Weltraum
Können Weltraumreis und Mondfahrzeuge das Leben auf dem Mond ermöglichen?
Warum die Rückkehr zum Mond mit großen Rückschlägen konfrontiert ist
Es ist mehr als ein halbes Jahrhundert her, seit die letzten Schritte der Menschheit 1972 auf dem Mond gesetzt wurden.
Paradoxerweise scheinen wir sowohl weniger in der Lage zu sein, zurückzukehren, als auch bereit, in naher Zukunft viel mehr auf dem natürlichen Satelliten der Erde zu tun.
Der Hauptgrund, warum wir nicht zurückkehren können, ist, dass wir immer noch nicht über die Fähigkeit verfügen, Astronauten aktiv zum Mond zu starten, wobei die Artemis-Mission mehrere Rückschläge erlitten hat.
Der erste Rückschlag ist ein vorgeschlagener 25‑%iger Kürzung des NASA‑Budgets.
Der zweite Rückschlag ist die berechtigte Kritik am SLS‑Programm, dessen Verzögerungen und ausufernden Kosten den Zeitplan der Artemis-Missionen stark beeinträchtigt haben (folgen Sie dem Link für einen vollständigen Bericht, der die Details des Artemis‑Programms erklärt).
Der dritte Rückschlag ist die mögliche Streichung dessen, was zuvor ein Schlüsselteil des Artemis‑Programms war: das Lunar Gateway (folgen Sie dem Link für eine ausführliche Erklärung der Ziele und der zahlreichen Komponenten des Lunar Gateway). Obwohl Widerstand gegen diese Budgetkürzungen durch den US‑Senat das Lunar Gateway noch retten könnte.
Dennoch ist nicht alles verloren für die US‑Pläne, zum Mond zurückzukehren. Der SLS‑Träger wird wahrscheinlich irgendwann in der Zukunft durch SpaceX‘ Starship ersetzt werden. Und die NASA arbeitet weiter an anderen Teilen ihrer Mondexplorationspläne, insbesondere an der Auswahl von Instrumenten für das Artemis Lunar Terrain Vehicle. Neue genetisch modifizierte Zwergreisepflanzen könnten ebenfalls entscheidend dafür sein, vor Ort Nahrung für Deep‑Space‑Stationen und zukünftige außerirdische menschliche Kolonien zu produzieren.
Mondinstrumente
Die NASA hat drei Instrumente ausgewählt, die zum Mond reisen sollen, wobei zwei für die Integration in ein LTV (Lunar Terrain Vehicle) geplant sind und eines für eine zukünftige orbitalen Möglichkeit.
Sie werden in diesen frühen Bemühungen entscheidend sein, um die Mondressourcen zu bestimmen und ihre Nutzbarkeit für zukünftige menschliche Siedlungen zu bewerten.
“Durch die Kombination des Besten aus menschlicher und robotischer Erkundung werden die für das LTV ausgewählten wissenschaftlichen Instrumente Entdeckungen ermöglichen, die uns über den erdnächsten Nachbarn informieren und gleichzeitig die Gesundheit und Sicherheit unserer Astronauten und Raumfahrzeuge auf dem Mond verbessern.”
LTV‑Instrumente
Das erste in das LTV zu integrierende Instrument ist das Artemis Infrared Reflectance and Emission Spectrometer, kurz AIRES. Es wird verwendet, um Mondminerale und flüchtige Stoffe zu identifizieren, zu quantifizieren und zu kartieren. Flüchtige Stoffe sind Materialien, die leicht verdampfen, wie Wasser, Ammoniak oder Kohlendioxid, die schwer zu quantifizieren sind und sehr wichtig, um die Nachfrage nach Importen von der Erde zu reduzieren.
Das zweite Instrument wird das Lunar Microwave Active-Passive Spectrometer (L-MAPS) sein. Dieses Werkzeug wird messen, was sich unter der Mondoberfläche befindet, mit besonderem Fokus auf die Suche nach Wasser, indem es sowohl ein Spektrometer als auch ein bodendurchdringendes Radar kombiniert.
