Dass es funktionieren kann, wissen wir seit einiger Zeit. Jetzt optimieren Britische Ingenieure einen Prozess, mit dem Sauerstoff aus Mondstaub extrahiert wird. Dabei bleibt Metallpulver zurück, das als Baumaterial für eine Mondbasis per 3D gedruckt werden kann. Das entlastet die Logistik und spart wertvolle Zentner an der Startrampe ein.

Dies könnte ein früher Schritt zur Errichtung einer ausserirdischen Sauerstoffextraktionsanlage sein. Es würde dazu beitragen, die Erforschung und Erhaltung des Lebens auf dem Mond zu ermöglichen und gleichzeitig die enormen Kosten für den Versand von Materialien von der Erde zu vermeiden.Der erzeugte Sauerstoff würde hauptsächlich zur Herstellung von Raketentreibstoff verwendet, könnte aber auch Baustoff für Mond-Siedler liefern.

Das Projekt ist Teil der Vorbereitungen der ESA zum Aufbau einer dauerhaften und nachhaltigen Mondpräsenz. Astronauten werden auf dem Erdtrabanten leben und arbeiten, wo sie helfen werden, Technologien zu entwickeln und zu testen, die für Missionen weiter im Weltraum benötigt werden. Der Mondregolith, die dünne Schicht aus staubigem Gestein, die den Mond bedeckt, unterscheidet sich nicht so sehr von den Mineralien auf der Erde. Sie enthält etwa 45 Gewichtsanteile Sauerstoff, der an Metalle wie Eisen und Titan gebunden ist, so dass er nicht unmittelbar verfügbar ist.

Das britische Unternehmen Metalysis hat bereits ein Mineralgewinnungsverfahren entwickelt, mit dem die Industrie auf der Erde Metalle für die Herstellung herstellt. Anfang dieses Jahres wurde gezeigt, dass es mit simuliertem Mondregolith gut funktioniert.

 

Der elektrochemische Prozess findet in einer speziell dafür vorgesehenen Kammer statt. Die für die Forschung verwendeten haben etwa die Grösse einer Waschmaschine. Sauerstoffhaltiges Material wird in eine Salzschmelze getaucht und auf 950 ° C erhitzt. Dann wird ein Strom durch ihn geleitet, der den zu extrahierenden Sauerstoff auslöst und über das flüssige Salz wandert, um sich an einer Elektrode zu sammeln, wobei eine Mischung von Metallpulvern zurückbleibt.

Im Rahmen des aktuellen Projekts optimieren die Metalysis-Ingenieure die Technik unter Berücksichtigung der Mondanwendung. Der grosse Unterschied besteht darin, dass auf der Erde der erzeugte Sauerstoff nicht benötigt wird, aber im Weltraum das wichtigste Produkt des Prozesses sein wird. Dies bedeutet, dass es so konstruiert werden muss, dass so viel Gas wie möglich erzeugt wird.

Ingenieure basteln an dem Prozess, indem sie den elektrischen Strom und die Reagenzien anpassen, um die Sauerstoffmenge zu erhöhen, während sie versuchen, die zur Herstellung erforderliche Temperatur zu senken. Dies wird dazu beitragen, den Energiebedarf zu senken, der auf dem Mond bereits sehr hoch ist.

Sie werden auch daran arbeiten, die Grösse der Kammer, in der der Prozess stattfindet, zu reduzieren, damit sie effizient zum Mond transportiert werden kann. Parallel dazu haben ESA und Metalysis Innovatoren aufgefordert, ein In-Process-Überwachungssystem zu entwickeln, mit dem die Sauerstoffproduktion in zukünftigen Mondextraktionsanlagen verfolgt werden kann.

«Vor einigen Jahren haben wir erkannt, dass das scheinbar unwichtige Nebenprodukt unseres terrestrischen Mineralgewinnungsprozesses weitreichende Anwendungen in der Weltraumforschung haben kann», sagt Ian Mellor, Geschäftsführer bei Metalysis. «Wir freuen uns darauf, mit der ESA und unseren Industriepartnern weiter zu erforschen, wie wir unsere irdische Technologie weltraumtauglich machen können.»

Fotos: ESA / Metalsys

«Dieses aufregende Projekt ist Teil der umfassenderen Strategie der ESA für Weltraumressourcen, mit deren Hilfe wir zeigen können, wie bereits auf dem Mond vorhandenes Material nachhaltig genutzt werden kann, um langfristige Weltraumbemühungen zu unterstützen», sagt Advenit Makaya, der ESA-Materialingenieur, der das Projekt überwacht .

«Das Projekt wird uns helfen, mehr über den Prozess der Metallyse zu erfahren, und kann sogar ein Sprungbrett für die Errichtung einer automatisierten Pilot-Sauerstoffanlage auf dem Mond sein - mit dem zusätzlichen Bonus von Metalllegierungen, die von 3D-Druckern zur Herstellung von Baumaterialien verwendet werden könnten.»

«Wenn wir in Zukunft viel im Weltraum reisen und Stützpunkte auf dem Mond und dem Mars errichten wollen, müssen wir die Dinge herstellen oder finden, die zur Unterstützung des Lebens erforderlich sind - Nahrung, Wasser und atmungsaktive Luft», sagt Sue Horne. Leiter der Weltraumforschung bei der UK Space Agency.

«Die Beteiligung von Metalysis an einem Programm, das genau darauf abzielt, Sauerstoff auf Mondbasis zu produzieren, wird die Weltraum-Referenzen Grossbritanniens auf der Weltbühne demonstrieren und dazu beitragen, Durchbrüche zu erzielen, die die zukünftige Weltraumforschung einen Schritt näher bringen.»

 

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