Vor kurzem haben wir wieder angefangen, über den Mond zu sprechen - und nicht nur wir, der ESA-Direktor, möchte zum Mond gehen - es ist also eine Sünde, nicht zum Thema Terraforming zurückzukehren. Diesmal - die Monde. Seit Beginn des Weltraumzeitalters haben Wissenschaftler und Zukunftsforscher die Idee untersucht, andere Welten so zu verändern, dass sie den menschlichen Bedürfnissen entsprechen. Dieser Prozess - bekannt als Terraforming - erfordert den Einsatz geologischer und umwelttechnischer Techniken, um die Temperatur eines Planeten oder Mondes, die Atmosphäre, die Topographie und die Ökologie zu ändern und ihn der Erde ähnlicher zu machen. Und da der Mond der Erde am nächsten ist, gilt er seit langem als geeigneter Ort.
Es ist bekannt, dass die Besiedlung und / oder Terraformierung des Mondes im Vergleich zu anderen Körpern relativ einfach sein sollte. Aufgrund seiner Nähe wird die Zeit für den Transport von Personen und Geräten zur und von der Oberfläche erheblich reduziert, ebenso wie die Kosten. Aufgrund seiner Nähe können die auf dem Mond produzierten rückgewinnbaren Ressourcen und Produkte regelmäßig zur Erde transportiert werden, und die Tourismusbranche muss sich weiterentwickeln.
Kolonisierung des Mondes in der Fiktion
Das Thema der menschlichen Besiedlung des Mondes war schon immer eines der beliebtesten Themen in der Science-Fiction. Und während die überwiegende Mehrheit der Geschichten beschreibt, wie Mondversiedlungen mit versiegelten Kuppeln oder unter der Oberfläche an der Oberfläche errichtet werden, gibt es mehrere Beispiele, in denen der Mond selbst eine angenehme und freundliche Umgebung für Menschen ist, in der sie leben können.
Das früheste bekannte Beispiel ist vielleicht die Kurzgeschichte "La Journée d'un Parisien au XXIe siècle" (Tag des Parisers des 21. Jahrhunderts), geschrieben vom französischen Autor Octave Bellard. Die 1910 veröffentlichte Geschichte erzählt, wie sich die Atmosphäre des Mondes allmählich veränderte und wie Pflanzen gezüchtet wurden, um den Mond zu einem Paradies für gefährdete Arten und menschliche Kolonisten zu machen.
1936 schrieb der amerikanische Schriftsteller K. Moore Paradise Lost, einen Roman über einen Schmuggler und Space Ranger, der im kolonisierten Sonnensystem lebt. Der Roman porträtiert den Mond als einen einst fruchtbaren Ort und beschreibt, wie er allmählich zu einer luftlosen Wüste wurde. 1945 schrieb der britische Schriftsteller C. Lewis einen Roman, in dem auf dem Mond eine Rasse extremer Eugenik lebte.
Arthur Clarke schrieb mehrere Romane und Kurzgeschichten über Mondkolonien in den 50-70er Jahren des 20. Jahrhunderts. 1955 schrieb er Earth Light, in dem die Mondbevölkerung ins Kreuzfeuer geriet, als der Krieg zwischen der Erde und dem Bündnis von Venus und Mars ausbrach. 1961 erschien der Roman Moon Dust, in dem der Touristenkreuzer Selena in ein Meer aus Mondstaub stürzte.
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1968 wurde Clarks berühmter Roman "A Space Odyssey of 2001" veröffentlicht, von dem sich ein Teil auf dem kolonisierten Mond entwickelt, auf dem ein mysteriöser Monolith (Tychos magnetische Anomalie) gefunden wurde. Das 1973 veröffentlichte Rendezvous mit Rama erwähnt auch den kolonisierten Mond, der Teil der vereinigten Planeten des Sonnensystems wurde.
Robert Heinlein schrieb auch über Menschen auf dem Mond. Zu seinen frühesten gehört "The Space Stone Family" (1952) über die auf dem Mond lebende Stone-Familie, die ihr Zuhause verlassen und das Sonnensystem erkunden möchte. 1966 erhielt er den Hugo-Preis für den Roman Der Mond ist eine harte Geliebte, in dem eine unterirdische Mondkolonie die Erde mit Nahrungsmitteln und Mineralien versorgt.
Es gibt natürlich keinen Mangel an Romanen über den Mond, sowohl kolonisiert als auch terraformiert. Das ist aber fantastisch. Mal sehen, wie die Dinge in der Realität sind.