Es wird Temperatur, Dichte und unterirdische Strukturen bis zu mehr als 131 Fuß (40 Meter) messen. Wasser ist nicht nur wichtig, um die Astronauten zu versorgen, sondern hat auch viele weitere Anwendungen in einer permanenten außerirdischen Basis:
- Einfache Strahlungsabschirmung, wobei einige Meter Eis oder flüssiges Wasser jeden Lebensraum schützen können.
- Herstellung von Raketentreibstoff aus Wasserstoff + Sauerstoff oder Methanol, falls eine gute Kohlenstoffquelle gefunden wird, für Rückflüge und potenzielle orbitale Industrien.
- Unterstützung von Pflanzen in aeroponischen oder hydroponischen Anbaumethoden, einschließlich der unten diskutierten Reissorten.
Zusammen sollten AIRES und L-MAPS einen deutlich klareren Überblick über die Fähigkeit der Mondoberfläche geben, Leben zu erhalten. Sie werden auch Wissenschaftlern helfen, die Geschichte des Mondes besser zu verstehen und die gewonnenen Ergebnisse auf andere noch nicht kartierte Regionen des Erdmondes zu extrapolieren.
Ein drittes Instrument, das Ultra-Compact Imaging Spectrometer for the Moon (UCIS-Moon), wurde ebenfalls ausgewählt. Dieses Werkzeug wird im Mondorbit verbleiben und dabei helfen, einen groben Überblick über die Karte der Mondressourcen zu erhalten.
Damit sollte es den Erkundungsteams die vielversprechendsten Gebiete zeigen, die mit dem LTV überprüft werden können.
“Mit diesen Instrumenten, die sowohl auf dem LTV als auch im Orbit unterwegs sind, werden wir in der Lage sein, die Oberfläche nicht nur dort zu charakterisieren, wo Astronauten forschen, sondern auch über die Südpolregion des Mondes hinweg, was spannende Möglichkeiten für wissenschaftliche Entdeckungen und Erkundungen für Jahre bietet.”
Joel Kearns – Deputy Associate Administrator for Exploration, Science Mission Directorate bei NASA
In der Zwischenzeit ist der Prozess der Entscheidung über ein LTV-Design im Gange, in Partnerschaft mit Intuitive Machines, Lunar Outpost und Venturi Astrolab.
Anbau von Nutzpflanzen auf dem Mond
Ausbau der Weltraumnahrungsmittelproduktion
Wenn eine bedeutende Anzahl von Astronauten für Langzeitmissionen außerhalb der niedrigen Erdumlaufbahn (LEO) bleiben soll, wird eine lokale Nahrungsproduktion erforderlich sein, zumindest für den Großteil der Kohlenhydrate und Proteine, die zum Erhalt des menschlichen Lebens nötig sind (kleinere und seltenere Vitamine oder Mineralien können wahrscheinlich über mitgebrachte Nahrungsergänzungen bezogen werden).
Bisher war das Experiment, Salat und andere Grünpflanzen auf der ISS zu züchten, vielversprechend, aber das ist nicht die Art und Weise, wie ein großflächiger Anbauplan auf dem Mond oder Mars aussehen würde.
“Leben im Weltraum dreht sich alles um das Recycling von Ressourcen und ein nachhaltiges Leben. Wir versuchen, dieselben Probleme zu lösen, denen wir hier auf der Erde gegenüberstehen.”
Marta Del Bianco – Pflanzenbiologin bei der italienischen Weltraumagentur
Die Kartoffeln aus dem Science-Fiction-Film „Der Marsianer“ mit Matt Damon liegen also viel näher an der möglichen Realität.
Quelle: Modern Farmer
Herstellung von Weltraumreis
Kleiner ist besser
Unter den Grundnahrungsmitteln ist kein anderes so produktiv wie Reis, mit der höchsten Produktivität pro Quadratmeter und der Möglichkeit, unter den richtigen Bedingungen 2‑3 Ernten pro Jahr zu erzielen.
Ein Problem ist jedoch, dass Erdreissorten für den Anbau in offenen Reisfeldern entwickelt wurden und nicht für enge Korridore von Raumstationen oder potenziellen Mondbasen. Die meisten sind zu groß, um in dieser stark künstlichen Umgebung verwendet zu werden.
“Zwergvarianten entstehen oft durch die Manipulation eines Pflanzenhormons namens Gibberellin, das die Höhe der Pflanze reduzieren kann, aber dies führt auch zu Problemen bei der Keimung der Samen.
