Forschung: Mondstaub zum Schutz gegen den Klimawandel

Forscher haben simuliert, wie sie den Klimawandel aus dem Weltall heraus verlangsamen können. Dafür haben sie Mondstaub zur Erde geschossen.

Artikel veröffentlicht am 10. Februar 2023, 11:30 Uhr, Patrick Klapetz

Der Wissenschaftler und Astronaut Harrison H. Schmitt, Pilot der Apollo-17-Mondlandefähre, sammelt während des ersten Weltraumspaziergangs der Mission am Landeplatz Taurus-Littrow an Station 1 Proben von Mondgestein und -staub ein. (Bild: NASA)

Der Klimawandel ist das Thema unserer Zeit. Wie man ihn verlangsamen kann oder welche Auswirkungen er haben wird, wenn die Erderwärmung nicht verhindert wird, damit beschäftigen sich Klimaforscher aus aller Welt. Astrophysiker haben nun eine Studie veröffentlicht, in der sie Mondstaub als mögliche Maßnahme gegen den Klimawandel sehen. Wenn ein Teil davon zwischen der Umlaufbahn zwischen Erde und Mond verteilt würde, könnte dieser genug Sonnenlicht absorbieren, um die Erderwärmung zu reduzieren.

Die Studie wurde am 8. Februar 2023 unter dem Titel Dust as a solar shield (engl.: Staub als ein solares Schutzschild) im Fachmagazin Plos Climate veröffentlicht. Darin haben die Forscher mehrere Simulationen und mögliche Maßnahmen vorgestellt, die bei der Verteilung von Mondstaub vor der Erde helfen könnten.

Während dieser Simulation konnten sie mit Hilfe von massiven Staubmengen die Sonneneinstrahlung auf der Erde etwa um ein bis zwei Prozent verdunkeln oder für sechs Tage im Jahr reduzieren. Dafür müssten sie etwa 10 Milliarden Kilogramm an Mondstaub ins Weltall befördern - das entspricht ungefähr dem Hundertfachen an Masse, die der Mensch je in den Orbit befördert hat.

Staubgewinnung durch Mond-Bergbau

Dabei wäre der Mondstaub nicht einmal die bestmögliche Wahl. Aggregate aus flauschigen und hochporösen Partikeln würden das Licht am besten streuen. "Wir konzentrieren uns wirklich auf Mondstaub, ganz normalen Mondstaub, ohne Anzeichen für eine Veränderung seiner Form", erklärt Benjamin Bromley vom Fachbereich für Physik und Astronomie an der Universität von Utah der Washington Post. Er ist der Erstautor der Studie.

Laut Bromley könnte der Mondstaub in Zukunft von Bergbauunternehmen auf dem Mond gewonnen werden - auch wenn es bis dahin noch ein weiter Weg ist: Die ersten Menschen sollen erst mit der Mondmission Artemis III der amerikanischen Raumfahrtbehörde Nasa und ihren internationalen Partnern ab 2025 auf dem Mond landen. Bis zur ersten Mondsiedlung wird es noch dauern. Zwar soll diese zunächst mit Robotern errichtet werden und entsprechend könnten diese Maschinen auch für den Bergbau eingesetzt werden.

Vor den 2030er Jahren scheint dieses Vorhaben jedoch nicht zu erfolgen. Neben der westlichen Welt, wozu überwiegend die USA, Europa, Japan und Kanada zählen, will aber auch China eine Mondbasis errichten. Die ersten Missionen sollen Mitte der 2020er Jahre aufbrechen, um in den 2030er Jahren eine Südpol-Basis auf dem Mond zu errichten. Der Nasa-Administrator Bill Nelson sieht Chinas Mondprogramm sogar als Gefahr.

Staub vom Mond wegschießen

Die vielleicht größte Herausforderung besteht darin, das richtige Material genau dort zu bekommen, wo man es braucht, merkt Bromley an. Die günstigste und effizienteste Idee ist es, den Staub einfach von der Mondoberfläche ins Weltall zu schießen. Dieser landet dann in einer Umlaufbahn zwischen der Erde und der Sonne und verteilt sich so, dass genug Sonnenlicht abgelenkt und zurück ins All reflektiert wird, bevor es die Erde erreicht.

Das Gerät, mit dem der Mondstaub in den Weltraum geschossen würde, könnte einer elektromagnetischen Kanone, einem Geschütz oder einer Rakete ähneln. In den Simulationen verstreute sich der Staub zunächst auf verschiedenen Routen auf dem Weg ins All. Allmählich konnten die Astrophysiker aber eine geeignete Flugbahn finden, auf der sich der Mondstaub vorübergehend konzentrieren konnte und als Sonnenschutzschild brauchbar wurde.

Jedoch würde der Staub nicht für ewig in dieser günstigen Lage bleiben. Laut Bromley würde sich der Staub in regelmäßigen Abständen von der Erde entfernen und sich über das gesamte Sonnensystem verteilen.

Eine Weltraumplattform für die Verteilung von Mondstaub

In einer weiteren Simulation haben die Forschenden untersucht, ob sie den Mondstaub auch von einer Weltraumplattform aus im All verteilen könnten. Dafür müsste zwar erst eine Plattform errichtet und der Staub müsste vom Mond zu dieser Plattform transportiert werden - ein logistisches Unterfangen -, aber es wäre eine Option.

Die Weltraumplattform müsste dafür aber circa 1,5 Millionen Kilometer entfernt sein. In dieser Entfernung befindet sich der Lagrange-Punkt 1, ein Punkt im All, wo Objekte aufgrund der gleichen Anziehungskraft zwischen Sonne und Erde in der Regel an Ort und Stelle bleiben.

Mondstaub als Schutzschild: Ein enormes Unterfangen

Die Astrophysiker machen klar, dass ihre Überlegungen kein Ersatz für die Maßnahmen auf der Erde sind. Vielmehr sehen sie ihre Simulationen als ergänzende Reservemaßnahme an, bei der jedoch noch viele Technologien entwickelt werden müssten. Sie räumen auch ein, dass ihre Idee nicht perfekt sei, aber dass sie einige Probleme bei früheren Konzepten löse.

In beiden Fällen könnten die Menschen auf der Erde den Schild nicht sehen oder einen Unterschied spüren. Anders sieht es vermutlich mit Messinstrumenten und Teleskopen aus. Diese könnten eine Veränderung in der einfallenden Sonnenstrahlung wohl erkennen.

Den Aufwand für eine solche Mission haben die Wissenschaftler nicht berechnet. "Die Logistik und die Kosten, um die erforderliche Ausrüstung zum Mond zu bringen und sie zum Laufen zu bringen", wären laut Mitautor Scott Kenyon eines der großen Hindernisse bei der Umsetzung ihrer Idee. Er ist Astrophysiker an der astronomischen Forschungseinrichtung der Smithsonian SAO (Smithsonian Astrophysical Observatory) an der Cambridge University.

Damit haben die Forscher ein interessantes Gedankenexperiment simuliert, das vermutlich nicht in die Realität umgesetzt wird.