Lunar Settlement Science
In den letzten Jahrzehnten wurden zahlreiche Optionen für den Bau einer Kolonie (oder von Kolonien) auf dem Mond vorgeschlagen. Die meisten von ihnen entstanden zu Beginn des Weltraumzeitalters. Mit der Entwicklung des Apollo-Programms wurden Pläne sowohl in der UdSSR als auch in den USA ausgearbeitet. In den letzten Jahren gab es mehr Angebote, bis 2020 zum Mond zurückzukehren, und das Interesse an einer dauerhaften Siedlung hat wieder zugenommen. Es gibt jedoch mehrere wissenschaftliche Vorschläge, die bis vor das 20. Jahrhundert zurückreichen.
Zum Beispiel schrieb Bischof John Wilkes - ein englischer Priester, Naturforscher, Mitglied der Royal Society of London - 1638 "Diskurs über eine neue Welt und einen anderen Planeten", in dem er das Erscheinen einer Kolonie von Menschen auf dem Mond vorhersagte. Der legendäre russische Ingenieur, Raketenwissenschaftler, Wissenschaftler und theoretische Kosmonaut Konstantin Eduardovich Tsiolkovsky schlug zu Lebzeiten (1857-1935) vor, einen Weltraumaufzug zu bauen, und schlug vor, dass die Mondbesiedlung ein wichtiger Schritt bei der Bildung einer Art sein würde, die den Weltraum durch die Menschheit erobert.
In den 1950er und 60er Jahren gab es Vorschläge für Schneebälle - mit dem Aufkommen des Apollo-Programms entstanden Pläne, Astronauten dauerhaft auf dem Mond zu platzieren. 1954 schlug Arthur Clarke vor, aus aufblasbaren Modulen eine Mondbasis zu bauen und diese zur Isolierung mit Mondstaub zu bedecken.
Die allererste Siedlung auf seinem Plan würde den Bau von Iglu-Gebäuden und eines aufblasbaren Funkturms erfordern, gefolgt vom Bau einer großen permanenten Kuppel. Clarke schlug vor, die Luft mit einem Filter auf Algenbasis, einem Kernreaktor zur Energieerzeugung und elektromagnetischen Kanonen zum Abfeuern von Fracht und Treibstoff für interplanetare Schiffe im Weltraum zu reinigen.
1959 veröffentlichte John Rhinehart - Direktor des Mining Research Laboratory an der Colorado School of Mines - im Journal der British Interplanetary Society einen Vorschlag mit dem Titel "Basic Criteria for Building the Moon". Das Konzept der "schwimmenden Basis" umfasst Halbzylinder mit Halbkuppeln an beiden Enden und einen Mikrometeoroidschild über der Basis. Eine solche Idee beruhte auf der Tatsache, dass zu dieser Zeit angenommen wurde, dass auf dem Mond an einigen Stellen Staubmeere 1,5 Kilometer tief sind.
Gleichzeitig gab es Pläne, Militärstützpunkte auf dem Mond zu errichten. Darunter befindet sich Project Horizon, ein amerikanischer Plan, bis 1967 eine Festung auf dem Mond zu bauen. Die US-Luftwaffe schlug 1961 auch das Lunex-Projekt vor, bei dem bis 1968 eine unterirdische Luftwaffenbasis auf dem Mond errichtet wurde.
1962 veröffentlichten John Denicke (Advanced Program Manager der NASA) und Stanley Zahn (CTO für Mondbasisforschung bei Martins Raumfahrtabteilung) einen Vorschlag zum Bau einer Mondbasis. Ihre Idee beinhaltete den Bau einer unterirdischen Basis im Meer der Ruhe, die sich auf Kernreaktoren für Energie- und Algenfiltrationssysteme stützen würde.
In den letzten Jahren haben viele Weltraumagenturen Vorschläge für den Bau von Kolonien auf dem Mond entworfen. Im Jahr 2006 versprach Japan, bis 2030 eine Basis auf dem Mond zu errichten. Russland machte 2007 ein ähnliches Angebot mit Plänen für die Basis bis 2027-2032. 2007 schlug Jim Burke von der International Space University in Frankreich vor, eine Mondarche zu schaffen, in der die menschliche Zivilisation ein katastrophales Ereignis überleben könnte.
Im August 2014 traf sich die NASA mit Branchenführern, um kostengünstige Möglichkeiten für den Bau einer Mondbasis in den Polarregionen bis 2022 zu erörtern. Im Jahr 2015 legte die NASA ein Konzept für eine Mondregelung vor, die sich während des Baus auf Roboterarbeiter (bekannt als "Transformers") und Heliostaten stützt. Johann-Dietrich Werner, der neue Leiter der ESA, schlug 2016 vor, als Nachfolger der Internationalen Raumstation ein internationales Dorf auf dem Mond zu errichten.
