Wasser und Helium werden die Hauptressourcen des Mondes, wenn die Menschen sich endgültig dazu entschließen, dauerhafte Stützpunkte darauf zu errichten. Vor welchen Herausforderungen stehen sie?
Jetzt reist der einzige Erdlingsapparat auf dem Mond. Er ist Chinese. Wie wird sich die silberne Landschaft verändern, wenn eine massive Expansion beginnt, und wird Russland auf dem Erdsatelliten sichtbar sein?
Überirdische Sämlinge
Die chinesische Chang'e 4 landete am 3. Januar 2019 zum ersten Mal in der Geschichte auf der anderen Seite des Mondes. Alle früheren Missionen, einschließlich der Landung von US-Astronauten, fanden auf der von der Erde aus sichtbaren Seite des Satelliten statt. Die Missionsziele sind biologische Experimente und die Untersuchung der Oberfläche des "Nachbarn".
Der erste Erfolg der Chinesen und sofort eine einzigartige Leistung - sie haben es geschafft, einen Baumwollspross anzubauen. Natürlich sprossen die Samen in einem speziellen Inkubator an Bord des Landers. Wie die BBC feststellte, bestand das Hauptproblem darin, Samen nicht mit den für das Wachstum notwendigen Substanzen zu versorgen, sondern ein Mikroklima aufrechtzuerhalten: Die Temperatur auf dem Mond reicht von -173 ° C bis + 100 ° C oder mehr. Die Pflanze lebte mehrere Tage und starb in einer Mondnacht - der Lander kann das Mikroklima nicht länger als 14 Tage bei Temperaturen unter -170 ° C halten. Darüber hinaus berichtete eine chinesische Nachrichtenagentur, dass die Nacht kälter als erwartet war, obwohl Details noch nicht verfügbar sind.
Das Wachsen von Pflanzen auf dem Mond eröffnet Möglichkeiten für die Besiedlung des Satelliten der Erde und anderer Planeten: Sie werden die Probleme lösen, die Station sowohl mit Sauerstoff als auch mit Nahrungsmitteln zu versorgen.
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Warum der Mond?
Das attraktivste Objekt für langfristige Siedlungen außerhalb der Erde ist der natürliche Satellit. Insbesondere der Mond ist einzigartig in Bezug auf die Raumerweiterung.
Dies wird von allen modernen Akteuren der Raumfahrtindustrie verstanden, von China über Indien mit seinem Chandrayaan-2-Projekt (der Start ist für April dieses Jahres geplant) bis hin zu Israel, dessen Weltraum-Startup SpaceIL erwartet, sein Gerät im Februar auf dem Mond zu landen, das in den Weltraum starten wird Rakete der Firma Space X.
Der Mond ist jedoch nicht nur als Testgelände für Technologie attraktiv - die verfügbaren Ressourcen machen ihn zu einem Sprungbrett für die Eroberung des Weltraums. Zunächst sprechen wir über Wasser und in einer etwas längeren Perspektive über Helium-3 (eines der Isotope von Helium).
Helium-3 ist eine potenzielle äußerst effiziente Energiequelle der Zukunft, wenn die Menschheit die kontrollierte Kernfusion beherrscht. Berechnungen zufolge wird diese Substanz auf der Mondoberfläche billiger zu extrahieren sein als auf der Erde (wo sie äußerst selten ist). Daher kann die Entwicklung dieser Ressource nicht nur die Weltraumkugel, sondern auch das Leben auf unserem Planeten verändern.
„Wenn Sie ein Wassermolekül abbauen, erhalten Sie Sauerstoff und Wasserstoff, die sowohl für die Atmung als auch für die Produktion von Raketentreibstoff von entscheidender Bedeutung sind“, erklärt Michael Poston vom Southwest Research Institute (USA), der Wasser auf dem Erdsatelliten verwendet. Wasser auf dem Mond wird als Eis gespeichert, hauptsächlich in den Polkappen.
Regolith - die frei fließende Oberflächenschicht des Mondbodens - enthält auch Sauerstoff, Silizium, Eisen, Aluminium, Magnesium, die durch Erhitzen abgetrennt werden können. Hierzu können Sonnenlichtkonzentratoren in Form von riesigen Spiegeln oder Linsen verwendet werden. Diese Technologie hat sich bei Tests auf der Erde als wirksam erwiesen, stellt die Natur fest.
