Zwischen 1969 und 1972 brachte die NASA 12 Astronauten in einem produktiven Aufruhr von Aktivitäten auf den Mond. Beginnend mit den berühmten ersten Schritten von Neil Armstrong erforschten sie die Mondoberfläche, hinterließen uns dort Experimente, um unser Wissen zu erweitern, und brachten Mondgestein zurück, damit wir etwas über die Geschichte und Herkunft unseres Nachbarn erfahren konnten.
Doch das Erreichen dieser historischen Meisterleistungen war nicht billig. Die Gesamtkosten des Apollo-Programms beliefen sich nach einer aktuellen Schätzung der Planetary Society nach heutigen Maßstäben auf 280 Milliarden US-Dollar. Das ist mehr als das BIP von 78 Prozent der Nationen der Welt. Bereinigt man den Wert um die Veränderungen des eigenen BIP der USA seit den 1970er Jahren, beläuft sich diese Zahl eher auf 641 Milliarden US-Dollar.
Letztendlich kam dieses Geld von den Steuerzahlern, die immer weniger bereit waren, Ausgaben für etwas zu sanktionieren, das bereits sechsmal getan worden war. Schulen und Krankenhäuser liegen den Menschen tendenziell näher.
Wenn wir bis heute vorspulen, befinden wir uns mitten in einem weiteren Weltraumrennen, bei dem in den kommenden Jahren eine beträchtliche Armada von Raumfahrzeugen zum Mond aufbrechen wird. Was hat sich also geändert?
Erstens zahlen die Steuerzahler nicht mehr die gesamte Rechnung. In den letzten zehn Jahren ist die Zahl privater Raumfahrtunternehmen explodiert, angeführt von berühmten Namen wie Elon Musks SpaceX. Durch die Entwicklung wiederverwendbarer Raketen haben sie die Kosten für den Weg ins All erheblich gesenkt. Die NASA nutzt bereits die SpaceX-Technologie, um Astronauten und Vorräte zur Internationalen Raumstation zu liefern, und sie haben Vereinbarungen getroffen, um auch bei der Entsendung von Landern zum Mond zusammenzuarbeiten.
Sie haben auch eine potenzielle neue Einnahmequelle entdeckt:den Weltraumtourismus. Diese wiederverwendbaren Raketen könnten sich in himmlische Kreuzfahrtschiffe verwandeln und es den Milliardären der Welt ermöglichen, eine einwöchige Reise um den Mond und zurück zu genießen. Sie könnten sogar einige Zeit auf dem Mond selbst verbringen und sehen, wie die Erde über ihre zerklüftete, mit Kratern übersäte Oberfläche aufsteigt. Die atemberaubenden Summen, die sie zahlen würden, könnten dann zur Finanzierung weiterer Monderkundungen verwendet werden.
Zweitens haben kürzliche Missionen zum Mond bestätigt, dass er wichtige Ressourcen beherbergt, die sowohl für den Aufbau einer dauerhaften menschlichen Präsenz auf dem Mond als auch für den Start einer neuen Industrie im Weltraumbergbau von entscheidender Bedeutung sind. Unternehmen beginnen, Dollarzeichen zu sehen und investieren in Erkundungsmissionen, um weiter auszuloten, was dort ist und ob es möglich ist, es zu extrahieren. Der Weltraumtourismus könnte dazu beitragen, diese ansonsten verlustreiche Prospektion zu finanzieren.
Dann ist da noch die ursprüngliche Motivation, zum Mond zu gehen:geopolitische Prahlerei. Aufstrebende Supermächte wie China haben kein Geheimnis aus ihrem Wunsch gemacht, ihre Taikonauten auf dem Mond zu landen. Die Zahl der Lander und Rover, die sie auf die Mondoberfläche schicken, beginnt zu steigen, um sich auf eine Demonstration von Stärke und Macht im nächsten Jahrzehnt vorzubereiten. Auch die NASA plant, Astronauten zum Mond zurückzubringen, bevor das Jahrzehnt zu Ende ist.
Das Weltraumrennen, so scheint es, ist wieder voll im Gange.