Mögliche Methoden
Wenn es darum geht, den Mond zu terraformieren, sind die damit verbundenen Chancen und Herausforderungen denen von Merkur sehr ähnlich. Erstens hat der Mond eine Atmosphäre, die so dünn ist, dass man sie nur als Exosphäre bezeichnen kann. Zweitens sind nur sehr wenige flüchtige Elemente für das Leben notwendig (Wasserstoff, Stickstoff und Kohlenstoff).
Die Lösung für diese Probleme besteht darin, Kometen, die Wassereis und flüchtige Stoffe enthalten, einzufangen und an die Oberfläche zu schicken. Kometen sublimieren, leiten diese Gase und den Wasserdampf ab und schaffen so eine Atmosphäre. Diese Stöße setzen auch das im Regolith des Mondes enthaltene Wasser frei und sammeln sich an der Oberfläche an und bilden natürliche Gewässer.
Die Übertragung des Impulses von diesen Kometen könnte auch die Rotation des Mondes beschleunigen, so dass der Satellit nicht länger Gezeiten blockiert. Der Mond, dessen Tageszyklus sich auf 24 Stunden beschleunigen würde, würde die Besiedlung und Anpassung an das Leben erheblich vereinfachen.
Es besteht auch die Möglichkeit, Teile des Mondes zu paraterraformieren, was der Veredelung der Polarregion des Merkur ähnlich wäre. Im Falle des Mondes wäre Shackletons Krater geeignet, in dem Wissenschaftler bereits Wassereis gefunden haben. Mit Sonnenspiegeln und einer Kuppel könnte dieser Krater in ein Gebiet mit einem Mikroklima verwandelt werden, in dem Pflanzen wachsen und eine atmungsaktive Atmosphäre haben.
Mögliche Vorteile
Im Vergleich zu anderen Planeten und Monden des Sonnensystems bietet die Kolonisierung und Terraformierung des Mondes selbst eine Reihe von Vorteilen. Das offensichtlichste ist die Nähe zur Erde. Im Vergleich zu Mars, Venus, Merkur oder dem äußeren Sonnensystem werden die Kosten und die Zeit für den Transport von Menschen und Materialien zum Mond und zurück erheblich geringer sein.
Darüber hinaus würde die Bombardierung der Mondoberfläche mit Kometen weniger Kometen erfordern als im Fall von Mars und Venus - in der Größenordnung von hundert statt Tausenden.
Das Vorhandensein von Wassereis im Mondboden und große Ablagerungen in der südpolaren Region erzeugen ebenfalls Oberflächenwasser (nachdem der Treibhauseffekt ausgelöst wurde). Zusammen mit Kometen, die die Oberfläche bombardieren, könnten Methan- und Ammoniak-Eis, das irgendwo auf Titan und im Kuipergürtel abgebaut wurde, eingeführt werden. Es wird auch einfacher sein, den Terraforming-Prozess zu überwachen, wenn der Mond näher ist und weniger Infrastruktur benötigt.
Gleichzeitig haben Kolonien auf dem Mond viele Vorteile. Die lokale Ressourcenbasis bietet Möglichkeiten für die Nutzung lokaler Ressourcen sowie von Rohstoffen, die für Weltraummissionen benötigt werden. Da zum Beispiel die Zusammensetzung des Mondes der der Erde ähnlich ist, können Mineralien darauf abgebaut und zur Erde geschickt werden. Der aus der Oberfläche extrahierte Mondboden könnte verwendet werden, um Strahlenschutzschilde und Siedlungen unter der Kuppel auf der Oberfläche zu erzeugen.
Mondreserven von Wassereis, die in der südlichen Polarregion besonders häufig vorkommen, könnten als permanente Wasserquelle für die Kolonisten dienen. Selbst in den oberen Schichten des Mondregolithen gibt es viel Helium-3, das in thermonuklearen Reaktoren verwendet werden könnte und die Mondkolonien und die Erde ständig mit sauberer Energie versorgt.
Die Mondbasis könnte als Ausgangspunkt für Missionen im Sonnensystem dienen. Die NASA hat berechnet, dass Milliarden von Dollar eingespart werden könnten, indem eine Mondbasis geschaffen würde, die lokales Wasser zur Erzeugung von Wasserstoffbrennstoff verwenden könnte. Ein solcher Außenposten wäre ein wesentlicher Bestandteil der Infrastruktur im Hinblick auf bemannte Missionen zum Mars und den Bau einer Mars-Siedlung.
