Erfolgreiche Extraktion von Wasser und Sauerstoff aus Staub mithilfe von Sonnenlicht

(Dan Tri) – Chinesischen Wissenschaftlern ist es gelungen, ausschließlich mithilfe von Sonnenlicht Wasser, Sauerstoff und Methan aus Mondstaub zu extrahieren und so den Weg für eine Ressourcenautarkie bei Weltraummissionen zu ebnen.

Dies ist ein revolutionärer Fortschritt im Bemühen, Lebensräume außerhalb der Erde zu schaffen.

Die Entdeckung eröffnet nicht nur neue technologische Möglichkeiten, sondern verspricht auch den Aufbau einer internen Lieferkette auf dem Mond, wo die Kosten für den Transport einer Gallone Wasser bis zu 83.000 Dollar betragen können.

Die Forschung wurde von einem Wissenschaftlerteam der Chinesischen Universität Hongkong (China) durchgeführt und konzentrierte sich auf die Entwicklung eines einstufigen Integrationsprozesses.

Dementsprechend wird Regolith nicht nur zur Wassergewinnung verwendet, sondern fungiert auch als Katalysator für chemische Reaktionen mit Kohlendioxid (CO₂) zur Bildung von Sauerstoff und Methan (CH₄).

Von der Sonde Chang'e 5 gesammelte Mondbodenproben (Foto: VCG).

Der Prozess funktioniert durch die Konzentration von Sonnenlicht, um Mondstaub auf 200 °C zu erhitzen. Dadurch wird in Mineralien wie Ilmenit gebundenes Wasser freigesetzt. Wird der Mischung anschließend CO₂ hinzugefügt, wirkt das Ilmenit als photothermischer Katalysator. Das Wasser reagiert mit dem CO₂ zu Sauerstoff und Methan.

Insbesondere wird Methan als idealerer potenzieller Treibstoff für Weltraummissionen angesehen als Wasserstoff, da es einen stabilen flüssigen Zustand beibehalten kann, was Lagerung und Betrieb erleichtert.

Organisationen wie die NASA und private Unternehmen wie Landspace (China) haben erfolgreich Motoren getestet, die mit flüssigem Methan betrieben werden. Die Erzeugung von Methan auf dem Mond könnte die Kosten für die Versorgung von der Erde aus deutlich senken.

Ein weiterer großer Vorteil dieser Methode ist ihre Lokalität. Anstatt den Katalysator von der Erde transportieren zu müssen, wird für den Prozess Mondboden selbst verwendet. Dies reduziert die Transportkosten und minimiert den technischen Aufwand.

Angesichts von Missionen wie der Artemis III der NASA, die bis 2027 Menschen zum Mond zurückbringen sollen, ist jetzt der beste Zeitpunkt, diese bahnbrechenden Technologien im Feld zu testen.

Herausforderungen bei Operationen auf dem Mond

Illustration einer hypothetischen Basis auf dem Mond (Foto: ESA).

Trotz des Potenzials bleiben Experten vorsichtig. Der Planetenphysiker Philip Metzger von der University of Central Florida weist darauf hin, dass Mondregolith stark isolierend ist. Dies könnte es schwierig machen, ihn gleichmäßig zu erhitzen – ein entscheidender Faktor für die Gewinnung von ausreichend Wasser in kurzer Zeit.

Ein weiteres Problem liegt in der Kohlendioxidquelle. Obwohl CO₂ aus der Atemluft der Astronauten entsteht, beträgt die produzierte Menge nur etwa ein Zehntel der für eine Reaktion benötigten Menge. Daher ist ein effizientes CO₂-Abscheidungs- und Recyclingsystem erforderlich. Alternativ muss CO₂ von der Erde abtransportiert werden, was dem Ziel der „lokalen Ressourcenautarkie“ zuwiderläuft.

Metzger stellte auch die katalytische Leistung des Mondregoliths in Frage. Er schlug die Verwendung eines industriellen Katalysators wie Ni/Kieselgur vor, der effizienter, wiederverwendbar und in einem Durchgang transportierbar sei.

Auf lange Sicht ist dies möglicherweise eine wirtschaftlichere Option als die Verwendung von Tonnen von Regolith mit geringer Ergiebigkeit.

Quelle: https://dantri.com.vn/khoa-hoc/thanh-cong-chiet-xuat-nuoc-va-oxy-tu-bui-dat-bang-anh-sang-mat-troi-20250718100634950.htm