Es war lange Zeit ein Traum, eine menschliche Siedlung auf dem Mond zu haben, aber in Zeiten von Budgetkürzungen und unentschlossenen Plänen für die Zukunft der NASA kann eine Mondbasis zu teuer und für uns unerreichbar erscheinen. Allerdings, bekannter Mondwissenschaftler Dr. Paul Spudis vom Lunar and Planetary Institute und ein Kollege, Tony Lavoie vom Marshall Space Flight Center, haben einen Plan für den Bau einer Mondsiedlung entwickelt, die nicht nur erschwinglich, sondern auch nachhaltig ist. Es schafft eine Mondbasis zusammen mit einer Art „transkontinentaler Eisenbahn“ im Weltraum, die den cislunaren Raum – den Bereich zwischen Erde und Mond – für die Entwicklung öffnet.
„Das ultimative Ziel im Weltraum ist es, überall und jederzeit mit so vielen Fähigkeiten wie wir brauchen“, sagte Spudis gegenüber Universe Today. „Dieser Plan verwendet eine Roboter- und menschliche Präsenz auf dem Mond, um die lokalen Ressourcen zu nutzen, um ein neues Weltraumsystem zu schaffen. Der Schlüssel dazu ist ein flexibler Ansatz, der inkrementell und kumulativ ist.“
Kurz gesagt, was Spudis vorschlägt, ist, Roboter zum Mond zu schicken, die von der Erde ferngesteuert werden, um Wasser aus den polaren Ablagerungen zu extrahieren, um Treibmittel herzustellen. Der Treibstoff würde verwendet werden, um ein wiederverwendbares Raumtransportsystem zwischen der Erde und dem Mond anzutreiben.
„Der Grund dafür ist, dass der Mond nahe ist – es sind nur drei Lichtsekunden Hin- und Rückweg, um das Funksignal von der Erde zum Mond zurück zu bekommen“, sagte Spudis, „was bedeutet, dass man Maschinen aus der Ferne mit Bedienern auf der Erde steuern kann.“ die Aktivitäten ausüben, die ein Astronaut auf dem Mond machen könnte.“
Eine Mondbergbauanlage gewinnt Sauerstoff aus dem ressourcenreichen vulkanischen Boden des östlichen Mare Serenitatis.Bildnachweis: NASA/Pat Rawlings.
Der Vorteil hierbei ist, dass ein Großteil der benötigten Infrastruktur, wie der Bergbaubetrieb, die Aufbereitungsanlagen, die Erschließung von Wasser- und Treibgasspeichern bereits vor der Ankunft der Menschen geschaffen wird.
„Wir versuchen also, eine Architektur zu entwickeln, die es uns ermöglicht, dies zunächst in kleinen, inkrementellen Schritten zu tun, wobei jeder Schritt auf den nächsten aufbaut und der Nettoeffekt im Laufe der Zeit kumuliert wird“, sagte Spudis. „Und endlich sind wir in der Lage, Menschen zum Mond zu bringen, wenn wir bereit sind, sie dort tatsächlich leben zu lassen. Wir platzieren einen Außenposten – einen Lebensraum – der voll funktionsfähig sein wird, bevor die ersten Menschen eintreffen.“
Die beträchtliche Wassermenge, die auf dem Mond an den Polen gefunden wurde, macht diesen Plan erfolgreich.
„Wir schätzen, dass es an beiden Polen viele Dutzend Milliarden Tonnen Wasser gibt“, sagte Spudis. „Was wir nicht im Detail wissen, ist, wie viel Wasser genau verteilt ist, in welchem physikalischen Zustand es sich befindet, und das ist einer der Gründe, warum der erste Schritt unseres Plans darin besteht, Robotersucher dorthin zu schicken, um die Vorkommen zu kartieren und zu sehen, wie es geht.“ sie variieren.“
Wasser ist für den Menschen im Weltraum eine wichtige Ressource: Es unterstützt das Leben zum Trinken und Kochen, kann zum Atmen in Sauerstoff zerlegt werden und durch die Kombination von Sauerstoff und Wasserstoff in einer Brennstoffzelle lässt sich Strom erzeugen. Wasser ist auch ein sehr gutes Abschirmmaterial, das den Menschen vor kosmischer Strahlung schützen könnte, sodass der Lebensraum mit Wasser „ummantelt“ werden könnte.