Darüber hinaus sind Starts von Raumfahrzeugen vom Mond aus energieeffizienter und daher billiger - die Schwerkraft des Satelliten beträgt nur 17% der Schwerkraft der Erde. Außerdem muss der Luftwiderstand aufgrund des Mangels an Atmosphäre nicht überwunden werden.
Neues Haus
Der Bau einer relativ einfachen Wohnstruktur auf dem Mond, die ein Außenposten der Menschheit auf einem Satelliten ist, erfordert maximale Ressourcen und beispiellose Maßnahmen. Das Bauprojekt der Mondbasis läuft auf eine Reihe von Schlüsselmerkmalen hinaus: Standort, Sicherheit, Lebensmittel.
- Ein Ort. Wie die führende wissenschaftliche Zeitschrift Nature feststellt, gibt es zwei Möglichkeiten, einen Ort auszuwählen: sich am Äquator des Mondes oder an seinem Pol niederzulassen. Jede der Optionen bietet ihre eigenen einzigartigen Funktionen. Es ist einfacher, Raketen vom Äquator aus zu starten und mit der Erde in Kontakt zu bleiben, aber zweiwöchige Mondnächte werden die Stromversorgung der Kolonie zusätzlich belasten. Die Masten wiederum bieten den Siedlern möglicherweise die Nähe zu Eis und damit zu Wasser, bereiten jedoch aufgrund der schlechtesten Lichtverhältnisse Schwierigkeiten beim Empfang und Starten von Fahrzeugen. Darüber hinaus kann die Kolonie am Pol Probleme mit der Kommunikation mit der Erde haben.
- Sicherheit. Die zukünftigen Bewohner der Kolonie müssen nicht nur Ressourcen gewinnen oder einbringen, sondern auch gegen Gefahren kämpfen, die auf der Erde und in niedrigen Umlaufbahnen nicht auftreten. Beispielsweise führt das Fehlen der Atmosphäre und des Magnetfelds zu einer erhöhten Hintergrundstrahlung auf der Satellitenoberfläche. Theoretisch wäre das Tierheim auch gut, um Schutz vor Asteroiden zu bieten. Daher wird für den Bau von Wohngebäuden vorgeschlagen, Regolith - die Oberflächenschicht des Mondbodens - zu verwenden oder die Basis mit Lavaröhren auszustatten: Hohlräume, die nach dem Ausbruch der Lavaströme durch alte Vulkane zurückbleiben. Solche Tunnel können mehrere Kilometer lang und Hunderte von Metern im Durchmesser sein. Eine davon wurde 2010 vom indischen Gerät Chandrayaan aufgenommen: Die Länge beträgt ca. 2 km, die Breite 360 m.
- Nahrung und Ressourcen. Wie von den Autoren des Artikels in Nature erwartet und von den Chinesen auf der "dunklen" Seite des Mondes bestätigt, ist es durchaus möglich, Pflanzen auf dem Erdsatelliten zu züchten. Pflanzen, die mit künstlichem Licht gezüchtet werden, erzeugen neben Nahrungsmitteln auch Sauerstoff für zukünftige Kolonisten.
In jedem Fall wird es in den kommenden Jahren nicht nötig sein, über die vollständige Selbstversorgung der Kolonien zu sprechen. Selbst wenn sich die Mondbasis mit allem versorgen kann, was sie braucht, wird die Abhängigkeit der Kolonie von der Metropole (Erde) in Bezug auf den Zustrom neuer Kolonisten und Technologien weiter bestehen.
Wird Russland eine Weltraummacht bleiben?
Russland in der Raumfahrtindustrie steht sowohl von den USA als auch von wachsenden Akteuren in diesem Bereich vor Herausforderungen - China, Indien, Japan oder Israel.
