Identifikation notwendiger Maschinen zur Rohstoff- und Wassergewinnung auf Mars und Mond

5.1.3 Rohstoffvorkommen auf dem Erdmond Die Oberflächenstruktur des Mondes konnte nach Landung der Apollo-Astronauten genauer untersucht werden. Allgemein ist der Mond aus Gesteinen aufgebaut, die den irdischen sehr ähnlich sind. Die Oberfläche ist von gewaltigen Schuttmassen überzogen, die bis in eine Tiefe von zehn bis achtzehn Metern reichen. Es gibt darin größere Bruchstücke (Brekzien), fein- bis mittelkörnige blasig-kristalline und magmatische Brocken sowie feinen Staub mit Teilchengrößen unter 10 Mikrometer. Dieser Staub überzieht große Teile der Mondoberfläche. Die Ursachen für dieses Bild sind in dem ständigen Bombardement durch Meteoriten zu suchen. Etwa ein bis zwei Prozent des Mondgesteins besteht direkt aus meteoritischen Material. Gelegentlich sind darin auch glasartige Partikel eingebettet. Sie entstanden durch den Aufprall von Meteoriten, bei dem ein Teil der Mondmaterie verdampfte. Nach Abkühlung dieser Dämpfe kondensierten diese zu Glaskügelchen /1, 18/. Die Mondgesteine, die in irdischen Laboratorien untersucht wurden, sind häufig dem Basalt ähnlich. Jedoch gibt es auf der Mondoberfläche einen größeren Reichtum verschiedener Basalte als auf der Erde. Nahezu alle zur Erde gebrachten Oberflächenproben lassen sich folgenden Gesteinstypen zuordnen: • Basalte der Mondmaria, die den irdischen Basalten verwandt sind und vulkanisches Gestein darstellen, • den seltenen KREEP-Noriten, wobei der Name KREEP vom Gehalt an Kalium, seltenen Erden (Rare Earth Elements) und Phosphor abgeleitet ist, [...]

Norden des Mars bedeckt hat. Aber ob es heute immer noch im Inneren Eis oder sogar flüssige Wasservorkommen gibt, müssen die Forschungen in den nächsten Jahren zeigen. Auch die eventuelle Nutzbarkeit dieses Eises für den Menschen auf dem Roten Planeten muß überprüft werden /3i/. Weiteren Aufschluß über eventuelle Wasserquellen wird ein Bohrgerät voraussichtlich im Jahr 1999 liefern. Es besteht aus einem Bohrer, der 1,8 Meter tief in den Boden des Roten Planeten eindringen soll. Das aus der Tiefe geförderte Gestein soll in einer Kammer erhitzt werden. Sollte es sich bestätigen, daß es gefrorenes Wasser enthält, bildet es in der Kammer Dampf, der die Intensität eines hindurchgeleiteten Laserstrahls verringern und dadurch erkennbar sein würde /3f/. Thermodynamische Rechnungen haben bestätigt, daß Eis schon sehr nah unter der Oberfläche existieren kann. Grundeis kann im Gleichgewicht mit der Atmosphäre nur in den Breiten und Tiefen vorkommen, in denen die Temperatur der Kruste unterhalb des Frostpunktes von Wasser liegt. Dieser Punkt liegt etwa bei 198 K – also -75 °C. Außerhalb dieser Orte kann das Eis nur in isolierten Gesteinseinschlüssen existieren. Da am Äquator die höchsten Temperaturen erreicht werden, wird man hier das Wasser nur in Tiefen ab ein bis drei Kilometer vorfinden. Erst bei Breiten von 40° könnte Eis direkt an der Oberfläche liegen. Auch in Regionen, in denen das ganze Marsjahr über die Temperatur unterhalb des Frostpunktes liegt, wird man nicht unbedingt Eis vorfinden, da es bedingt durch die geologische Geschichte des Mars in wärmeren Epochen verdampfte /7/. Pläne der ESA sehen vor, daß eine Marssonde den Roten Planeten von einer Umlaufbahn aus mit einem Radargerät untersuchen wird, dessen Strahlen 100 Meter tief in den Boden eindringen können. Damit erhielte man u. a. Aufschlüsse über die Verteilung dieses Permafrosts /3k/. Auf der nördlichen Halbkugel des Planeten ist es wahrscheinlicher, Wasserreserven zu finden, da schon ein Blick aus dem Orbit zeigt, daß dieses Gebiet mit abgesenkter Topographie sehr wenige Krater aufweist. Dieses riesige Becken könnte in der jüngeren Marsgeschichte mit Wasser gefüllt gewesen sein, das die Oberfläche in der ersten Milliarde Jahren seit der Entstehung vor Meteoriteneinschlägen bewahrte. Der letzte Überrest dieses Ozeans ist die nördliche Polkappe. Sie besteht zum größeren [...]