Aber die wichtigste Verwendung von Wasser besteht darin, einen starken chemischen Raketentreibstoff herzustellen, indem man Sauerstoff und Wasserstoff verwendet und sie zu einer Flüssigkeit einfriert.
„Der Mond bietet uns dieses Wasser nicht nur an, um das menschliche Leben dort zu unterstützen, sondern auch um Raketentreibstoff herzustellen, damit wir unsere Raumsonde sowohl auf dem Mond als auch im Weltraum über dem Mond betanken können.“
In einer Reihe von 17 inkrementellen Missionen sollte eine menschliche Basis gebaut, einsatzbereit gemacht und besetzt werden. Es beginnt mit der Einrichtung von Kommunikations- und Navigationssatelliten rund um den Mond, um einen präzisen Betrieb der Robotersysteme zu ermöglichen.
Als nächstes würde ein Rover zum Mond geschickt, vielleicht eine Variante der MER-Rover, die derzeit den Mars erkunden, um die besten Wasserstellen an den Mondpolen zu suchen. Die Masten bieten auch Bereiche mit permanentem Sonnenlicht, um elektrischen Strom zu erzeugen.
Als nächstes würden größere Geräte geschickt, um mit dem Ausgraben der Eisablagerungen, dem Schmelzen des Eises und der Lagerung der Produkte zu experimentieren. (Siehe unseren vorherigen Artikel über mit Bulldozern auf dem Mond ).
„Nun, all das ist konzeptionell einfach, aber in der Praxis haben wir es noch nie gemacht“, sagte Spudis, „also wissen wir nicht, wie schwierig es ist. Aber indem wir die kleinen Robotermissionen zum Mond schicken und dies per Fernbedienung von der Erde aus üben, können wir beurteilen, wie schwierig es ist – wo die Engpässe sind – und wie man am effizientesten zu diesen Vorkommen gelangt und ein verwendbares Produkt gewinnt von ihnen.'
Der nächste Schritt besteht darin, den Aufwand zu erhöhen, indem größere Robotermaschinen landen, die tatsächlich mit der Produktion von Produkten im industriellen Maßstab beginnen können, damit ein Vorratslager auf dem Mond für die Rückkehr der ersten Menschen auf den Mond gelagert werden kann.
Cislunarer Raum. Grafik mit freundlicher Genehmigung von Paul Spudis.
In der Zwischenzeit würde ein konstantes Transportsystem zwischen Erde und Mond geschaffen werden, mit einem anderen System, das zwischen Mond und Mondbahn verläuft, was alle möglichen Möglichkeiten eröffnet.
„Die Analogie, die ich gerne mache, ist, dass sie der Transcontinental Railroad sehr ähnlich ist“, sagte Spudis. „Wir haben nicht nur die Transcontinental Railroad gebaut, um von der Ostküste direkt zur Westküste zu gelangen; wir haben es auch gebaut, um alle Punkte dazwischen zu erreichen, die folglich auch wirtschaftlich entwickelt wurden.“
Durch ein System, bei dem die Fahrzeuge aus den auf dem Mond gewonnenen Ressourcen aufgetankt werden, wird ein System geschaffen, das routinemäßig auf den Mond zugreift und die Rückkehr zur Erde ermöglicht, aber auch auf alle anderen Punkte dazwischen kann zugegriffen werden.
„Wir schaffen ein Transportsystem, das auf all diese Punkte zwischen Erde und Mond zugreift. Die Bedeutung davon ist, dass sich dort ein Großteil unserer Satellitenanlagen befindet“, sagte Spudis, „zum Beispiel befinden sich Kommunikationssatelliten und Wetterüberwachungssatelliten in einer geosynchronen Umlaufbahn (etwa 36.000 km über dem Äquator der Erde) und im Moment können wir dies nicht von unten erreichen Erdumlaufbahn. Wenn wir ein System haben, das routinemäßig zum Mond hin und her fliegen kann, könnten wir auch in diese hohen Umlaufbahnen gehen, in denen sich viele kommerzielle und nationale Sicherheitsanlagen befinden.“
Spudis fügte hinzu, dass sich ein Treibstoffdepot an verschiedenen Orten befinden könnte, einschließlich des L1-LaGrange-Punkts, der den Weltraumflug über den Mond hinaus ermöglichen würde.
