Haus auf dem Mond: Mit 3D-Druck könnte es funktionieren

Schon lange träumen Menschen davon, den Mond bewohnbar zu machen. Was dazu unter anderem noch fehlt: Häuser. Nun scheint man diesem Traum einen Schritt nähergekommen. Die NASA hat das texanische Startup Icon damit beauftragt, Häuser und Straßen per 3D-Druck auf dem Mond zu errichten. Icon hat die ersten 3D-gedruckten Häuser der USA gebaut und auch bereits ein 3D-Haus für den Einsatz auf dem Mars errichtet. Nun soll das Unternehmen erforschen, wie man aus Mondgestein Häuser drucken kann.

Artemis als Startschuss für neue Mondmissionen

Gerade hat die NASA das Mondprogramm Artemis gestartet, an deren Ende wieder Menschen auf dem Mond gelangen sollen. Künftig soll es dort womöglich längere Aufenthalte geben, die über Monate oder gar Jahre andauern. Dafür braucht es eine entsprechende Infrastruktur mit Straßen und Häusern. Die Materialien, die dafür benötigt werden, lassen sich unmöglich mit Raumtransportern dorthin bringen, man muss mit dem vorliebnehmen, was vor Ort bereits vorhanden ist.

„Um andere Welten zu erforschen, brauchen wir innovative neue Technologien, die an diese Umgebungen und unsere Erkundungsbedürfnisse angepasst sind“, sagt Niki Werkheiser, Direktor für Technologiereifung im Space Technology Mission Directorate (STMD) der NASA. „Indem wir diese Entwicklung gemeinsam mit unseren kommerziellen Partnern vorantreiben, schaffen wir die Fähigkeiten, die wir für künftige Missionen benötigen.“

Die Mondoberfläche ist mit feinem bis grobem Staub bedeckt, dem Regolith. Das Material ist wirklich überall, deswegen sind Experimente sinnvoll, wie man daraus Häuser bauen kann. Das Problem: Wir haben zu wenig von dem Regolith hier auf der Erde, um damit schon einmal testweise 3D-Häuser zu drucken. Die NASA stellt Icon jedoch einige während der Apollo-Mission gesammelte Gesteinsproben zur Verfügung, damit kann das Startup erste Versuche unternehmen.

Wie lässt sich der Hausbau simulieren?

Um Häuser aus Mondstaub herstellen zu können, müssen wir wissen, wie sich dieser verhält. Die europäische Weltraumorganisation ESA hatte bereits vor einigen Jahren eine Möglichkeit in Betracht gezogen, wie sich Mondstaub „simulieren“ lässt. Mondstaub ähnelt der pudrigen Erdschicht, die vor langer Zeit durch Vulkanausbrüche entstanden. So auch zum Beispiel vor 45 Millionen Jahren in der Gegend um Köln. Forschende haben herausgefunden, dass die Vulkanasche dem Mondstaub sehr ähnlich ist. Es gibt zudem so viel von dieser Asche, dass man sie leicht ansammeln und für Experiment nutzen kann. Im Auftrag der ESA prüft derzeit eine deutsche Firma mit künstlichem Mondstaub, ob sich das Material zum Hausbau auf dem Mond eignet.

Ein Problem gibt es trotz Experimente noch: Auf dem Mond ist der Mondstaub ständig der Strahlung der Sonne ausgesetzt, dadurch elektrisch aufgeladen und in seinen Eigenschaften verändert. Diese Prozesse lassen sich auf der Erde nicht simulieren. Noch ist auch noch nicht geklärt, ob Hard- und Software auf dem Mond so funktionieren wie auf der Erde. Der 3D-Drucker soll daher durch einen Simulationsflug getestet werden, bei dem die Mondanziehung simuliert wird.

Die Technik muss besonders leicht sein

Da ein Raumtransporter nur begrenzte Kapazitäten hat, muss der 3D-Drucker besonders leicht sein. Daran wird ICON noch arbeiten müssen, deren Geschäftsführer ist dennoch begeistert: „Das Ergebnis dieses Auftrags wird der erste Bau der Menschheit auf einer anderen Welt sein, und das wird eine ziemlich besondere Errungenschaft sein.“

Der Vertrag zwischen NASA und ICON ist bis 2028 beziffert und hat einen Wert von 57,2 Millionen Dollar. Schon zuvor haben die beiden Unternehmen erfolgreich zusammengearbeitet. So hat ICON ein 1.700 Quadratmeter großes simuliertes Marshabitat namens Mars Dune Alpha in 3D gedruckt, das während der analogen Mission CHAPEA (Crew Health and Performance Analog) der NASA ab 2023 eingesetzt werden soll.

Woher kommen Atemluft und Wasser?

Um auf dem Mond leben zu können, braucht es nicht nur Häuser, sondern auch Luft und Wasser. Die müssen ebenfalls auf dem Mond erzeugt werden. Nun hat der Mond keine Atmosphäre, allerdings gibt es in den ganz tiefen Kratern Wassereis. Das konnte sich dort bilden, weil dort niemals Sonnenlicht reinkommt. Wenn sich dieses Wassereis bergen lässt, ist das Problem mit dem Trinkwasser gelöst. Das Wasser lässt sich zudem Aufspalten in Sauerstoff und Wasserstoff. Damit ist das Problem mit der Atemluft ebenfalls gelöst. Und mit dem Wasserstoff lassen sich zum Beispiel Brennstoffzellen antreiben.

Wasser befindet sich jedoch nicht nur in den Mondkratern, auch im Mondstaub selbst gibt es winzige Mengen Wasseranteile. Das konnten chinesische Forschende beweisen. Ende 2019 schickte Chinas Raumfahrtbehörde CNSA mit der Change’e 5 Mission eine Bodenprobe vom Mond zur Erde. Anhand dieser Probe konnte nachgewiesen werden, dass auf eine Tonne Regolith 120 Gramm Wasser kommen müssen. Und von Mondstaub gibt es wahrlich genug, die oberste Regolith-Schicht soll bis zu zwölf Meter dick sein. Da bleibt genug davon über, damit ganze Städte zu bauen.