Trotz neuer Fortschritte bei der Kartierung der Mondoberfläche und Plänen für Mondstädte dämpft eine Studie die Aussicht auf dauerhafte Besiedlung.
Seit Langem entwirft die Science-Fiction Bilder von Menschen, die auf dem Mond leben. In den vergangenen Jahren, mit rasantem technischen Fortschritt, schmieden Raumfahrtunternehmen nun konkrete Pläne, wie sich das tatsächlich umsetzen ließe.
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Eine neue Studie des Harvard–Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), die in dieser Woche erschienen ist, bremst die Fantasie jedoch. Demnach sind ausgerechnet die vorhandenen Eisvorkommen auf dem Mond das größte Hindernis. Sie reichen nicht aus, um eine Mondstadt zu versorgen.
Die Untersuchung mit dem Titel „There Are No Cities on the Moon“ berechnet, wie viel Energie und Wasser eine große Bevölkerungsgruppe auf dem Mond verbrauchen würde. Sie simuliert, wie lange sich eine Stadt mit 100.000 oder einer Million Einwohnern halten könnte und wie tragfähig ein solcher Außenposten langfristig wäre.
Die Ergebnisse erschienen im internationalen Fachjournal Frontiers in Space Technology.
Die Studie folgt auf mehrere Mondmissionen und Auswertungen vom Beginn dieses Jahres. Sie haben die Oberfläche und vor allem die Verteilung des Wassers deutlich genauer kartiert und damit neue Spekulationen über die Chancen einer Besiedlung ausgelöst.
Forscherinnen und Forscher kennen Wasservorkommen auf dem Mond schon seit Langem. Neuere Analysen bestätigen, dass die Reserven in dauerhaft schattigen Kratern liegen, also in tiefen Senken, die niemals Sonnenlicht erhalten.
Bei Temperaturen zwischen minus 163 und minus 246 Grad Celsius verdampft dort nur etwa ein Millimeter Eis pro Milliarde Jahre.
Martin Elvis, leitender Astrophysiker am CfA und Hauptautor der Studie, definiert eine „Stadt“ in der Untersuchung als Siedlung mit einer Million Einwohnerinnen und Einwohner. Pro Kopf setzt er einen durchschnittlichen Wasserverbrauch von 500 Tonnen an.
Mit diesen Annahmen wäre ein Ort dieser Größe nach wenigen Jahren ausgetrocknet, falls kein Wasser recycelt wird. Doch selbst konsequentes Recycling würde das Problem nur teilweise entschärfen.
Die Internationale Raumstation ISS recycelt derzeit rund 98 Prozent ihres Wassers.
Nach Elvis’ Berechnungen ließe sich mit einer Milliarde Tonnen Mondwasser, das mit ähnlicher Effizienz wie auf der ISS wiederverwendet wird, eine Stadt mit einer Million Bewohnerinnen und Bewohner etwa 100 Jahre lang betreiben.
Soll eine Mondstadt deutlich länger bestehen, müsste ihre Bevölkerung vermutlich bei etwa 1.000 Menschen gedeckelt bleiben. Das käme eher einem Monddorf als einer Metropole gleich.
Gelänge es allerdings, 99,9 Prozent des Wassers zurückzugewinnen, könnte eine Stadt mit einer Million Menschen theoretisch rund 2.000 Jahre überleben. Zusätzliche Einsparungen wären durch wasserarme Anbaumethoden wie vertikale Farmen möglich – oder durch den Import von Wasser.
Die Energieversorgung wäre dagegen kein Engpass. Eine Mondstadt könnte sich vollständig mit Sonnenenergie versorgen. An den Mondpolen gibt es sogenannte High Illumination Regions, in denen die Sonne nie ganz untergeht, sondern stets knapp über dem Horizont steht.
Die Kraterränder liegen dort höher als das umliegende Terrain. Sie eignen sich daher besonders gut für große Photovoltaik-Anlagen, die nahezu ununterbrochen Sonnenlicht einfangen könnten.
Der Studie zufolge könnte jeder Turm von 1 Kilometer Höhe, dessen Oberfläche mit Solarpanels bedeckt ist und der auf einem Kraterrand steht, rund 3 Gigawatt Leistung erzeugen. Das würde nicht nur Wohnungen, sondern auch Industriebetriebe mit Strom versorgen.
Außerdem besteht etwa 20 Prozent der Mondoberfläche aus Silizium, einem der wichtigsten Rohstoffe für Solarzellen. Ein Teil der Produktion ließe sich also direkt vor Ort ansiedeln – einige Unternehmen planen bereits in diese Richtung.
Der japanische Baukonzern Shimizu Corporation kündigte zu Beginn dieses Jahres Pläne an, entlang des Mondäquators Solarpaneele zu verlegen. Sie sollen bis zu 13.000 Terawatt Strom erzeugen – mehr, als die Erde derzeit insgesamt verbraucht.
Da der Mond nur eine extrem dünne Atmosphäre besitzt, beeinträchtigt kein Wetter die Stromproduktion. Das garantiert eine gleichmäßige Energieausbeute.
Eine Mondstadt mit einer Million Einwohnern bleibt damit vorerst außer Reichweite. Doch eine ernsthafte Besiedlung des Mondes scheint nicht mehr allzu fern.
Zudem können heutige Sonden nur wenige Meter unter der Oberfläche nach Wasser suchen. In größerer Tiefe könnten sich noch deutlich größere Eisvorkommen verbergen.
Zu der Studie sagte Martin Elvis, er hoffe, „dieser Beitrag wirkt als Katalysator, damit alle Akteure der Mondforschung die langfristige Nachhaltigkeit des Mondes ernsthaft diskutieren, insbesondere den Umgang mit den Wasserressourcen auf lange Sicht“.