Mond: Sauerstoff für acht Milliarden Menschen auf der Oberfläche
Fachleute ermitteln, dass die Oberfläche des Mondes acht Milliarden Menschen mit Sauerstoff versorgen kann. Das Verfahren ist jedoch kompliziert.
Washington D.C. – Die Fortschritte in der Weltraumforschung zeigen, dass Weltraumressourcen mittlerweile effektiv genutzt werden könnten. Forscher:innen bemühen sich nun, den besten Weg zu finden, um auf dem Mond Sauerstoff zu produzieren. Wie viel Sauerstoff könnte der Mond tatsächlich liefern, wenn es Wissenschaftler:innen schaffen, ihn zu nutzen? Es stellte sich heraus, dass eine ganze Menge produziert werden könnte.
Laut der Website für Forschungsberichte The Conversation enthält jeder Kubikmeter Mondregolith – der Schicht aus Gestein und feinem Staub, die die Mondoberfläche bedeckt – im Durchschnitt 1,4 Tonnen Mineralien, darunter etwa 630 Kilogramm Sauerstoff. Erst kürzlich haben Forschende auch gefrorenes CO2 auf dem Mond entdeckt.
Nach Angaben der Nasa benötigt der Mensch zum Überleben etwa 800 Gramm Sauerstoff pro Tag. Mit 630 kg Sauerstoff könnte ein Mensch also etwa zwei Jahre lang – oder etwas länger – überleben. Wenn die durchschnittliche Tiefe des Regoliths auf dem Mond etwa zehn Meter betragen würde und man den gesamten Sauerstoff daraus gewinnen könnte, hieße das, dass die obersten zehn Meter der Mondoberfläche genug Sauerstoff liefern würden, um alle acht Milliarden Menschen auf der Erde für etwa 100.000 Jahre zu versorgen.
Mond kann Menschen mit Sauerstoff versorgen: Gleiche Gesteine wie auf der Erde
Im Oktober unterzeichneten die australische Weltraumbehörde und die Nasa eine Vereinbarung, im Rahmen des Artemis-Programms einen in Australien hergestellten Rover zum Mond zu schicken, um dort Mondgestein zu sammeln, das Sauerstoff liefern könnte. Der Mond hat zwar eine Atmosphäre, aber sie ist sehr dünn und besteht hauptsächlich aus Wasserstoff, Neon und Argon. Das ist nicht die Art von Gasgemisch, die sauerstoffabhängige Säugetiere wie den Menschen ernähren könnte.
Abgesehen davon gibt es auf dem Mond tatsächlich reichlich Sauerstoff. Er liegt nur nicht in gasförmiger Form vor. Stattdessen ist er im Regolith eingeschlossen. Wenn der Sauerstoff aus dem Regolith gewonnen werden könnte, würde er für das menschliche Leben ausreichen. Der Mond besteht größtenteils aus denselben Gesteinen wie die Erde (allerdings mit einem etwas größeren Anteil an Material, das von Meteoriten stammt). Mineralien wie Kieselsäure, Aluminium, Eisen- und Magnesiumoxide dominieren die Mondlandschaft. Alle diese Mineralien enthalten Sauerstoff, allerdings nicht in einer für die menschliche Lunge zugänglichen Form.
Mond kann Menschen mit Sauerstoff versorgen: Oberfläche besteht zu etwa 45 Prozent aus Sauerstoff
Auf dem Mond kommen diese Mineralien in verschiedenen Formen vor, darunter hartes Gestein, Staub, Kies und Steine, die die Oberfläche bedecken. Dieses Material ist durch den Einschlag von Meteoriten entstanden, die im Laufe von Jahrtausenden auf die Mondoberfläche gestürzt sind. Der Regolith des Mondes besteht zu etwa 45 Prozent aus Sauerstoff. Dieser Sauerstoff ist jedoch fest an die oben erwähnten Mineralien gebunden. Um diese starken Bindungen aufzubrechen, muss viel Energie angewandt werden.
Auf der Erde wird dieses Verfahren häufig in der Industrie eingesetzt, z. B. bei der Herstellung von Aluminium. Ein elektrischer Strom wird über Elektroden durch eine flüssige Form von Aluminiumoxid (gemeinhin Tonerde genannt) geleitet, um das Aluminium vom Sauerstoff zu trennen. In diesem Fall entsteht der Sauerstoff als Nebenprodukt. Auf dem Mond wäre der Sauerstoff das Hauptprodukt und das gewonnene Aluminium (oder ein anderes Metall) wäre ein potenziell nützliches Nebenprodukt.
Mond kann Menschen mit Sauerstoff versorgen: Verfahren energieaufwändig
Das Verfahren ist recht einfach, hat aber einen Haken: Es ist sehr energieaufwändig. Um nachhaltig zu sein, müsste es durch Sonnenenergie oder andere auf dem Mond verfügbare Energiequellen unterstützt werden. Aluminium wird in zwei Stufen hergestellt. Bevor reines Aluminium durch Elektrolyse (im sogenannten Hall-Heroult-Verfahren) freigesetzt werden kann, müssen Tonerderaffinerien zunächst das natürlich vorkommende Bauxiterz raffinieren, um die Tonerde zu gewinnen, aus der später das reine Aluminium gewonnen wird.
Die Gewinnung von Sauerstoff aus Regolith würde ebenfalls eine umfangreiche industrielle Ausrüstung erfordern. Zunächst müsste festes Metalloxid in eine flüssige Form umgewandelt werden, entweder durch Wärmezufuhr oder durch Wärme in Kombination mit Lösungsmitteln oder Elektrolyten. Auf der Erde verfügen wir über die entsprechende Technologie, aber der Transport dieses Geräts zum Mond - und die Erzeugung von genügend Energie für den Betrieb - wird eine gewaltige Herausforderung sein.
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Anfang des Jahres kündigte das in Belgien ansässige Start-up-Unternehmen „Space Applications Services“ an, drei Versuchsreaktoren zu bauen, um den Prozess der Sauerstoffherstellung durch Elektrolyse zu verbessern. Das Unternehmen geht davon aus, dass es die Technologie bis 2025 im Rahmen der ISRU-Mission (In-situ-Ressourcennutzung) der Europäischen Weltraumorganisation auf den Mond bringen wird. (Ares Abasi)