Lesen Sie mehr über die Zukunft des Mondes:
- Eine riesige Spritztour für die Menschheit:Die neue Art von Mondrover
- Vergiss Raketen – ein Mondaufzug ist die Zukunft der Mondreise
- Wie die Menschheit zum Mond zurückkehren wird:Die Zukunft der Monderkundung
Was werden die Missionen finden?
Das ultimative Ziel ist eine dauerhafte menschliche Präsenz auf dem Mond – eine Basis, auf der Astronauten routinemäßig leben und arbeiten könnten. Viele der Missionen, die in den kommenden Jahren zum Mond gehen, werden uns dabei helfen zu lernen, wie man das durchzieht.
Eine Region, die viel Aktivität erleben wird, ist der Südpol des Mondes, weil es dort Wasser gibt, das eine unschätzbare Ressource ist, um Astronauten am Leben zu erhalten. „Seit einiger Zeit mehren sich die Beweise dafür, dass Wassereis in permanent beschatteten Polarkratern eingeschlossen ist“, sagt Prof. Ian Crawford, Experte für Weltraumressourcen von Birkbeck, University of London.
Indische Astronomen waren die ersten, die 2008 mit ihrem Chandrayaan-1-Satelliten Wasser aus der Mondumlaufbahn entdeckten. Dann entdeckte die NASA Wasser in aufgewirbelten Schwaden, als sie ein Jahr später die LCROSS-Raumsonde absichtlich in einen Krater namens Cabeus in der Nähe des Mondsüdpols stürzte. Neuere Missionen haben damit begonnen, herauszufinden, wo sich das Wassereis versteckt.
Kommende Missionen werden diese Suche fortsetzen und die Region aus dem Orbit weiter vermessen, während Rover die Oberfläche erkunden werden. Die Chinesen planen sogar eine fliegende Miniatursonde. Die NASA plant, wahrscheinlich irgendwann im Jahr 2026 Astronauten mit Artemis III zum Mond zurückzuschicken, und die Südpolregion wird ihr Ziel sein.
Gleichzeitig ist die NASA Teil einer internationalen Zusammenarbeit, die den Bau eines orbitalen Außenpostens um den Mond plant, der als Lunar Gateway bekannt ist. Wenn es rechtzeitig fertig ist, wird es als Stützpunkt dienen, von dem aus Artemis-Astronauten zur Mondoberfläche absteigen könnten. Es wäre jedoch auch ein Ort, um Mondrover in Echtzeit ohne die 1,3-Sekunden-Verzögerung, die durch die Signallaufzeit von der Erde verursacht wird, anzusteuern.
Ein großes Hindernis für ein dauerhaftes Leben auf oder um den Mond herum ist die Strahlung. Ohne den Schutz des Magnetfelds und der Atmosphäre der Erde wären Mondbewohner hochenergetischen Partikeln von der Sonne und dem gesamten Universum ausgesetzt. Mehrere bevorstehende Missionen versuchen, diese Strahlungswerte zu messen, in der Hoffnung, dass wir besser verstehen können, wie Astronauten vor dieser beträchtlichen Gefahr geschützt werden können.
Es gibt auch wissenschaftliche Rätsel, die wir lösen möchten. Die von den Apollo-Astronauten zurückgebrachten Mondfelsen gaben uns wertvolle Einblicke in die Entstehung und Geschichte des Mondes, aber es gibt viele Meinungsverschiedenheiten darüber, wie sie zu interpretieren sind. Missionen zur Rückführung von Roboterproben werden mehr Mondgestein von einer größeren Vielfalt von Orten auf der Mondoberfläche zurückbringen und dabei helfen, Fragen zu beantworten, wie z. B. wie vulkanisch aktiv der Mond noch ist.
Auf industrieller Seite ist die Rückgabe von Mondmaterial ein entscheidender Schritt, wenn wir den Mondabbau Wirklichkeit werden lassen wollen. Die NASA arbeitet mit privaten Raumfahrtunternehmen wie Astrobotic und Intuitive Machines zusammen, um die Machbarkeit zu testen, kommerzielle Lander auf die Oberfläche zu bringen. Wie wir gleich sehen werden, könnte das in nicht allzu ferner Zukunft ein großes Geschäft werden.
Welche Ressourcen gibt es auf dem Mond?
