Die NASA erwägt den Bau einer Sauerstoffpipeline auf dem Mond

Dec 18, 2023

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Mondsauerstoff vom Fass!

Im Frühjahr 1970 war der Wettlauf ins All offiziell vorbei, aber die Vereinigten Staaten machten weiter und brachten eine Besatzung nach der anderen zum Mond. Die NASA hatte mehrere Besatzungen erfolgreich in die Mondumlaufbahn geschickt und nach Hause zurückgebracht, gefolgt von den Erfolgen von Apollo 11 und 12, die beide zwei Astronauten auf der Mondoberfläche landeten. Apollo 13 wäre der Hattrick gewesen, drei erfolgreiche Landemissionen hintereinander, aber das sollte nicht sein.

Auf halbem Weg zwischen Erde und Mond sandte die Bodenkontrolle Anweisungen an die Besatzung von Apollo 13 und forderte sie auf, die Sauerstofftanks anzurühren. Frühere Sensorwerte hatten einige ungewöhnliche Zahlen geliefert und man ging davon aus, dass das Rühren der Tanks jegliche Ablagerungen oder Schichtungen beseitigen und genauere Druckmesswerte liefern würde. Die Besatzung legte einen Schalter um, der die Ventilatoren in den Tanks für ein paar Sekunden einschaltete, dann wurden sie ausgeschaltet. Eineinhalb Minuten später hörte die Besatzung etwas, was sie als „ziemlich lauten Knall“ bezeichneten. Gleichzeitig gingen die Stromversorgung, die Lagekontrolle und die Kommunikation mit der Erde kaputt.

Eine Untersuchung ergab später, dass beschädigtes Teflon an Drähten im Sauerstofftank 2 einen Kurzschluss verursachte, der einige Isolierungen in Brand setzte. Das Feuer verursachte einen Druckanstieg im Tank, der schließlich zu einer Explosion führte. Sauerstoff in Tank 2 ging verloren und die Wucht der Explosion führte dazu, dass sich die Sauerstoffventile an zwei der Brennstoffzellen schlossen und diese dadurch funktionsunfähig wurden. Das wäre schon schlimm genug gewesen, aber durch den Ausfall von Tank 1 wurde auch Tank 2 beschädigt, wodurch dieser Sauerstoff in den Weltraum entweichen ließ. Als der Sauerstoff zur Neige ging, schalteten sich auch die verbleibenden Brennstoffzellen ab und das Fahrzeug verfügte nur noch über interne Batterien und eine kleine Menge Reservesauerstoff, auf die es sich verlassen konnte.

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Wie Sie wahrscheinlich wissen, verlief alles so gut, wie wir es uns erhofft hatten. Durch die gemeinsamen Anstrengungen der Besatzung und aller Menschen am Boden, ganz zu schweigen von einer beträchtlichen Portion Entschlossenheit angesichts einer fast sicheren Katastrophe, kehrte die Besatzung von Apollo 13 lebend zur Erde zurück. Wenn Sie Ron Howards Apollo 13 (mit Tom Hanks, Bill Paxton und Kevin Bacon in den Hauptrollen) in letzter Zeit nicht gesehen haben, tun Sie sich selbst einen Gefallen und schauen Sie sich den Film noch einmal auf Peacock an.

Der Punkt ist, dass Sauerstoff für den Erfolg jeder Weltraummission entscheidend ist. Es dient nicht nur als atembare Atmosphäre für Astronauten, sondern ist auch ein wichtiger Bestandteil der Brennstoffzellen an Bord und Bestandteil von Treibstoffen. Da das Artemis-Programm darauf abzielt, Menschen zum Mond zurückzubringen und dort eine dauerhafte Präsenz aufzubauen, wird eine zuverlässige Sauerstoffquelle ein entscheidender Faktor für den Erfolg sein.

Peter Curreri, Chief Science Officer bei Lunar Resources Inc., hat kürzlich eine innovative Lösung für das drohende Sauerstoffproblem auf dem Mond vorgeschlagen. Er will eine Pipeline bauen. Laut Curreri hängt der langfristige Erfolg des Artemis-Programms von unserer Fähigkeit ab, Ressourcen vom Mond zu nutzen, und er hat wahrscheinlich Recht. Derzeit kostet jedes Kilogramm Material, das von der Erde abgeschossen wird, Zehntausende Dollar. Daher ist es sinnvoll, an unserem Mondziel nach Materialien zu suchen, die die Startkosten erheblich senken und die Ressourcenbeschaffung auf dem Mond vereinfachen werden. Zu den aktuellen Plänen gehört die Gewinnung von Sauerstoffeis am Südpol des Mondes, um bereits ab 2026 Astronauten zu unterstützen.

Der aktuelle Arbeitsprozess umfasst die Gewinnung von Sauerstoff aus einer noch zu bestimmenden Quelle am Südpol des Mondes. Sobald der Sauerstoff geerntet ist, wird er in Flaschen abgefüllt und per Mondrover zu einer beliebigen Anzahl von Einrichtungen transportiert, in denen Astronauten leben und arbeiten. Leider ist der Sauerstofftransport der teuerste Teil des Prozesses und übersteigt die Kosten für Ernte und Abfüllung bei weitem. Curreri schlägt vor, den Zwischenhändler zu eliminieren und eine Pipeline direkt von der Erntestelle zum Endverbraucher zu bauen. Mondsauerstoff auf Abruf.

Ihr Vorschlag wurde dem Programm „Innovative Advanced Concepts“ (NIAC) der NASA vorgelegt, wo ihm 175.000 US-Dollar für die Weiterentwicklung der Idee zugesprochen wurden. Die nächsten Schritte sind eine umfassende Designstudie, mit der die Wirksamkeit der vorgeschlagenen Pipeline überprüft werden soll. Im Falle einer Genehmigung wird die Pipeline nicht nur eine fertige Sauerstoffquelle bereitstellen, ohne dass sie von der Erde gestartet oder manuell über die Mondoberfläche transportiert werden muss, sondern sie wird auch unter Verwendung von Materialien vom Mond gebaut.

Der Vorschlag sieht vor, dass die Lunar South Pole Oxygen Pipeline (kurz L-SPOP) vollständig oder fast vollständig von ferngesteuerten Robotern gebaut würde, wobei Materialien von der Mondoberfläche gesammelt würden. Es ist außerdem modular aufgebaut und kann einzeln repariert oder erweitert werden. Was auch immer wir tun werden, wir müssen es bald herausfinden. Artemis II, das eine menschliche Besatzung um den Mond und zurück zur Erde fliegen wird, ist voraussichtlich für Frühjahr 2024 geplant. Artemis III wird ein Jahr später folgen und eine Besatzung zur Mondoberfläche bringen. Die nächste Phase der Aktivitäten der Menschheit auf dem Mond rückt immer näher und wir alle werden etwas leichter aufatmen können, wenn wir herausfinden, wie Mondastronauten dasselbe tun können.

Bereiten Sie sich in der Zwischenzeit auf das bevorstehende Weltraumrennen vor, indem Sie sich das letzte Rennen in Space Race noch einmal ansehen, das jetzt auf Peacock gestreamt wird.