Nicht nur Blue Origin sieht Mondstaub als Siliziumquelle für Solarzellen

Siedlungen auf dem Mond fassen nicht nur staatliche Raumfahrtagenturen wie NASA, ESA oder die CNSA in China ins Auge. Auch private Unternehmen wie Blue Origin, finanziert von Amazon-Mogul Jeff Bezos, halten in nicht allzu ferner Zukunft eine bewohnte Außenstation auf dem Erdtrabanten für möglich. Ein Aspekt ist dabei die Nutzung von Mondgestein sowohl für Bauten als auch Solarzellen und Katalysatoren. Damit ließen sich die zu transportierenden Mengen von Baumaterialien und gar Solarmodulen von der Erde reduzieren und kostbare Frachtkapazitäten der Mondraketen schonen.

Ob und wann eine permanent bewohnte Mondbasis entstehen wird, ist heute noch nicht absehbar. Doch immerhin testet das Unternehmen Lunar Resources in Houston ein Verfahren, um Metalle und Silizium aus Mondgestein zu gewinnen. Möglich ist dies mit einem metallurgischen Elektrolyse-Prozess. Mondgestein – lunares Regolith oder auch Lunarit genannt – wird bei bis zu 1.600 Grad Celsius geschmolzen. Aus dieser Schmelze lässt sich dann der in Metalloxiden enthaltene Sauerstoff – auch für die Versorgung zukünftiger Mondsiedler – gewinnen. Parallel liefert dieses Verfahren Metalle wie Eisen oder auch Halbmetalle wie Silizium. Dieses Silizium könnte später für eine Solarzell-Fertigung genutzt werden.

Mondstaub als Rohstoffquelle?

Sowohl Lunar Resources als auch Blue Origin griffen für ihre Pilotversuche auf rein irdische Gesteinsmischungen zurück. Doch diese glichen weitgehend der Zusammensetzung von bisher gefundenen und analysierten Mondstaub. Echtes Mondgestein – im Rahmen der Mondmission Chang’e 5 Ende 2020 zur Erde transportiert – stand dagegen Forschern um Yingfang Yao von der chinesischen Nanjing Universität für ihre Versuche zur Verfügung. Die nordöstlich des Vulkanmassivs Mons Rümker im Oceanus Procellarum gesammelten Proben waren reich an Eisen und Titan und eigneten sich damit als Basis für Katalysatoren für die Treibstoffgewinnung.

Die aus diesem echten Mondgestein gefertigten Katalysatoren waren noch nicht sehr effizient, doch zumindest geeignet, um Wasser in Sauerstoff und Wasserstoff elektrochemisch aufzuspalten. In einem darauffolgenden Prozess stellten die chinesischen Forscher aus dem Wasserstoff und Kohlendioxid das Gas Methan her. Damit wurde die Basis gelegt, um in weiteren Schritten sogar flüssige Treibstoffe produzieren zu können. Als Energiequelle für diese Herstellungsprozesse schlagen die Forscher in ihrer Studie vor, Solarstrom zu nutzen, den man mithilfe von Solarzellen auf dem Mond gewinnen könnte. Das für die Reaktionen notwendige Wasser und Kohlendioxid wiederum ließe sich beispielsweise aus der feuchten Atemluft der Astronauten erhalten.

All diese Pilotversuche zeigen, dass Mondgestein prinzipiell als Rohstoffquelle genutzt werden kann. Doch dafür müssten nicht nur die dazu nötigen Geräte und Reaktionsgefäße zum Mond transportiert werden. Auch viel Energie müsste für eine heiße, metallurgische Schmelze aufgewandt werden. Diese Energie ließe sich mit Solarkraftwerken auf der Mondoberfläche gewinnen, die allerdings in einer Startphase dann doch von der Erde importiert werden müssten.

(jle)