Metall
Die endgültige Abkehr von fossilen Brennstoffen wird große Veränderungen in der Art und Weise erfordern, wie wir unsere Infrastruktur aufbauen. Um die Zahl der Elektroautos, Sonnenkollektoren und Windparks deutlich zu erhöhen, werden aufgrund ihrer Knappheit enorme Mengen an Metallen benötigt, die als „seltene Erden“ bekannt sind.
Das Mondgestein, das die Apollo-Astronauten zur Erde zurückbrachten, zeigte, dass auch der Mond einige dieser Ressourcen enthält. Laut Crawford könnten sie schwer zu extrahieren sein, in diesem Fall würden die finanziellen Kosten für die Rückführung vom Mond das Unterfangen unmöglich machen. Dennoch kann er sich eine Situation vorstellen, in der wir es noch tun könnten. „Es ist vielleicht wirtschaftlich schlechter, aber ökologisch vorteilhaft“, sagt er.
Denn die Gewinnung von Seltenerdmetallen wie Neodym, die in Magneten verwendet werden, führt zu einer starken Belastung der Umgebung. Es kann eine Zeit kommen, in der wir die Praxis für zu schmutzig und umweltschädlich halten, um sie auf der Erde zuzulassen. Trotzdem müssen wir diese Metalle irgendwo herbekommen. Der Mond könnte eine teurere, aber umweltfreundlichere Option sein, die zu einem Multi-Billionen-Dollar-Markt führen würde.
Helium-3
Wir befinden uns mitten in einer Energiekrise. Wir wollen uns von fossilen Brennstoffen entwöhnen, aber in der Zwischenzeit beginnen wir, dank COVID-bedingter Unterbrechungen der Lieferkette und geopolitischer Spannungen wie denen in der Ukraine, für Öl und Gas durch die Nase zu bezahlen.
Die Kernfusion wird seit langem als potenzielle Lösung für unsere Energieprobleme gepriesen. Die Idee ist, die Art und Weise zu kopieren, wie die Sonne ihre Energie erzeugt, indem sie Wasserstoff in Helium umwandelt. Dazu gibt es verschiedene Möglichkeiten. Eine besteht darin, eine seltene Art von Wasserstoff (genannt Deuterium) mit einer noch selteneren Art von Helium (Helium-3) zu kombinieren. Das Ergebnis ist die konventionellere Form von Helium (Helium-4), Protonen und jede Menge Energie.
Wir können Deuterium aus Meerwasser extrahieren, aber Helium-3 ist auf der Erde so selten, dass es derzeit für 1,4 Millionen Dollar pro Kilogramm verkauft wird. Einige Teile des Mondes, wie das Meer der Ruhe und der Ozean der Stürme, haben Helium-3-Konzentrationen von 20 Teilen pro Milliarde im Oberflächenmaterial. Ohne Magnetfeld oder Atmosphäre zum Schutz wird die Mondoberfläche vom Sonnenwind bombardiert, der dort Helium-3 ablagert.
Obwohl die Wirtschaftlichkeit von Angebot und Nachfrage bedeutet, dass die Rückführung von Helium-3 vom Mond den Preis erheblich senken würde, gibt es auf dem Mond auf dem derzeitigen Niveau Helium-3 im Wert von etwa 1,5 Billiarden US-Dollar.
Wasser
Wenn es eine Sache gibt, die die Erde im Überfluss hat, dann ist es Wasser. Hier gibt es über eine Milliarde Kubikkilometer des Zeugs. Wasser ist aber auch sehr schwer – ein Kubikmeter davon wiegt eine Tonne. Es würde mehr als 1 Million Dollar kosten, das in eine niedrige Erdumlaufbahn zu bringen, geschweige denn zum Mond. Jedes Wasser, das bereits im Weltraum ist, ist daher Gold wert. Dies gilt insbesondere angesichts der Vielseitigkeit von Wasser. Wir brauchen es nicht nur, damit Astronauten es trinken und reinigen können, sondern auch das, was sich im Wasser befindet, ist besonders wertvoll.