Wie lange wird das dauern?
„Wir schätzen, dass wir innerhalb von etwa 15 bis 16 Jahren einen kompletten schlüsselfertigen Mondaußenposten auf dem Mond schaffen können, wobei die Menschen etwa 10 Jahre nach dem Start der ersten Robotermissionen eintreffen“, sagte Spudis. „Der Bergbaubetrieb würde etwa 150 Tonnen Wasser pro Jahr und etwa 100 Tonnen Treibstoff produzieren.
Und müssen neue Technologien oder Hardware gebaut werden?
„Nicht wirklich“, sagte Spudis. „Dieser Plan ist mit der vorhandenen Technologie bereits jetzt effektiv realisierbar. Wir haben kein „Unobtainium“ oder eine spezielle magische Maschine, die gebaut werden muss. Es sind alles sehr einfache Auswüchse bestehender Ausrüstung, und in vielen Fällen kann man die traditionelle Ausrüstung aus früheren Missionen verwenden.“
Und was ist mit den Kosten?
Spudis schätzt, dass das gesamte System mit Gesamtkosten von weniger als 88 Mrd mT-Trägerrakete, zwei Versionen eines Crew Exploration Vehicles (LEO und translunar), ein wiederverwendbarer Lander, cislunar-Treibstoffdepots und alle robotischen Oberflächenanlagen sowie alle Betriebskosten der Missionsunterstützung für diese Architektur.
'Das Beste daran ist, dass jede Mission, da wir unsere Architektur in kleine Teile zerlegt haben, weitgehend in sich abgeschlossen ist und sobald sie den Mond erreicht hat, interagiert und arbeitet sie mit den Teilen, die bereits vorhanden sind', sagte Spudis.
Und das Budget wäre flexibel.
„Wir können dieses Projekt mit jeder Geschwindigkeit durchführen, die die Ressourcen erlauben“, sagte Spudis. „Wenn Sie also ein sehr begrenztes Budget mit sehr geringen Ausgaben haben, können Sie einfach viel langsamer vorgehen. Wenn Sie mehr Ressourcen zur Verfügung haben, können Sie die Geschwindigkeit und die Geschwindigkeit der Platzierung von Vermögenswerten auf dem Mond erhöhen und in kürzerer Zeit mehr tun. Diese Architektur bringt uns zurück zum Mond und schafft echte Fähigkeiten. Aber die freie Variable ist der Zeitplan, nicht das Geld.“
Künstlerkonzept einer Mondbasis. Bildnachweis: NASA/Pat Rawlings.
Die Rückkehr zum Mond ist wichtig, glaubt Spudis, weil wir die dortigen Ressourcen nicht nur nutzen können, sondern uns auch beibringen, eine Weltraum-Zivilisation zu sein.
„Wenn wir zum Mond fliegen, können wir lernen, das, was wir im Weltraum brauchen, aus dem herauszuholen, was wir im Weltraum finden“, sagte er. „Im Grunde ist das eine Fähigkeit, die jede Weltraum-Zivilisation beherrschen muss. Wenn Sie das lernen können, haben Sie eine Fähigkeit, die es Ihnen ermöglicht, zum Mars und darüber hinaus zu fliegen.“
Weitere Informationen finden Sie auf der Website von Spudis, SpudisLunarResources.com Weitere Details und Grafiken finden Sie auf diesem pdf-Dokument.
Hören Sie ein Interview von Paul Spudis zu diesem Thema für die 365 Tage Astronomie-Podcast.
Paul Spudis bloggt unter Einmaliger und zukünftiger Mond auf der Smithonsian Air & Space-Website.