Sie sind keine ideale Kultur, weil man im Weltraum nicht nur klein sein muss, sondern auch produktiv sein muss.
Marta Del Bianco – Pflanzenbiologin bei der italienischen Weltraumagentur
Das Moon‑Rice‑Projekt
Die Lösung dieses Problems ist das Ziel des Moon‑Rice‑Projekts, das drei verschiedene italienische Universitäten einbezieht.
“Die Universität Mailand verfügt über einen sehr starken Hintergrund in der Reisgenetik, die Universität Rom ‘Sapienza’ spezialisiert sich auf die Manipulation der Pflanzenphysiologie und die Universität Neapel ‘Federico II’ hat ein beeindruckendes Erbe in der Weltraumnahrungsmittelproduktion.”
Marta Del Bianco – Pflanzenbiologin bei der italienischen Weltraumagentur
Die Forscher beginnen mit Reismutanten, die nur etwa 10 Zentimeter hoch (4 Zoll) wachsen. Sie versuchen anschließend, Wege zu finden, die Produktivität dieser Reissorten zu steigern.
Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist die Schwierigkeit, tierische Proteine im Weltraum zu produzieren. Stattdessen wäre ein proteinreicheres Reiskorn ideal, wobei genetische Modifikationen zur Erhöhung des Protein‑Stärke‑Verhältnisses untersucht werden. Neue Technologien wie CRISPR machen solche GMO‑Pflanzen wesentlich einfacher und kostengünstiger zu entwickeln, und das Ergebnis ist deutlich präziser und effizienter.
Quelle: Phys.org
Annähern an weltraumähnliche Bedingungen
Als kostensparende Maßnahme wird die Mikrogravitation nur simuliert, indem die Reispflanze kontinuierlich rotiert wird, sodass die Pflanze von der Schwerkraft in alle Richtungen gleichmäßig gezogen wird.
Tests in echter Mikrogravitation im Orbit wären ideal, wären aber für die zahlreichen neuen zu testenden Sorten viel zu teuer.
Wir wissen jedoch aus chinesischen Experimenten von 2022, dass Reis im Weltraum gut wachsen kann, sowohl für eine hochwachsende Sorte, die fast 30 Zentimeter erreicht, als auch für eine Zwergsorte, die etwa 5 cm erreicht.
Ein weiterer Grund, Reis und andere Pflanzen im Weltraum anzubauen, ist nicht praktischer, sondern psychologischer Natur.
“Das Beobachten und Anleiten von Pflanzen beim Wachsen ist gut für Menschen, und während vorgekochtes oder breiiges Essen für einen kurzen Zeitraum in Ordnung sein kann, könnte es bei Langzeitmissionen ein Problem darstellen.
Wenn wir eine Umgebung schaffen können, die die Astronauten sowohl physisch als auch mental nährt, wird das Stress reduzieren und die Wahrscheinlichkeit von Fehlentscheidungen verringern.
Marta Del Bianco – Pflanzenbiologin bei der italienischen Weltraumagentur
Der Weltraum ist möglicherweise nicht das einzige Gebiet, in dem diese Technologie nützlich sein könnte. Remote‑Basen in der Antarktis, der Arktis oder in Wüsten könnten ebenfalls davon profitieren, zum Beispiel.
Vorbereitung auf Weltraumsiedlungen
Die wichtigsten Ausrüstungsgegenstände für die Weltraumkolonisation werden ultra‑große & wiederverwendbare Raketen wie SpaceX’s Starship sein, sowie zukünftige Gegenstücke von Jeff Bezos‘ Blue Origin, Rocket Lab und vermutlich vielen öffentlichen und privaten chinesischen Unternehmen.
Der Bau einer Mondbasis und später einer Marsbasis erfordert jedoch zahlreiche weitere Werkzeuge: Mondfahrzeuge, Ressourcendetektoren, autonome Hydroponik‑Farmen, angepasste Pflanzensorten, Strahlungsabschirmungen, Bohr‑ und Bauwerkzeuge, solare Gießereien usw.
