So könnten Fahrbahnen auf dem Mond entstehen

Es klingt zunächst nicht einleuchtend, wieso die Esa es als Erfolg feiert, mit einem leistungsstarken Laser Mondstaub schmelzen zu können. In der Praxis zeigt sich schnell, wieso das von hoher Bedeutung ist.

Mit dem Wiedereintreffen von Astronaut:innen auf der Mondoberfläche wird dort ein Fahrverkehr einsetzen, der zwar nicht irdische Ausmaße annehmen, aber dennoch für eine maßgebliche Verwirbelung des vorhandenen Mondstaubs sorgen wird. Das brächte nicht nur Probleme mit der klaren Sicht mit sich.

Denn Mondstaub ist ultrafein, abrasiv und klebrig. Schon zu Zeiten der ersten Apollo-Missionen verstopfte der Staub die Ausrüstung und zerfraß die Raumanzüge. Mehrere Mondrover überhitzten, weil ihre Kühlsysteme mit Staub überzogen waren.

Aktuelle Modellbetrachtungen der US-Raumfahrtbehörde Nasa gehen davon aus, dass die Schubdüsen von Mondlandegeräten bei der Landung tonnenweise Staub aufwirbeln, der sowohl an den Oberflächen der Landegeräte haften bleibt als auch die gesamte Umgebung der Landung bedeckt.

Deshalb hatte die Esa ein Projekt gestartet, dessen Ergebnisse im Oktober in der Fachzeitschrift Scientific Reports präsentiert wurden. Sie hatte nämlich die Herstellung straßentauglicher Oberflächen durch Schmelzen von simuliertem Mondstaub mit einem leistungsstarken Laser getestet. Die einfache Annahme: Wo kein Staub mehr ist, kann er nicht aufgewirbelt werden.

Das deutsch-österreichische Esa-Projekt „Paver“ (Paving the road for large area sintering of regolith) untersuchte die Durchführbarkeit dieses Ansatzes für den Straßenbau auf dem Mond. Dabei setzten die Projektpartner einen Zwölf-Kilowatt-Kohlendioxidlaser ein, um künstlichen Mondstaub zu einer glasartigen festen Oberfläche zu schmelzen. Das gelang, soll aber kein Muster für die Verfahrensweise auf dem Mond sein.

Denn „in der Praxis würden wir keinen Kohlendioxidlaser auf den Mond bringen“, räumt Esa-Materialingenieur Advenit Makaya ein. Vielmehr werde auf dem Mond das dort vorhandene Sonnenlicht „mithilfe einer Fresnellinse von einigen Metern Durchmesser konzentriert, um ein entsprechendes Schmelzen auf der Mondoberfläche zu erzeugen“.

Dabei sollen dreieckige geometrische Formen mit einem Durchmesser von etwa 20 Zentimetern und einem Hohlraum in der Mitte erzeugt werden. Diese könnten miteinander verbunden werden, um auf großen Flächen des Mondbodens feste Oberflächen zu schaffen, die als Straßen oder Landeplätze dienen könnten.

Advenit Makaya fügt hinzu: „Es stellte sich heraus, dass es einfacher ist, mit Regolith mit einer größeren Punktgröße zu arbeiten, da die Erhitzung im Millimeterbereich geschmolzene Kugeln erzeugt, die sich aufgrund der Oberflächenspannung nur schwer zusammenfügen lassen. Der größere Strahl erzeugt eine stabile Schicht aus geschmolzenem Regolith, die leichter zu kontrollieren ist“.

Unter dem Ansatz ihres neuen Verfahrens schätzt das Paver-Team, dass ein 100 Quadratmeter großer Landeplatz mit einer Schichtstärke von zwei Zentimetern aus dichtem Material in 115 Tagen hergestellt werden könnte.