Die geringe Schwerkraft und Fluchtgeschwindigkeit des Mondes bedeutet auch, dass Missionen, die vom Mond aus gestartet werden, weitaus weniger Raketentreibstoff benötigen, um in den Weltraum zu gelangen. Der gleiche Vorteil würde den Bau einer elektromagnetischen Kanone, eines Mondaufzugs oder anderer Projekte ermöglichen, die für den Bau auf der Erde als zu teuer erachtet werden. Jede dieser Strukturen reduziert die Kosten für das Bewegen von Materialien und Satelliten (wie Weltraumsolarzellen) erheblich.
Last but not least wird uns die Errichtung einer Mond-Siedlung auch wertvolle Informationen liefern, insbesondere über die langfristigen Folgen eines Lebens in geringer Schwerkraft. Diese Informationen könnten nützlich sein, um eine dauerhafte Basis auf dem Mars oder anderen Körpern im Sonnensystem mit einer Oberflächengravitation von weniger als 1 G zu schaffen.
Auf dem Mond gibt es stabile Lavaröhren, die groß genug sind, um ganze Städte aufzunehmen, was ebenfalls ein Plus ist. Eine solche unterirdische Umgebung kann unter Druck gesetzt werden, um eine atmungsaktive Atmosphäre aufzunehmen, und bietet auch Schutz vor Sonnenstrahlung.
Mögliche Probleme
Terraforming the Moon ist mit einer Reihe von Problemen behaftet. Einerseits erfordert das Sammeln von Kometen und Eis aus dem äußeren Sonnensystem eine Infrastruktur, die einfach nicht existiert und deren Bau teuer ist. Tatsächlich werden Hunderte von Raumfahrzeugen benötigt, um alle Ressourcen zu sammeln, und sie müssen mit Antriebssystemen ausgestattet sein, die es ihnen ermöglichen, in kurzer Zeit zu reisen, und die auch noch nicht existieren.
Während lange Zeiträume unter Schwerelosigkeitsbedingungen bekanntermaßen Muskeldegeneration und Verlust der Knochendichte verursachen, ist unklar, wie sich die Auswirkungen der niedrigen Schwerkraft auf die Wohnbevölkerung und die unter solchen Bedingungen geborenen Kinder auswirken. Es kann notwendig sein, terrestrische Pflanzen und Tiere genetisch zu verändern, damit sie unter Mondbedingungen leben können, aber es ist nicht bekannt, ob dies eine erfolgreiche Lösung sein wird.
Und natürlich werden die Kosten für all dies astronomisch sein, wenn auch weniger als man denkt, und es wird eine Entwicklung über mehrere Generationen erforderlich sein. Es ist schwierig, über die Kontinuität der Generationen zu sprechen, ganz zu schweigen von der Tatsache, dass die Verpflichtungen einer Regierung oder eines internationalen Gremiums von der nächsten möglicherweise nicht eingehalten werden.
Die Oberflächenkolonie wird viele Probleme haben. Lange Mondnächte (354 Stunden lang) würden bedeuten, dass eine Abhängigkeit von Sonnenenergie nur in den Polarregionen möglich wäre. Darüber hinaus erfordern signifikante Temperaturschwankungen auch Änderungen im Koloniedesign. Jede Ansiedlung an der Oberfläche muss vor Sonneneinstrahlung geschützt werden.
Das Fehlen einer Atmosphäre erhöht die Wahrscheinlichkeit, Kometen zu treffen, und die Anfälligkeit für Sonneneruptionen. Der Mond passiert auch regelmäßig die Magnetosphäre der Erde und erzeugt eine Plasmapeitsche, die sich durch die Oberfläche schneidet. Auf der hellen Seite führt der Elektronenbeschuss zur Freisetzung von ultravioletten Photonen und zum Aufbau einer negativen Ladung auf der dunklen Seite. Dies birgt auch eine gewisse Gefahr für Siedlungen an der Oberfläche.
Wie bereits erwähnt, könnte eine Reihe dieser Probleme durch den Bau von Siedlungen unter der Oberfläche angegangen werden. Wenn wir jedoch davon ausgehen, dass Siedlungen von Sonnenenergie abhängen, müssen sie in der Nähe der Polarregionen gebaut werden, um die Präsenz des ewigen Lichts in diesen Regionen nutzen zu können. Eine Alternative wären Helium-3-Fusionsreaktoren. Dies ist jedoch wiederum eine teure Option und noch nicht verfügbar.
Wozu? Wir haben dies bereits erwähnt. Aber das Wichtigste wird vielleicht die Anwesenheit einer Person auf dem Mond sein. Diese Präsenz wird als Sprungbrett dienen, um auf dem Mars, der Venus und anderswo im Sonnensystem zu sein. Ein weiterer Schritt in unserer interplanetaren - oder sogar interstellaren - Rasse.