Die NASA hat einen Plan, den Mond mit Energie zu versorgen
05/06/23 16:10
Trotz der Vorfreude auf das kommende Zeitalter der kommerziellen Raumfahrt wird die NASA und andere Regierungsbehörden nach wie vor eine bedeutende Rolle in den Anfangsphasen der Infrastrukturentwicklung spielen, bevor kommerzielle Akteure tätig werden können. Diese Rolle wird hauptsächlich darin bestehen, der erste und möglicherweise einzige Kunde für eine Vielzahl von Unternehmen zu sein, die hoffen, von der Nutzung von Weltraumressourcen zu profitieren.
Weltweit erkennen Regierungen zunehmend die Schlüsselrolle, die sie in einem möglichen neuen industriellen Zeitalter im Weltraum spielen werden. Das Repräsentantenhaus der Vereinigten Staaten hat bereits Maßnahmen ergriffen, um diese Verantwortung zu übernehmen, indem es der NASA einen Zeitraum von sechs Monaten eingeräumt hat, um einen Plan zur Entwicklung einer Energieinfrastruktur auf dem Mond zu erstellen. Bei einer Veranstaltung namens Space Power Workshop, die Ende April in Kalifornien stattfand, präsentierte Dr. John H Scott, der Haupttechnologe für Energie und Energiespeicherung bei der NASA, einen vorläufigen Plan zur Entwicklung dieser Infrastruktur.
Die Herausforderungen der Energieversorgung auf dem Mond sind bereits ausführlich dokumentiert worden. Das unbeständige Sonnenlicht und die begrenzte Leistungsfähigkeit von Batterien bei extremen Temperaturen stellen Hindernisse dar. Insbesondere am Südpol des Mondes, der voraussichtlich als erster Landeplatz für das Artemis-Programm der NASA dienen wird, sind herkömmliche erneuerbare Energiequellen nicht ausreichend rentabel. Dennoch wird für die Nutzung von Ressourcen vor Ort, wie beispielsweise für die Herstellung von Raketenkraftstoff und den Betrieb eines Basislagers, erhebliche Energie benötigt.
Der Fokus des Repräsentantenhauses richtet sich nicht nur auf die vorläufigen Artemis-Missionen, sondern auch auf die langfristige industrielle Präsenz auf dem Mond. Dr. Scott teilt diese Vision in drei Phasen ein: die Artemis-Basislager-Phase, die ?-Phase, in der die NASA ein Hauptkunde für kommerziell verfügbare Stromdienste ist, und die ?-Phase, in der die NASA einer von vielen anderen (vermutlich kommerziellen) Kunden ist, die bestehende Stromdienste nutzen.
In einer anschaulichen Grafik verdeutlicht Dr. Scott die technologischen Anforderungen für jede Phase und identifiziert, welche Lasten von den jeweiligen Technologien unterstützt werden könnten. Die Technologien reichen von Brennstoffzellen bis hin zu Heliostaten und könnten sowohl mobile Rover als auch vollwertige Labore mit Energie versorgen.
Mit der Ausweitung der industriellen Präsenz auf dem Mond in die ?-Phase werden die Technologien komplexer. Hier könnten Komponenten des Stromsystems wie ISRU-Silizium-Photovoltaik eine Rolle spielen, und die Energieversorgung langfristiger Oberflächenhabitate wäre von Bedeutung. Dr. Scott weist auch auf technologische Lücken hin und nennt "künftige prioritäre Entwicklungen", darunter strahlungsresistente Leistungselektronikschaltungen. Diese sind von entscheidender Bedeutung, da der Mond nicht über ein schützendes magnetisches Feld wie die Erde verfügt und Elektronik vor solaren Partikeln abschirmt.
Die NASA unterstützt bereits Optionen zur Strahlenhärtung, wie die Entwicklung von Halbleitern aus exotischen Materialien. Das Repräsentantenhaus hat ebenfalls erkannt, dass diese Technologien entscheidend sind und finanzielle Unterstützung in Höhe von 40 Millionen US-Dollar zur Entwicklung und Demonstration dieser Technologien bis 2026 bereitgestellt.
In der Zukunft könnten erfolgreiche Bemühungen dazu führen, dass der Mond dauerhaft besiedelt wird und seine karge Oberfläche in eine neue Heimat verwandelt wird, ähnlich wie in Kim Stanley Robinsons Mars-Trilogie. Dies zeigt, wie die NASA und Regierungsbehörden eine Schlüsselrolle bei der Entwicklung und Unterstützung bahnbrechender Technologien spielen, die das Potenzial haben, die Raumfahrtindustrie und unsere Vorstellung vom Leben im Weltraum zu transformieren.
