Wie Mondbasen funktionieren – und was es braucht, um eine zu bauen

Warum der Mond eine Basis braucht

Seit dem Ende der Apollo-Ära im Jahr 1972 war jeder menschliche Besuch auf dem Mond nur von kurzer Dauer. Eine permanente Mondbasis würde dies grundlegend ändern – den Mond von einem Ziel zu einer Plattform für Wissenschaft, Rohstoffgewinnung und die Erforschung des tieferen Weltraums machen. Aber der Bau eines bewohnbaren Außenpostens 384.000 Kilometer von der Erde entfernt ist eine der größten technischen Herausforderungen, die die Menschheit je in Angriff genommen hat.

Die feindliche Umgebung

Der Mond bietet keine Atmosphäre, kein Magnetfeld und keine Gnade. Ohne die schützenden Schichten der Erde wird die Mondoberfläche von galaktischer kosmischer Strahlung und solaren Teilchenereignissen bombardiert, die die menschliche DNA innerhalb weniger Stunden ungeschützter Exposition schädigen können. Laut einer in Applied Sciences veröffentlichten Studie ist ein Regolith-Schild von etwa 2,5 Metern Dicke erforderlich, um die Strahlung auf ein sicheres Arbeitsniveau zu reduzieren.

Die Temperatur ist ebenso brutal. In der Nähe des Südpols – dem aussichtsreichsten Kandidaten für einen Basisstandort – erreichen sonnenbeschienene Gebiete 54 °C, während permanent beschattete Krater auf −246 °C fallen. Mikrometeoriten treffen mit Geschwindigkeiten von bis zu 72 km/s auf die Oberfläche, und der feine, elektrostatisch aufgeladene Mondstaub haftet an allem, scheuert Dichtungen ab, verstopft Mechanismen und reizt die Lunge.

Bauen mit Mondstaub

Der Transport von Baumaterialien von der Erde kostet etwa 1 Million Dollar pro Kilogramm, das auf die Mondoberfläche geliefert wird. Das macht die In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) – die Nutzung dessen, was bereits vorhanden ist – unerlässlich. Der Mondregolith, eine blanitartige Mischung aus Krustenfragmenten und Glaskügelchen, erweist sich als überraschend vielseitiges Baumaterial.

Mehrere 3D-Druckansätze sind in der Entwicklung. Die Europäische Weltraumorganisation hat sich mit dem Architekturbüro Foster + Partners und dem 3D-Druckunternehmen D-Shape zusammengetan, um die regolithbasierte additive Fertigung zu demonstrieren und 1,5 Tonnen schwere Baublöcke aus simuliertem Mondboden herzustellen, der mit einem Magnesiumoxid-Bindemittel vermischt ist. Das in Texas ansässige Unternehmen ICON verwendet eine andere Methode: Hochleistungslaser schmelzen Regolith direkt, der dann zu starken, keramikartigen Strukturen erstarrt – ohne dass ein Bindemittel erforderlich ist.

Das führende Habitat-Konzept kombiniert ein aufblasbares, druckbeaufschlagtes Modul, das von der Erde mitgebracht wird, mit einer 3D-gedruckten Regolith-Hülle, die darum herum gebaut wird. Die innere Membran sorgt für eine atembare Atmosphäre; die äußere Hülle übernimmt die Abschirmung gegen Strahlung, die Wärmeisolierung und den Schutz vor Mikrometeoriten.

Wasser, Luft und Treibstoff aus Eis

Die permanent beschatteten Krater des Südpols enthalten Wassereis – eine Ressource, die alles verändert. Daten des Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA zeigen, dass diese Eisvorkommen umfangreicher sind als bisher angenommen und über Dutzende von Kältefallen verstreut sind.

Gewonnenes Wasser dient einem dreifachen Zweck. Gereinigt wird es zu Trinkwasser. Durch Elektrolyse gespalten liefert es atembaren Sauerstoff und Wasserstofftreibstoff. Die NASA hat Pläne für die Demonstration der großtechnischen Sauerstoffgewinnung auf dem Mond skizziert, wobei der gewonnene Sauerstoff sowohl Lebenserhaltungssysteme als auch Raketentreibstoff für Fahrzeuge versorgt, die die Mondoberfläche verlassen. Eine vorgeschlagene Sauerstoffpipeline würde die Gewinnungsstandorte mit den Habitat- und Startbereichen verbinden.

Leben in einem Sechstel der Schwerkraft

Selbst wenn Unterkunft, Wasser und Luft gelöst sind, stellt der menschliche Körper seine eigene Herausforderung dar. Die Mondgravitation beträgt nur ein Sechstel der Erdgravitation, und Wissenschaftler wissen noch nicht, ob dies ausreicht, um den Knochenschwund, die Muskelatrophie und die Sehstörungen zu verhindern, die in der Schwerelosigkeit auf der Internationalen Raumstation beobachtet werden. Langzeitaufenthalte auf dem Mond werden der erste echte Test der Physiologie bei teilweiser Schwerkraft sein.

Vom Außenposten zur Siedlung

Die meisten Raumfahrtagenturen sehen einen schrittweisen Ansatz vor. Frühe Missionen setzen Roboter-Rover, wissenschaftliche Instrumente und Stromerzeugungsanlagen ein. Als nächstes kommen semi-bewohnbare Module mit regelmäßigen Crew-Rotationen, die Wochen dauern. Schließlich ermöglicht eine schwerere Infrastruktur eine kontinuierliche Besetzung – eine echte Mondbesiedlung und nicht nur ein Lagerplatz.

Internationale Zusammenarbeit wird entscheidend sein. Die Europäische Weltraumorganisation, die japanische JAXA und die indische ISRO haben alle in die Mond-ISRU- und Habitatforschung investiert. Die chinesische Raumfahrtbehörde hat parallele Pläne für eine Basis am Südpol bis Anfang der 2030er Jahre skizziert.

Die technischen Probleme sind immens, aber zunehmend lösbar. 3D-gedruckte Regolith-Unterkünfte, eisbasierte Lebenserhaltung und aufblasbare Habitate haben sich alle vom Konzept zum Prototyp entwickelt. Die Frage ist nicht mehr, ob Menschen auf dem Mond leben können – sondern wann die ersten permanenten Bewohner ankommen werden.