Blue Origin Solarzellen auf der Mondoberfläche

Der "Blue Alchemist" beim Bau von Solarzellen auf der Mondoberfläche. (Bild: Blue Origin)

Seit Jahrzehnten sprechen Wissenschaftler und Ingenieure davon, den Staub der Mondoberfläche für die Herstellung von Solarzellen zu nutzen. Alle wichtigen Bestandteile für Solarzellen sind im Regolith der Mondoberfläche vorhanden - Silizium, Eisen, Magnesium, Aluminium und vieles mehr.

Der Reichtum an diesen Bestandteilen hat, seit der Mondboden im Rahmen des Apollo-Programms zur Erde zurückgebracht wurde, zu unzähligen Forschungsarbeiten geführt, die sich mit dieser Idee beschäftigen, aber nur zu relativ wenigen technischen Entwicklungen. Mit anderen Worten: Wir wissen nicht, ob die Abdeckung des Mondes mit Sonnenkollektoren nur eine großartige Science-Fiction-Idee ist oder ob sie tatsächlich funktionieren würde.

Möglicherweise haben wir jetzt eine Antwort auf diese Frage.  Die US-Raumfahrtfirma Blue Origin (erklärter Gegenspieler zu SpaceX) schrieb in einem Blog-Eintrag, welcher nicht einmal auf dem Twitter-Account des Unternehmens oder in einer Pressemitteilung veröffentlicht wurde, dass sein "Blue Alchemist"-Programm in den letzten zwei Jahren genau an diesem Thema gearbeitet habe. Das von Jeff Bezos gegründete Unternehmen hat jetzt sowohl Solarzellen als auch Stromübertragungsdrähte aus simulierter Monderde hergestellt – einem Material, das chemisch und mineralogisch dem Mondregolith entspricht.

 

Ein Blick in die Zukunft der Raumfahrt: Diese Weltraumkolonien sind in Planung

Es gibt derzeit keine vollständig geplanten Weltraumkolonien, die in naher Zukunft gebaut werden sollen. Es gibt jedoch mehrere Konzepte und Ideen für zukünftige Weltraumkolonien, von denen einige von verschiedenen Regierungen, Unternehmen und Raumfahrtorganisationen untersucht werden.

Hier sind einige Beispiele:

  1. Mars-Kolonisation: Die Mars-Kolonisation ist seit langem ein Ziel von Elon Musks Raumfahrtunternehmen SpaceX. Musk hat erklärt, dass er plant, bis 2050 eine selbsttragende Stadt auf dem Mars zu bauen. Andere Organisationen wie die NASA und die Vereinigten Arabischen Emirate haben ebenfalls Pläne für bemannte Missionen zum Mars und für die Einrichtung von Kolonien auf dem Roten Planeten.
  2. Mond-Kolonisation: Die NASA plant, bis 2024 eine bemannte Mondmission namens Artemis durchzuführen, um eine permanente Präsenz auf dem Mond aufzubauen. Private Unternehmen wie Blue Origin und SpaceX haben ebenfalls Pläne für Mondmissionen und die Einrichtung von Mondkolonien.

  3. O'Neill-Kolonien: O'Neill-Kolonien sind riesige künstliche Lebensräume, die im Weltraum stationiert werden sollen. Sie wurden vom Physiker Gerard K. O'Neill in den 1970er Jahren entworfen und sollen große Populationen von Menschen beherbergen und unabhängig von der Erde funktionieren. Diese Art von Kolonien würde vermutlich sehr aufwendig sein und erfordert enorme Ressourcen, um sie zu bauen.

  4. Lagrange-Kolonien: Lagrange-Kolonien sind Raumstationen, die in stabilen Orbits um die Lagrange-Punkte der Erde oder anderer Himmelskörper positioniert sind. Diese Orbits erfordern wenig oder keine Energie, um sie aufrechtzuerhalten, was sie zu idealen Standorten für Raumstationen macht. Die NASA und andere Raumfahrtorganisationen untersuchen derzeit Möglichkeiten für die Einrichtung von Lagrange-Kolonien für verschiedene Zwecke.

Die technische Arbeit basiert auf einem Verfahren, das als "molten regolith electrolysis" bekannt ist, und Blue Origin hat diese Technik für die Herstellung von Solarzellen weiterentwickelt. Bei dem Verfahren wird an simulierten Regolith bei hohen Temperaturen von über 1600 Grad Celsius elektrischer Gleichstrom angelegt. Durch diesen Elektrolyse-Prozess können Eisen, Silizium und Aluminium aus dem Mondregolith gewonnen werden. Blue Origin hat nach eigenen Angaben durch die Elektrolyse von geschmolzenem Regolith Silizium mit einem Reinheitsgrad von mehr als 99,999 Prozent erzeugt.

Der entscheidende Fortschritt von Blue Alchemist besteht darin, dass seine Ingenieure und Wissenschaftler die Nebenprodukte dieser Reaktion – und nur diese Materialien – zur Herstellung von Solarzellen und einer schützenden Glasabdeckung verwendet haben. Sie sollen dann robust genug sein, ein Jahrzehnt oder länger auf der Mondoberfläche zu überleben.

Blue Origin wird versuchen, diese Technologie an die NASA zu vermarkten, um sie im Rahmen ihres Artemis-Programms für die Rückkehr von Menschen auf den Mond zu nutzen. Der Unterschied zum Apollo-Programm aus den 1906ern ist, dass die NASA und ihre internationalen Partner mit Artemis längere Aufenthalte auf dem Mond und den Aufbau von Infrastruktur wie Energiesystemen planen.

 

Faszinierende Technologien, die für die Rückkehr zum Mond wichtig werden können.

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"Obwohl unsere Vision technisch ehrgeizig ist, ist unsere Technologie jetzt real", so das Unternehmen in seinem Blog. "Blue Origins Ziel, Solarenergie ausschließlich aus Mondressourcen zu gewinnen, steht im Einklang mit dem vorrangigen Ziel der NASA, die Infrastruktur vom Mond zum Mars zu entwickeln."

Es ist ein bemerkenswerter Durchbruch in der Forschung, da derselbe Elektrolyse-Prozess auch zur Herstellung von Metallen für den Bau von Habitaten und anderen Strukturen sowie von Sauerstoff verwendet werden könnte. All dies ist wichtig für eine "Produktion vor Ort". Von den Laborexperimenten bis zur Produktion auf dem Mond ist es allerdings noch ein weiter Weg, aber diese Experimente sind ein wichtiger erster Schritt.

Blue Origin hat kürzlich seinen Geschäftsbereich "Advanced Development Programs" in zwei Einheiten aufgeteilt, von denen sich die eine auf Weltraumsysteme wie die Raumstation Orbital Reef und die andere ausschließlich auf Aktivitäten auf dem Mond konzentriert. Es ist spannend zu sehen, wie Blue Origin beginnt, seine Pläne für eine vollständig wiederverwendbare Mondarchitektur öffentlich zu diskutieren. Das Unternehmen rekrutiert seit Jahren aktiv in diesem Bereich und hinter den Kulissen laufen viele innovative Forschungsarbeiten, wie z.B. Blue Alchemist.

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