Raumfahrt: Esa-Forscher erzeugen Sauerstoff aus Mondstaub

Luft zum Atmen ist wertvoll auf dem Mond. Wenn Kolonisten dort nicht von Lieferungen von der Erde abhängig werden sollen, müssen sie ihre Atemluft selbst produzieren. Die europäische Raumfahrtagentur Esa hat ein entsprechendes Verfahren. Die Ressourcen liegen buchstäblich auf dem Boden.

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Künstlerische Darstellung einer Mondbasis: Atemluft und Raketentreibstoff
Künstlerische Darstellung einer Mondbasis: Atemluft und Raketentreibstoff (Bild: P. Carril/Esa)

"Du bist Luft für mich", ist auf der Erde nicht gerade ein Kompliment. Ohne Luft geht es aber auch nicht - und auf anderen Himmelskörpern, dem Mond etwa, gibt es keine. Die europäische Raumfahrtagentur (European Space Agency, Esa) hat ein neues Projekt gestartet, das Mondkolonisten die Luft zum Atmen verschaffen soll. Die soll aus dem Boden kommen.

Genauer gesagt: aus dem Regolith, dem lockeren Material, das die Mondoberfläche zum Teil meterdick bedeckt. Es besteht zu 40 bis 45 Prozent seines Gewichts aus Sauerstoff, wie Proben ergeben haben. Der Sauerstoff ist in Mineralien oder Glas gebunden. Wissenschaftler am Europäischen Weltraumforschungs- und Technologiezentrum (European Space Research and Technology Centre, Estec) wollen ihn mit Hilfe der Schmelzflusselektrolyse extrahieren, um ihn unter anderem für Atemluft nutzbar zu machen.

Dazu wird das Regolith zusammen mit Calciumchlorid, einem Salz, auf 950 Grad Celsius erhitzt. Dabei schmilzt das Salz, nicht aber der Regolith. Wird Strom durch die Schmelze geleitet, wird dem Regolith Sauerstoff entzogen, der durch das Salz wandert und an einer Anode aufgefangen wird.

An der Kathode hingegen sammeln sich Metalle, die im Regolith gebunden sind. Dafür wurde das Verfahren auch entwickelt: Es stammt vom britischen Unternehme Metalysis, das es zur Gewinnung von Metallen und Metalllegierungen nutzt. Beth Lomax, die das Verfahren bei Estec für die Sauerstofferzeugung entwickelt hat, hat es bei Metalysis kennengelernt und für die Raumfahrt weiterentwickelt.

Dort sei der Sauerstoff jedoch ein unerwünschtes Nebenprodukt, sagte Lomax. Anders bei der Esa: "Aus Material auf dem Mond Sauerstoff sowohl für die Atemluft als auch für die lokale Produktion von Raketentreibstoff gewinnen zu können, wäre für künftige Mondkolonisten offensichtlich von großem Nutzen", sagte ihr Kollege Alexandre Meurisse. Was sich mit den Metallen anfangen lasse, müsse noch erforscht werden. Welche sich damit gewinnen ließen, werde auch stark davon abhängen, von wo auf dem Mond der Regolith stamme. Eine Möglichkeit sei, sie per 3D-Druckverfahren zu verarbeiten.

Lomax und Meurisse haben zusammen eine Testanlage entwickelt, die simuliertes Regolith bearbeitet. Die nächste Etappe wird sein, eine Pilotanlage zu bauen, die auch auf dem Mond betrieben werden könnte. Sie soll Mitte der 2020er Jahre fertig sein.

Die US-Raumfahrtbehörde National Aeronautics And Space Administration (Nasa) plant in wenigen Jahren neue bemannte Flüge zum Mond, unter Beteiligung der Esa. Dieses Mal sollen Menschen den Mond aber nicht nur besuchten, sondern dort auch dauerhafte Basen errichten. Die Esa etwa hat schon vor einigen Jahren ein Konzept vorgestellt, wie Häuser auf dem Mond per 3D-Drucker aufgebaut werden können - aus Regolith.

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