Ein Wassermolekül ist bekanntlich H2 O – zwei Wasserstoffatome, die an ein Sauerstoffatom gebunden sind. Als Raketentreibstoff werden sowohl flüssiger Sauerstoff als auch flüssiger Wasserstoff verwendet. Diese beiden Elemente können durch Elektrolyse aus dem Wasser isoliert werden, ein Prozess, bei dem ein elektrischer Strom durch das Wasser geleitet wird. Astronauten an Bord der Internationalen Raumstation verlassen sich bereits darauf für ihre Sauerstoffversorgung.
Die NASA beabsichtigt, ihren Volatiles Investigating Polar Exploration Rover, kurz VIPER, Ende 2023 auf dem Südpol des Mondes zu landen, „um einen genauen Blick auf die Lage und Konzentration von Wassereis zu erhalten, das schließlich geerntet werden könnte, um die menschliche Erforschung des Mondes zu unterstützen Mond, Mars – und darüber hinaus.“
Wasser ist so wertvoll, dass der Mond zur Tankstelle des Sonnensystems werden könnte. Wesentlich attraktiver ist es, Wasser von der Mondoberfläche zu bekommen – wo die Schwerkraft nur ein Sechstel der Erde beträgt. Eine Studie aus dem Jahr 2019 berechnete, dass „das auf dem Mond produzierte Wasser einen aktuellen Wert von 10 Millionen Dollar pro Tonne hat, wobei dieser Wert auf den aktuellen Kosten für die Bereitstellung von der Erde basiert“. Die NASA schätzt, dass es auf dem Mond 600 Millionen Tonnen Wassereis geben könnte.
Wem werden die Ressourcen des Mondes gehören?
Es gibt Leute, die versuchen, Ihnen einen Morgen des Mondes zu verkaufen. Es gehört angeblich Ihnen für einen Schnäppchenpreis von 25 US-Dollar. Ein Unternehmen hat damit Millionen verdient, aber bekommen Sie wirklich Ihr eigenes kleines Stück Mondgrundstück?
Der Besitz des Mondes ist eine rechtliche Grauzone. „Der wichtigste rechtliche Rahmen hier ist der Weltraumvertrag der Vereinten Nationen von 1967“, sagt Crawford. „Es hat deutlich gemacht, dass kein Nationalstaat Anspruch auf den Mond erheben kann.“ Über 100 Länder haben den Vertrag unterzeichnet, darunter alle großen Raumfahrtnationen. Darin heißt es ausdrücklich:
- Der Weltraum soll allen Ländern zur Erforschung und Nutzung freistehen
- Der Weltraum unterliegt nicht der nationalen Aneignung oder dem Besitz
Der Vertrag wurde auf dem Höhepunkt des Kalten Krieges entworfen, um zu verhindern, dass der Weltraum zu einem weiteren Kriegsschauplatz wird, auch als Ort, von dem aus Atomwaffen abgefeuert werden können. Es hatte jedoch einige interessante Konsequenzen.
Beispielsweise besitzen die USA Apollo-Artefakte wie Lander, Experimente und Flaggen, die auf dem Mond zurückgelassen wurden. Aber es besitzt nicht das Land, auf dem die historischen ersten Fußabdrücke noch stehen. Es war die Rede davon, das Gebiet in einen US-Nationalpark umzuwandeln, aber das würde den Vertrag verletzen. Kein Teil des Mondes kann explizit amerikanisch sein. Wie wir unsere Weltraumgeschichte bewahren, ist jedoch eine anhaltende Debatte.
Angesichts seines Ziels, einen Weltraumkrieg abzuwenden, erwähnt der Vertrag nur Nationalstaaten. Es versäumt, die Situation für private Unternehmen zu buchstabieren. Einige sahen das als grünes Licht, um den Besitz des Mondes zu beanspruchen und mit dem Verkauf von Hektar zu beginnen. „Die Rechtslage ist etwas unklar“, sagt Crawford.
Das Gleiche gilt für jedes Unternehmen, das versucht, mit den Ressourcen des Mondes Profit zu machen. Im Jahr 2015 verabschiedeten die USA den Commercial Space Launch Competitiveness Act, der das Space Mining legalisierte. Andere Länder haben ähnliche Gesetze eingeführt. „Dagegen gab es einige lautstarke Einwände“, sagt Crawford. „Das Völkerrecht muss aktualisiert werden.“
Es gab bereits Versuche, die Situation zu klären. 1979 wurde der Mondvertrag vorgeschlagen. Es hätte klarere Regeln bezüglich der Ressourcen des Mondes aufgestellt, aber keine große Raumfahrtnation hat es unterzeichnet.