allein durch die starken Winde der Sturmsaison zu erklären. Zur Verwitterung auf dem Mars müssen auch andere Kräfte, beispielsweise fließendes Wasser, beigetragen haben /3e/. Wegen der geringen Anziehungskraft des Mars kann allerdings der Wasserdampf schneller in den Weltraum entweichen als auf unserer Erde. Die Abwesenheit von Wasser auf der Marsoberfläche läßt sich auch mit dem schwachen Magnetfeld des Roten Planeten erklären. Dieses führt zu Wechselwirkungen mit dem Solarwind, was wiederum zu einem Plasmaverlust von CO2 und O- bzw. O2-Ionen und damit zu einem Massenverlust von ein bis zwei Kilogramm pro Sekunde führt /1/. Schon die seit Mariner 9 bekannten verästelten Stromtalnetze und Abflußkanäle machen die einstige Anwesenheit großer Wassermengen so gut wie sicher, und die Tatsache, daß manche der Wasserläufe weniger als eine Milliarde Jahre alt sind, macht sie auch im Hinblick auf die Suche nach Leben interessant, denn ihr Vorkommen erhöht die Chance, daß es auf dem Mars noch unterirdische Reservoire flüssigen Wassers geben könnte /4/. Es ist also unumstritten, daß es auf dem Planeten vor Jahrmillionen Wasser in flüssiger Form an der Oberfläche gegeben hat. Anders lassen sich z. B. mäandernde Gebilde (halb- bis vollkreisförmige Schlingen), die als ehemalige Flußläufe gedeutet werden, nicht erklären. Allerdings haben in vielen Fällen auch zusätzliche Prozesse zur Entstehung dieser Strukturen beigetragen. Einige Wissenschaftler versuchen seit längerem, abzuschätzen, wieviel Wasser durch die Rinnen geflossen sein mag. Insbesondere das Ares Vallis ist unter diesem Aspekt untersucht worden. Ein mit dem Global Surveyor ermitteltes Höhenprofil zeigt beiderseitig dieses Tals Absätze in jenen Felsen, die sich 1300 Meter über der Sohle befinden – möglicherweise die Marke des höchsten Wasserstandes. Für eine Bodenneigung von 0,002 Grad läßt sich errechnen, daß früher pro Sekunde fünf Milliarden Kubikmeter Wasser mit einer Geschwindigkeit von etwa 140 Metern pro Sekunde durch das Tal geströmt sein könnten – weit mehr, als man bisher vermutet hatte. Zum Vergleich: Der Nil ist mit 88,7 Millionen Kubikmetern im langjährigen Mittel der größte Strom Afrikas. Wesentlich bedeutender dürften die Messungen sein, die zeigen, daß der Marsboden in höheren nördlichen Breiten viel flacher ist und tiefer liegt als äquatoriale Zonen. Aus der Ebenheit schließen einige Forscher, daß einst ein großes Meer weite Gebiete im [...]