Forschung: Atombetriebene Missionen für dunkle Mondkrater
Für eine dauerhafte Mondpräsenz müssen die Missionskosten sinken. Die Lösung ist die Rohstoffgewinnung vor Ort (In-situ-Ressourcennutzung, ISRU). Ein Forschungsteam aus dem kommerziellen Raumfahrtsektor(öffnet im neuen Fenster) sieht hierfür atombetriebene Roboterfahrzeuge für die Erkundung des Mondes als beste Option.
Besonders das Aitken-Becken am Mond-Südpol gilt für den Bau von Lebensräumen als vielversprechend. Dort gibt es Regionen, die noch nie Sonnenlicht gesehen haben und deren Oberflächentemperaturen unter -240 °C liegen. Solarbetriebene Rover zur Rohstoffsuche und -gewinnung fallen damit allerdings hier aus.
Bedarf an Ressourcengewinnung steigt
Durch den geplanten Aufbau einer US-amerikanischen Mondbasis im Zuge des Artemis-Programms und die chinesischen Bestrebungen zur Errichtung der Internationalen Mondforschungsstation ILRS steigt auch der Bedarf an Ressourcengewinnung auf dem Mond.
Die US-Raumfahrtbehörde möchte zudem ihr kommerzielles lunares Nutzlastprogramm CLPS (Commercial Lunar Payload Services) ausbauen. Kommerzielle Missionen sollen künftig Rohstoffe suchen, Daten validieren und so das Risiko für bemannte Landungen in Prioritätsregionen senken.
Frühere Missionskonzepte sahen vor, die im Dauerschatten liegenden Regionen schrittweise von außen nach innen zu erforschen. Jedoch gibt es auch die Möglichkeit, mit atombetriebenen Raumfahrzeugen direkt in den Mondkratern zu landen. Das Forschungsduo hat dafür zwei Missionskonzepte vorgestellt.
Missionssicherung durch radioisotopische Energiesysteme
Beide Konzepte basieren auf radioisotopischen Energiesystemen (RPS), ähnlich denen, die bei den Nasa-Raumsonden Voyager-1 und Voyager-2 sowie den Marsrovern Curiosity und Perseverance zum Einsatz kommen. Für ihre Konzepte empfiehlt das Team jedoch Systeme, die mit Americium-241 (Am-241) betrieben werden. Das ist ein künstlich hergestelltes Isotop, das gegenüber herkömmlichen Pu-238-Systemen einige Vorteile bietet.
Am-241 ist ein Nebenprodukt des Zerfalls von Plutonium in gelagerten Beständen und kann durch chemische Trennung gewonnen werden. Während klassisches Plutonium-238 knapp und teuer ist, lässt sich Americium-241 als nutzbares Abfallprodukt aus Atommüll gewinnen.
Landen in den Schattenregionen des Mondes
Während also bei der ersten Mission ein mit Americium betriebenes Radioisotopen-Heizelement (RHU) zum Einsatz kommen soll, setzt das Team bei der zweiten und größeren Mission auf einen mit Americium betriebenen Radioisotopen-Stirling-Generator (RSG). Statt mobiler Einheiten handelt es sich hierbei jedoch um stationäre oder absteigende Landestationen.
Während die RHU die Elektronik bei -240 °C vor dem Erfrieren schützt, wandelt der RSG Wärme aktiv in Strom für Instrumente um. Er versorgt den erweiterten Lander mit Energie für komplexe Instrumente (Bohrer, Spektrometer), ohne auf Sonnenlicht angewiesen zu sein.
Die erste Mission umfasst einen RHU-betriebenen Kompaktlander, der für den Abstieg in einen ausgewählten Krater in der südlichen Polarregion des Mondes optimiert ist. Darauf folgt der RSG-betriebene erweiterte Lander mit einem komplexeren Design und einer robusten Ausstattung an wissenschaftlichen Instrumenten. Diese nuklearbetriebenen Sonden könnten die Mondforschung revolutionieren, da sie auch in der ewigen Dunkelheit dauerhaft einsatzbereit bleiben.
Zur Studie
Das Paper wurde auf der Konferenz für Mond- und Planetenforschung (LPSC: Lunar Planetary Science Conference) 2026 vorgestellt: Radioisotope mission concepts for in-situ exploration of permanently shadowed regions on the moon(öffnet im neuen Fenster) (Konzepte für radioisotopische Missionen zur In-situ-Erkundung von dauerhaft im Schatten liegenden Regionen auf dem Mond).
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