In den letzten Jahren haben diejenigen, die sich um die Zukunft des Mondes sorgen, die Erklärung der Rechte des Mondes verfasst. Klausel 2a besagt, dass der Mond „das Recht hat, zu existieren, fortzubestehen und seine Lebenszyklen unverändert, unversehrt und unverschmutzt durch Menschen fortzusetzen“. Obwohl es wiederum nicht ratifiziert ist.
Letztlich sieht Crawford die Situation ähnlich wie beim Fischen in internationalen Gewässern. Außerhalb der Hoheitsgewässer gehört niemandem das Meer, aber wenn Sie in ein Boot investieren und ein paar Fische sammeln, dann haben Sie nach internationalem Recht Anspruch auf diese Fische. „Ihre Eigentumsrechte leiten sich aus der Tatsache ab, dass Sie Ihre Arbeit und Ihr Kapital einsetzen, um aus einer gemeinsamen Ressource zu extrahieren“, sagt Crawford. Ebenso „wenn ein kommerzieller Betreiber Mondmaterialien abbauen würde … dann wäre er berechtigt, diese Materialien zu verkaufen oder damit zu handeln.“
Dr. Evie Kendal von der Swinburne University of Technology in Australien sagt, es sei eine Idee, die Tausende von Jahren zurückreicht, und verweist auf das römische Konzept der res communis , wo es kein Eigentumsrecht an einem Gemeinschaftsgut gibt, aber das Recht, es zu nutzen und frei darauf zuzugreifen.
Kendal weist auch auf ein potenzielles rechtliches Minenfeld hin, wenn Menschen am Bergbauprozess beteiligt sind. „Bedenken hinsichtlich der Arbeitnehmerrechte in einer zukünftigen Bergbaukolonie auf dem Mond konzentrieren sich auf die Tatsache, dass Wohnquartiere und Bergbauanlagen wahrscheinlich geografisch und finanziell miteinander verbunden sind. Mit anderen Worten, die Arbeitgeber werden buchstäblich die Luft kontrollieren, die ihre Arbeitnehmer atmen“, sagt sie. „Dies eröffnet das Potenzial für eine erhebliche Ausbeutung von Arbeitnehmern, insbesondere wenn man bedenkt, dass die Regulierungsbehörden möglicherweise sehr weit entfernt sind, was die potenzielle Aufsicht einschränkt.“
Eine Lösung wäre, die Arbeitsgesetze zu stärken, um die Situation abzudecken. Laut Kendal könnte dies „eine garantierte Rückreise zur Erde beinhalten, falls ein Mitarbeiter nicht mehr in der Einrichtung beschäftigt sein möchte.“
Zeitachse unserer Rückkehr zum Mond
Ein Überblick über zukünftige Missionen zum Mond, sowohl real (kurzfristig) als auch imaginär (langfristig).
Mai 2022
Die NASA wird das Cislunar Autonomous Positioning System Technology Operations and Navigation Experiment (CAPSTONE) starten. Es handelt sich um eine Technologie-Demonstrationsmission, um die Stabilität der beabsichtigten Umlaufbahn von Gateway zu testen und zu verifizieren.
Juli 2022
Roscosmos, die russische Weltraumbehörde, schickt ihre Landefähre Luna 25 zum Mond. Es wird in der Nähe des Mondsüdpols am Boguslawsky-Krater landen.
August 2022
Südkorea wird seinen Pathfinder Lunar Orbiter zur Vermessung und Kartierung von Mondressourcen, einschließlich Eis und Helium-3, einsetzen.
Oktober 2022
Das private japanische Raumfahrtunternehmen ispace wird einen Mondlander namens Hakuto-R Mission 1 zum Mond schicken. Es wird auch einen Mondrover für die Vereinigten Arabischen Emirate transportieren.
Ende 2022
Die Bemühungen zur Kommerzialisierung des Mondes werden mit der Einführung der Intuitive Machines 1 und 2 (IM-1 und IM-2) intensiviert. Diese Lander wurden in Zusammenarbeit mit der NASA entwickelt und sollen kommerzielle Nutzlasten auf die Mondoberfläche bringen.