Trotzdem ist es eine äußerst schwierige Aufgabe, allein zum Mond zu gehen, und sie geht über die Macht selbst der führenden Weltmächte hinaus. Die NASA beabsichtigt, mit Roskosmos beim Bau einer Mondstation zusammenzuarbeiten. Dieses Projekt könnte das Vakuum der Weltraumkooperation füllen, das im Falle des Rückzugs der USA aus dem ISS-Projekt entstehen könnte. Es wird davon ausgegangen, dass die Amerikaner bereits in den 20er Jahren des 21. Jahrhunderts die Lieferung von Astronauten an die Internationale Raumstation selbst durchführen können - zumindest dafür gibt es Elon Musks Crew Dragon- und Boeings Starliner-Projekte.
Aber Roscosmos hat noch ein paar Trumpfkarten im Ärmel, die sowohl darauf abzielen, den Mond zu studieren und zu beherrschen als auch auf weiter entfernte Objekte im Sonnensystem.
Laut TASS entwickelt Russland auch ein Konzept für das Sojus-Mondraumschiff, das, wie der Chef von Roskosmos, Dmitry Rogozin, berichtete, die NASA aufforderte, ein zweites Backup-Weltraumtransportsystem für Mondmissionen zu schaffen.
Laut RIA Novosti hat Roskosmos Anfang Februar das bevorzugte Erscheinungsbild der superschweren Trägerrakete Jenissei für Flüge zum Erdsatelliten festgelegt. Diese Option bietet sechs Seitenblöcke mit RD-171MV-Motoren sowie einen zentralen Block mit RD-180-Motor.
"Die Entdeckung von Wasser in gefrorenem Zustand unter dem Regolith des Mondes in den Polarregionen bringt die Erforschung des Mondes auf ein neues Niveau", kommentierte Forbes die Aussichten für die Erforschung des Mondes im Pressedienst von Roscosmos.
Das russische Erdsatelliten-Explorationsprogramm umfasst eine Reihe autonomer Missionen:
- Luna-Globe (Luna-25). Zum Testen moderner Softlandetechnologien. Das Projekt ist für 2019 geplant.
- Luna-Resurs-1 (OA), (Luna-26). Ein Orbiter für die globale Vermessung und Erkundung von Mondressourcen, der voraussichtlich 2021-2022 seinen Betrieb aufnehmen wird.
- "Luna-Resurs-1" (PA), ("Luna-27"). Großer Lander zur Untersuchung des Regolithen am Südpol eines Erdsatelliten. Roscosmos erwartet, das Projekt in den Jahren 2022 bis 2023 zu starten.
Wie aus dieser Liste hervorgeht, zielt Russland (auch in seinen völlig „eigenen“, nicht internationalen Projekten) nicht nur auf die grundlegende Erforschung des Mondes ab, sondern auch auf die Erforschung der Ressourcen dieses Himmelskörpers.
Politische Momente
Die staatliche Körperschaft erinnerte an ein gemeinsames Projekt mit der Europäischen Weltraumorganisation - "ExoMars-2016". Für 2020 ist der Start des zweiten Teils des ExoMars-2020-Projekts geplant: Es umfasst die Lieferung einer russischen Landeplattform mit einem europäischen Rover an Bord an den Mars. Roscosmos glaubt, dass die Zusammenarbeit mit der EU sowie die Partnerschaft mit den Vereinigten Staaten bei Mondprogrammen es dem staatlichen Unternehmen ermöglichen werden, „den Moment nicht zu verpassen“und sich am Bau der Mondbasis zu beteiligen.
Wem gehören die völkerrechtlichen Mondressourcen? Nach dem internationalen Weltraumvertrag von 1967 kann kein Staat die Souveränität über Himmelskörper behaupten. Folglich ist der Status des Eigentums an den aus solchen Einrichtungen gewonnenen Ressourcen noch unklar.
Einige Länder, insbesondere die Vereinigten Staaten und Luxemburg, unterstützten auf gesetzlicher Ebene die Pläne privater Unternehmen, die Ressourcen der Himmelskörper zu entwickeln. Russland und einige andere Staaten weisen auf die Gefahr dieses Ansatzes hin: Sie befürchten einen Wettlauf um Weltraumressourcen mit der anschließenden Militarisierung des Weltraums - ein Prozess, der möglicherweise nicht alle Bestrebungen verringert, eine bewohnbare Mond-, Zirkumlunar- oder sogar Marsbasis zu schaffen.
