Mateo Rejón beteiligt sich an einem bahnbrechenden Experiment am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt, um die Versorgung einer zukünftigen Mondkolonie in situ zu gewährleisten.
Lange Zeit galt der Mond als völlig karge Welt. Proben, die von den Apollo-Missionen gesammelt wurden, schienen darauf hinzudeuten, dass er nur aus Staub und Gestein bestand. Der kontrollierte Einschlag einer NASA-Sonde namens LCROSS in einen schattigen Krater am Südpol des Mondes im Jahr 2009 änderte jedoch völlig das, was man darüber wusste. In der durch den Schlag aufgewirbelten Materialwolke fanden die Wissenschaftler Wasserdampf und Eis: 155 Kilogramm, wie sie ein Jahr später in der Fachzeitschrift Science berichteten.
Spätere Funde zeigten, dass das Wasser noch weiter verbreitet war als bisher angenommen, aber die “eindeutige” Bestätigung seines Vorhandenseins kam im Jahr 2020. Dann entdeckte ihn ein Observatorium der US-Raumfahrtbehörde direkt und wies auf die Existenz großer Gebiete an den Mondpolen hin, in denen er stabil gefangen sein könnte. Diese Entdeckung war eine großartige Nachricht für die Weltraumforschung, da die Ressource von zukünftigen Astronauten zum Auftanken geborgen werden könnte.
An den Polen eingefroren
Das ist es, was der junge Physiker Mateo Rejón (Granada, 1999) versucht, der einen Master-Abschluss in Raumfahrttechnik von der Universität Delft (Deutschland) hat und Postgraduierten-Stipendiat der Stiftung “la Caixa” ist. Mit der Erfahrung, dass er bei der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) gelernt hat, wie man mit Regolith (Mondsand) Ziegelsteine herstellt und Habitate auf dem Mond baut, ist er nun Teil von LUWEX, einem Pionierprojekt zur Wassergewinnung aus dem Mondboden, dessen Tests gerade an der Technischen Universität Braunschweig in Niedersachsen begonnen haben.
Das von der Europäischen Union finanzierte Experiment unter der Leitung des Deutschen Zentrums für Luft- und Raumfahrt zielt darauf ab, das flüssige Element nicht nur aus dem gefrorenen Regolith zu entfernen, sondern es auch zu reinigen, um Raketentreibstoff und Trinkwasser für Kolonisten auf einer zukünftigen Mondstation zu liefern.
“Es gibt viel Wasser auf dem Mond, mehr als man erwarten würde. Und es ist an den Polen gefroren. Da es keine Atmosphäre gibt, verdampft sie, wenn die Sonne auf sie trifft, und geht im Vakuum des Weltraums verloren. Aus diesem Grund ist es notwendig, in der Gegend zu suchen, die nie beleuchtet ist, in den Kratern, die ständig im Schatten liegen”, erklärt Rejón.
Das Experiment simuliert die Bedingungen, die auf dem Mond herrschen. Ein Behälter enthält ein Regolith-ähnliches Material, dessen Teil gefrorenes Wasser ist. Dieses Material wird mit Stahlstäben erhitzt, die sich ähnlich drehen “wie beim Rühren von Ratatouille in einer Pfanne”. Beim Erhitzen sublimiert das Wasser. “Es ist das gleiche Verfahren, mit dem Salz aus Meerwasser gewonnen wird. Das Wasser verdunstet und es bleibt das Salz übrig. Uns interessiert aber nicht, was bleibt, sondern was verdunstet, also das Wasser”, sagt die Forscherin.
Das Wasser wandert auf einem Weg zu einer Kühlfalle, wo es wieder gefriert und sich wieder in Kupferfingern ablagert. Dort, getrennt vom Regolith, ist es schon viel reiner. “Das Wasser muss so weit wie möglich gefiltert werden, um die feineren Regolithpartikel zu vermeiden, deren Auswirkungen auf die Gesundheit unbekannt sind. Auf dem Mond ist auch Methan eingeschlossen, das sowohl eingeatmet als auch getrunken sehr schädlich ist. Es ist eine Herausforderung, sie zu beseitigen”, räumt Rejón ein.
Vier Liter in wenigen Stunden
Wissenschaftler gehen davon aus, dass zwischen 5 und 20 Prozent jedes Kilogramms Regolith Wasser sind. “Wir wollen so viel Wasser wie möglich bekommen, mindestens 75 Prozent. Auf zehn Kilo Gemisch kommen vier Kilo Wasser”, sagt der Physiker. Es wird in wenigen Stunden erreicht sein. Der Vorteil ist, dass Sie nicht viel herausnehmen müssen. Auf dem Mond würde das gewonnene Wasser recycelt und wiederverwendet.
Es gibt nur sehr wenige Projekte auf der Welt, die mit einem Budget von 1,5 Millionen Euro vergleichbar sind. Wenn sie erfolgreich ist und die Raumfahrtgemeinde Interesse zeigt, soll die Miniaturisierung der Technologie so weiterentwickelt werden, dass sie als Nutzlast an Bord eines Raumfahrzeugs transportiert werden kann. Sobald Sie auf dem Mond sind, müssen Sie beweisen, dass es funktioniert.
Wie Rejón kommentiert: “Wasser von der Erde zum Mond zu bringen, um eine Kolonie zu versorgen, ist mit enormen ökologischen und wirtschaftlichen Kosten verbunden. Deshalb ist es das Ziel, die Ressourcen des Mondes zu nutzen.” Aber nicht nur, um die Not derer zu lindern, die sich dort niederlassen. Unser natürlicher Satellit “wird jetzt als Geschäft und Tankstelle verstanden, ein Ort, an dem man anhalten kann, um aufzutanken oder Vorräte aufzufüllen, bevor man seine Reise zu anderen Welten fortsetzt, sei es zum Mars oder darüber hinaus”, sagt er, “ein halber Weg für Missionen, um weiter gehen zu können.”
Wie bei anderen Weltraumtechnologien könnte auch diese hier auf der Erde nützlich sein. Dem Physiker zufolge könnte das Gerät, das sie zur Reinigung von Wasser verwenden, in Gebieten mit großer Dürre oder zur Verbesserung der Trinkwasserqualität an Orten mit geringen Ressourcen eingesetzt werden.
Bild: STIFTUNG LA CAIXA
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