2023
Die ersten Mondtouristen werden dank der tiefen Taschen des japanischen Milliardärs Yusaku Maezawa um den Mond herumfliegen und an Bord eines SpaceX-Raumschiffs zur Erde zurückkehren.
Vor März 2023
Die japanische Weltraumbehörde (JAXA) wird ihre allererste Mondoberflächenmission namens Smart Lander for Investigating the Moon (SLIM) durchführen.
November 2023
Der Volatiles Investigating Polar Exploration Rover (VIPER) der NASA wird mit der Suche nach Wassereis um den Südpol des Mondes beginnen.
Mitte bis Ende 2023
Als Demonstration der zunehmenden öffentlich-privaten Zusammenarbeit werden Blue Ghost von Firefly Aerospace und XL-1-Lander von Masten Space Systems sowohl von der NASA gesponserte Experimente als auch kommerzielle Nutzlasten zum Mond befördern.
Ende 2023
Die Australia Lunar Exploration Mission wird Nanosatelliten entsenden, um das Artemis-Programm der NASA zu unterstützen. Die Niederländer werden auch Laika schicken, um die Strahlung am Südpol des Mondes vor zukünftigen menschlichen Stützpunkten dort zu messen.
2024
Chang’e 7 wird die Chinesen am Südpol des Mondes landen sehen und sowohl einen Rover als auch eine fliegende Sonde aussenden, um nach Mondressourcen zu suchen. Sie werden mit dem russischen Orbiter Luna 26 zusammenarbeiten, der zu einem ähnlichen Zeitpunkt dort sein wird. Chang’e 6 könnte Proben von der Mondoberfläche zurücksenden.
2024
ispace wird sowohl einen Lander als auch einen Rover zum Mond schicken. Das Raumfahrtunternehmen Blue Origin von Jeff Bezos plant, auf dem Mond zu landen, und die NASA wird damit beginnen, Schlüsselelemente für den Bau von Gateway in die Mondumlaufbahn zu schicken.
2026
Die NASA wird zum ersten Mal seit 1972 Menschen zum Mond zurückbringen, einschließlich der ersten Astronautin und der Astronautin einer ethnischen Minderheit.
2027
Chinas Chang’e 8 könnte erforschen, wie Mondressourcen am Südpol des Mondes durch 3D-Druck in nutzbare Materialien umgewandelt werden können.
2030
Gateway, das wie eine Version der Internationalen Raumstation im Mondorbit aussieht, wird endlich fertig sein. Astronauten werden anfangen, Monate auf dem Mond zu leben.
2035?
Astronauten beginnen, für längere Zeit in der Nähe des Südpols des Mondes auf der Mondoberfläche zu leben, so wie wir es derzeit mit Forschungsstationen in der Antarktis tun. Es wird größtenteils durch zahlende Mondtouristen finanziert.
2040?
Eine florierende Mondindustrie wird dazu führen, dass Menschen auf den Mond umziehen, um im Bergbausektor zu arbeiten. Helium-3 wird zur Erde zurückgeführt, um die neuesten Fusionsreaktoren zu versorgen, die den Planeten mit Energie versorgen.
2050?
Mit dem Beginn des Klimawandels, der die Erde wirklich zu belasten beginnt, wird mehr von unserer Schwerindustrie auf die Mondoberfläche verlagert und der Mond wird zu einer Startrampe für regelmäßige Reisen mit Besatzung zum Mars.
- Dieser Artikel erschien zuerst in Ausgabe 376 des BBC Science Focus Magazine – Hier erfahren Sie, wie Sie sich anmelden können
Lesen Sie mehr über Weltraumforschung:
- James Webb Space Telescope:Alles, was Sie über den Hubble-Nachfolger wissen müssen
- Projekt Galileo:Die Suche nach außerirdischer Technologie, die sich in unserem Sonnensystem versteckt
- Axiom-1:Alles, was Sie über die erste private Mission zur ISS wissen müssen
- JUICE:Welche Geheimnisse liegen unter der eisigen Oberfläche der Jupitermonde?