Unternehmen, die in diesem Bereich tätig sind, werden stark von Fortschritten in der Raketentechnik profitieren, da jede Senkung der Kosten für den Orbitstart mehr Masse in den Weltraum bringt und die Nachfrage nach diesen Werkzeugen erhöht.
Investitionen im Luft‑ und Raumfahrtsektor
Intuitive Machines
(LUNR )
Gegründet 2013 in Houston, Texas, ist Intuitive ein stark „Mond‑fokussiertes“ Unternehmen, wie das Börsenkürzel zeigt, und wurde bereits für vier NASA‑Mondmissionen ausgewählt. Das Unternehmen beschäftigt über 400 Mitarbeitende.
Quelle: Intuitive Machines
Es war das erste kommerzielle Unternehmen, das erfolgreich auf dem Mond landete und wissenschaftliche Daten übermittelte. Außerdem führte es die erste Zündung eines LOx/LCH4‑Triebwerks (flüssiger Sauerstoff, flüssiges Methan) im Weltraum durch.
Das Unternehmen arbeitet an vielen Projekten, die die Basis einer lunaren Infrastruktur für Erkundung und Besiedlung bilden werden.
Das erste ist der „Datenübertragungsdienst“, wobei die Technologie getestet wird und letztlich eine lunare Datenübertragungskonstellation um die Mondumlaufbahn anstrebt.
Quelle: Intuitive Machines
Der zweite Teil ist das „Infrastructure as a Service“. Er soll ein LTV umfassen, das autonome Operationen durchführen kann, den Telekommunikationsdienst und GPS‑Lokalisierungsdienste.
Quelle: Intuitive Machines
Der letzte Abschnitt ist die Lieferung von Material zur Mondoberfläche. Bisher hat das Unternehmen wissenschaftliche Nutzlasten mit dem Nova‑C‑Lander geliefert, einem 4,3 Meter hohen Lander (14 Fuß), der 130 kg Nutzlast zum Mond transportieren kann.
Der nächste Schritt wird mit dem Nova‑D‑Lander erfolgen, der 1.500‑2.500 kg Material zum Mond transportieren kann. Diese Nutzlastkapazität und Größe wird für die Lieferung des Lunar Terrain Vehicle (LTV) sowie des erwarteten 40 kW Fission Surface Power‑Kernreaktors, der die Mondbasis versorgen soll, benötigt.
Quelle: Intuitive Machines
Das Unternehmen hat zahlreiche wertvolle Verträge mit der NASA abgeschlossen, zum Beispiel den Near‑Space‑Network‑Vertrag mit einem maximalen potenziellen Wert von 4,82 Mrd. $.
Die endgültige Entscheidung der NASA über den LTV‑Vertrag zwischen den drei potenziellen Anbietern wird für Ende 2025 erwartet und könnte ebenfalls bis zu 4,6 Mrd. $ wert sein.
Neben der NASA versucht das Unternehmen, seine Kundenbasis zu diversifizieren, und wurde im April 2025 für ein Fördermittel von bis zu 10 Mio. $ von der Texas Space Commission ausgewählt. Dies wird die Entwicklung eines Wiedereintrittsfahrzeugs für die Erde und eines orbitalen Fertigungslabors unterstützen, das die Mikroschwerkraft‑Biomanufacturing ermöglichen soll.
Dieses Wiedereintrittsfahrzeug wird zudem eine Backup‑Option bieten und das Risiko für zukünftige Mond‑Sample‑Return‑Missionen des Unternehmens reduzieren.
Ein weiteres Projekt ist die Entwicklung von stromsparenden nuklearen Tarnsatelliten für einen JETSON‑Vertrag des Luftwaffen‑Forschungslabors.
Da das Unternehmen im ersten Quartal 2025 einen positiven freien Cashflow erreicht hat und über den lunaren Telekommunikationsvertrag verfügt, wird es für Investoren deutlich sicherer und wandelt sich von einem cash‑verbrennenden Startup zu einem etablierten Dienstleister für die wachsende Weltraumwirtschaft.
Wie die Entwicklung neuer Instrumente für das LTV zeigt, wird die NASA das Artemis‑Projekt nicht aufgeben, selbst wenn Elemente wie die SLS‑Rakete überarbeitet werden. Daher sieht die Zukunft für Zulieferer wie Intuitive vielversprechend aus.
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