Wenn der Mensch in den nächsten Jahren «zurück zum Mond» kehrt, werden Schwertransporte auf dem Trabanten aufgrund der geringeren Gravitation leichter fallen, als auf der Erde. Eher schon dürfte der Staub ein Problem darstellen. Ein Laser könnte Strassen im 3D-Druckverfahren und den Regolith passend sintern.
Ein ESA-Projekt namens PAVER – Paving the Road for Large Area Sintering of Regolith – hat die Machbarkeit des Mondstrassenbaus unter der Leitung des deutschen BAM-Instituts für Materialforschung und -prüfung mit der Universität Aalen in Deutschland geprüft. Mit dabei auch eine Liquifer Systems Group in Österreich, die deutsche TU Clausthal und das DLR-Institut für Materialphysik im Weltraum.
Das PAVER-Konsortium nutzte einen 12-Kilowatt-Kohlendioxidlaser, um simulierten Mondstaub zu einer glasigen festen Oberfläche zu schmelzen und so gepflasterte Oberflächen auf der Mondoberfläche zu konstruieren. Der Laser dient als Lichtquelle für die Experimente und ersetzt das Mondsonnenlicht, das mithilfe einer Fresnel-Linse mit einem Durchmesser von einigen Metern konzentriert werden könnte, um eine entsprechende Schmelze auf der Mondoberfläche zu erzeugen.
Bei Tests an der BAM erreichte das Team eine Punktgrösse von 5–10 cm. Durch Versuch und Irrtum entwickelten sie eine Strategie, bei der sie einen Laserstrahl mit einem Durchmesser von 4,5 cm verwendeten, um dreieckige geometrische Formen mit hohlem Mittelpunkt und einer Grösse von etwa 2,5 m zu erzeugen. Diese könnten ineinandergreifen, um auf grossen Flächen des Mondbodens feste Oberflächen zu schaffen, die als Strassen oder Landeplätze dienen könnten.
Über das Projekt wurde nun – einhergehend mit der Vermutung, dass Astronauten auf dem Mond wahrscheinlich mehr fahren als laufen werden – in der Wissenschafts-Publikation «Nature Scientific Reports» berichtet.
Mondstaub ist ultrafein, abrasiv und anhaftend. In der Apollo-Ära verstopfte Staub die Ausrüstung und erodierte Raumanzüge. Als der Mondrover von Apollo 17 seinerzeit seinen hinteren Kotflügel verlor, wurde das Fahrzeug so mit aufgewirbeltem Staub bedeckt, dass es zu überhitzen drohte, bis Astronauten mithilfe recycelter Mondkarten eine improvisierte Lösung fanden. Der sowjetische Rover Lunokod 2 liquidierte sich tatsächlich durch Überhitzung selbst, als sein Kühler immer stärker von Staub bedeckt wurde.
Alle Abb.: ESA.int/NASA
Der Lander Surveyor 3 wurde mit Staub sandgestrahlt, als die Mondlandefähre Apollo 12 in etwa 180 m Entfernung landete. Aktuelle NASA-Modelle deuten darauf hin, dass beim Aufsetzen der Mondlander ihre Triebwerksfahnen Tonnen von Staub ausstossen könnten, der möglicherweise an den Landeroberflächen haften bleibt und die gesamte Umgebung der Landung bedeckt.
Die Idee, Sand zu schmelzen, um Strassen zu bauen, ist nicht ganz so brandneu, wie es in Zeiten additiver Verfahren und beim 3D-Druck scheinen mag: 1933 sollen solche Verfahren schon mal für den Strassenbau auf Mutter Erde in der Diskussion gewesen sein.
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