Wie man Solarzellen aus Mondstaub herstellt…

Die Idee aus Mondstaub Solarzellen zu produzieren, hat die Forschenden seit Jahren fasziniert und inspiriert. Es gab auch Ansätze, diese Idee zu verwirklichen. Denn: Die Herstellung von Solarzellen aus Mondstein könnte für die zukünftige Raumfahrt ein wichtiger Baustein werden. Schließlich kann der fast unbegrenzt vorkommende Mondstaub als Rohstoff für die Herstellung von Solarzellen verwendet werden. Jetzt ist aus der Idee Realität geworden. Das US-Raumfahrtunternehmen Blue Origin hat Solarzellen aus simuliertem Mondstaub produziert.

Regolith bei 1.600 Grad Celsius schmelzen

Wenn die neue Methode etabliert wird, können Menschen sich auf dem Mond künftig mit der vor Ort produzierten Energie versorgen. Die Energie brauchen sie, um einen längeren Aufenthalt auf dem Mond zu ermöglichen. Wenn aber die Ressourcen dafür direkt vor Ort vorhanden sind, ist es viel einfacher, als sie jedes Mal von der Erde mitzubringen.

Das Unternehmen Blue Origin hat herausgefunden, wie die Komponenten für Solarzellen aus Regolith gewonnen werden können. Mondstaub oder „Regolith“ ist ein feiner, grauer Pulverstaub, der zur Hälfte aus Siliziumdioxid besteht. Der Rest ist ein Gemisch von Oxiden von zwölf Metallen, unter anderem Aluminium, Magnesium und Eisen.

Gearbeitet haben die Forschenden aber mit simuliertem Mondstaub, dessen chemische und mineralogische Zusammensetzung dem Mondregolith ähnlich ist. Dabei haben sie den künstlichen Mondstaub bei 1.600 Grad Celsius geschmolzen und durch die entstandene Schmelze elektrischen Strom geleitet. Es kam zu einem Elektrolyseprozess. Dadurch konnten die Forschenden Eisen, Aluminium und nicht zuletzt Silizium gewinnen – was für die Herstellung der Solarmodule wichtig ist.

Auch andere Komponente für Solarzellen sind vorhanden

Eisen und Aluminium kann man auch für andere Komponenten der Solaranlagen verwenden – oder auch für andere Bauteile, die, falls auf dem Mond eine Station entsteht, für die Bauarbeiten mit Sicherheit verwendet werden können.

Bei dem Elektrolyseprozess konnte man auch Glas gewonnen werden. Die entsprechende Schutzschicht für die Solarzellen könnte aus dem gewonnenen Glas hergestellt werden.

Gleiche Ansätze für die Herstellung vor fast 20 Jahren

Interessant ist, dass diese Idee gar nicht so neu ist. Noch 2005 haben Medien von Alex Freundlich und seinen Kollegen von der Universität von Houston in Texas berichtet. Schon damals haben die Forschenden behauptet, dass dieses Gemisch (also Mondstaub) alle Elemente für ein Solarsegel enthält. Dabei haben sie sich vorgestellt, dass Roboterautos über die Mondoberfläche fahren und Regolith zum Schmelzen bringen. Und nicht nur das: Das Forscherteam hat sogar in einer Vakuumkammer den Prozess simuliert und damit gezeigt, dass die Idee nicht nur in der Theorie, sondern auch in der Praxis gut funktionieren kann.

Stationen auf dem Mond – bald Realität?

Viele Staaten haben vor, eine Mondstation bzw. eine „Moon Village“ auf dem Erdtrabanten zu errichten. Beispiel: Bereits im vergangenen Jahr haben einige Medien von der Idee der aufblasbaren Mondstationen berichtet, die in der Nähe des Nord- und Südpols des Mondes entstehen könnten. Die ESA veröffentlichte sogar entsprechende Entwürfe.

„Der Mond wird sich zu einem neuen Wirtschaftsraum entwickeln, der im nächsten Jahrzehnt voll zur Blüte gelangen kann. Wir stehen erst am Beginn, dieses Mal den Mond nachhaltig für unsere Projekte zu nutzen. Als Columbus nach Amerika kam, wusste er zunächst auch nicht, was das alles heißt“, sagte Josef Aschbacher, Generaldirektor der Esa in einem dpa-Interview.

Mondkolonie: Vielzahl von Ressourcen erforderlich

Ja, eine Mondkolonie oder eine Ansiedlung erfordert eine Vielzahl von Ressourcen und Technologien, um auf der Mondoberfläche leben und arbeiten zu können. Und eine Grundvoraussetzung dafür ist natürlich – Energie.

Dazu muss eine Mondkolonie auch in der Lage sein, genügend saubere Luft, Wasser und Nahrung für die Bewohner bereitzustellen. Dies sind u.a. Systeme zur Erzeugung von Sauerstoff, Wasseraufbereitungssysteme und Nahrungsmittelproduktionseinrichtungen. Eine Energieversorgung soll gewährleistet werden. Und das – mit möglichst wenig Versorgungsflügen.

Von daher scheint die Idee der Herstellung der Solarzellen direkt auf dem Mond sehr attraktiv zu sein. Funktioniert sie, kann man Solarenergie durch Solarpaneele erzeugen. Schließlich wird der Mond ständig von der Sonne bestrahlt.