfristiger Mondbasen. Laut NASA-Ingenieuren könnte dieses System eine Kapazität erreichen, die jährlich das Vielfache seines Eigengewichts an Sauerstoff auf dem Mond produziert.
Das CaRD-Projekt, das zur Entwicklung dieses Prototyps führte, entstand durch die Zusammenarbeit verschiedener NASA-Zentren und Partner aus dem Privatsektor. Während Sierra Space den carbothermischen Reaktor entwarf, entwickelte das NASA Glenn Research Center das optische System. Die Präzisionsspiegel wurden von Composite Mirror Applications hergestellt. Das NASA Kennedy Space Center trug Software und Gasanalysen bei, während das NASA Johnson Space Center das Projektmanagement übernahm.
Dieselbe Technologie könnte auch auf dem Mars eingesetzt werden
All diese Bemühungen stehen in direktem Zusammenhang mit den Plänen der NASA zur Rückkehr zum Mond im Rahmen des Artemis-Programms. Die Mission Artemis II soll vier Astronauten um den Mond schicken. Langfristiges Ziel ist es, eine nachhaltige menschliche Präsenz auf der Mondoberfläche zu etablieren und diese Erfahrungen auf Marsmissionen zu übertragen.
Diese neue Technologie hat nicht nur Potenzial für den Mond, sondern auch für den Mars. Dasselbe Prinzip könnte angepasst werden, um Kohlendioxid in der Marsatmosphäre in Sauerstoff und Methan umzuwandeln. Sauerstoff könnte zur Lebenserhaltung und Methan als Raketentreibstoff genutzt werden. Damit rückt der Ansatz der „Eigenressourcengewinnung“ bei Deep-Space-Missionen noch stärker ins Zentrum.
