Bemannte Mondlandung 2024 - Der Mond-Südpol wäre ein lohnendes Ziel für die NASA

Als Vizepräsident Pence die NASA kürzlich während einer Ankündigung aufgefordert hatte, 2024 Menschen auf den Mond zu bringen, nannte er als gewünschtes Landeziel den Südpol des Mondes, ein wasserreiches und wissenschaftlich lohnendes Gebiet.

Eine Landung an diesem Standort könnte den Astronauten helfen, langfristig auf dem Mond zu überleben und damit die Voraussetzungen schaffen, dass künftige Teams weiter in das Sonnensystem vordringen könnten.

„Wir haben gewusst, dass die Pole des Mondes für einige Zeit einzigartige Umgebungen waren“, sage Noah Petro, ein NASA-Astronom in Greenbelt, Maryland. Petro ist ein Projektwissenschaftler des Lunar Reconnaissance Orbiters (LRO), der derzeit den nächsten Nachbarn der Erde umkreist.

Beobachtungen mit dem LRO und anderen Raumsonden haben bestätigt, dass sich in den Kratern am Südpol des Mondes Wassereis befindet. Polares Wasser oder Eis könnte sowohl Luft und Kraftstoff als auch Trinkwasser für die Astronauten enthalten.

„Die Erkundung des Südpols mit der Möglichkeit Wasser und/oder Eis zu entdecken, hätte den zusätzlichen Vorteil, eine Ressource für zukünftige Verwendungen zu finden“, sagte Petro.

Warum der Südpol?

Als Apollo-Astronauten vor 50 Jahren den Mond besuchten, galt er als trocken und unfruchtbar. Aber die Proben, die sie zurückbrachten, erzählten eine andere Geschichte. In den letzten Jahren haben Wissenschaftler in den von Astronauten mitgebrachten Mondgesteinen von den Apollo-Missionen 15, 16 und 17 signifikante Mengen an Hydroxyl gefunden – eine Chemikalie, die beide Komponenten des Wassers enthält (Wasserstoff und Sauerstoff).

Während Wasser unter der Mondoberfläche weit verbreitet sein könnte, hat sich in den letzten zehn Jahren gezeigt, dass unter den permanent im Schatten liegenden Bereichen an den Polen wasserstoffreiche Ablagerungen, in einigen Fällen auch Wassereis vorkommen; etwa einen Meter unter dem Mond-Regolith.

Während Wasser für Menschen lebensnotwendig ist, kann auch Eis wertvoll sein. Denn nach der Verarbeitung könnte der Sauerstoff Dampf erzeugen, der zur Versorgung eines Teils der benötigten atembaren Atmosphäre für die Astronauten verwendet werden kann. Es könnte auch in Wasserstoff – und Sauerstoffkomponenten zerlegt werden, um als Raketentreibstoff zu dienen.

„Diese vom Mond abgebauten Ressourcen könnten möglicherweise den Bedarf für die Start-Ressourcen von der Erde verringern, was die Kosten für die Erforschung des Weltraums erheblich senken könnte“, sagte Debra Needham, eine Planeten-Wissenschaftlerin am Marshall Space Flight Center in Huntsville, Alabama.

Es gibt bereits eine Diskussion über die Verwendung des Mondes als Startplatz zum Mars. Durch die Verarbeitung von Mondeis zu Treibstoff könnten Missionsplaner dazu beitragen, die Menge an Material, das von der Erde in den Weltraum befördert werden müsste, zu reduzieren und damit die Kosten zu senken. Das wiederum könnte dazu beitragen, die Erforschung des Sonnensystems durch den Menschen voran zu bringen.

„Je weiter sich die Menschen in den Weltraum wagen, desto wichtiger wird es, Materialien und Produkte von lokalen Ressourcen zu verwenden“, sagte Petro.

Vor dem Besuch

Es gibt noch einige Dinge die getan werden müssen, ehe Menschen wieder ihre Füße auf den Mond setzen. Während wasserreiches Material an den Mondpolen identifiziert wurde, möchten die Wissenschaftler genau wissen, wie viel Wasser es sein könnte und wie viel Eis es gibt. LRO hat erstaunliche Arbeit geleistet, indem er feststellte dass dort für die Menschen interessantes Material vorhanden ist. Aber wir sollten mehr wissen, bevor wir Menschen auf den Mond senden“, sagte Petro.

Needham ist der gleichen Meinung und fügte hinzu, dass noch viel Ungewissheit hinsichtlich der Verteilung und Reinheit des wasserreichen Materials besteht – Informationen, welche deren Gewinnung und Verwendung beeinflussen könnte.

Die Technologie für die Umwandlung von Wasser in Kraftstoff steckt noch in den Kinderschuhen. Einer der Cubesats, die für den ersten Flug des Space Launch Systems (SLS) ausgewählt wurden, wird auf ein Wasserelektrolyse-Antriebssystem angewiesen sein. Durch das Aufbrechen des Wassers mit Elektrizität werden die Bindungen zwischen Wasserstoff und Wasser unterbrochen, wodurch ein leicht brennbarer Treibstoff für den Satelliten entsteht. Sobald er sich im Weltraum befindet, wird der winzige Satellit den Prozess in der Schwerelosigkeit testen.

Ein weiteres Problem für die menschliche Besatzung ist der Umgang mit dem Mondtag, der 14 Tage lang ist. Außerdem steht die Sonne an den Polen extrem tief am Himmel und wirft im Laufe des Tages lange Schatten. Needham sagte, solche Schatten würden zu großen Temperaturschwankungen führen, Kommunikationswege blockieren und die Bedienung einiger Instrumente, welche die Astronauten mit sich führen, erschweren.

„Diese Probleme erfordern kreative Lösungen die zwar machbar sind, jedoch zusätzliche technische Hilfe aus der Umlaufbahn benötigen“, sagte Needham und fügte hinzu, dass sich die Kosten bei der Planung durch die Komplexität einer Mission zu den Mondpolen erhöhen könnten, was aber nicht heißt, dass solche Missionen es nicht wert wären. „Das Wissen und die Ressourcen, welche wir durch die Bewältigung dieser Herausforderungen gewinnen könnten, wären enorm“, sagte Needham.

Vor der Errichtung eines permanenten Außenpostens auf dem Mond, müssen Ingenieure auch nachhaltige Erkundungs-Setups entwickeln, mit denen Astronauten sicher von der Erde starten, zum Mond reisen, sich von der Mondumlaufbahn zur Oberfläche begeben und letztendlich auch wieder sicher nach Hause zurückkehren können.

Die NASA müsste außerdem langfristige Anlagen für die Unterbringung und Mobilität sowie für die Entnahme und Lagerung von Proben schaffen. Needham sagte, die NASA arbeite an vielen dieser Herausforderungen, teilweise durch die Zusammenarbeit mit den SLS sowie mit internationalen Partnern an anderen Komponenten. Die Ergebnisse werden die Astronauten nicht nur dabei unterstützen den Mond zu erforschen, sondern sich auch weiter hinaus in das Sonnensystem zu wagen.

„Es gibt sicherlich noch viel zu tun, aber wir sind auf dem Weg, neue Gegenden auf dem Mond zu erkunden und zu beweisen, dass wir auch andere Weltraumziele erforschen können, wenn wir weiter bis zum Mars fliegen.“, sagte Needham.

→ Details zum Plan der NASA