Mondbesiedlung und Kernenergie: Die nächste Dekade der Raumfahrt

Die Vision von Menschen, die auf dem Mond leben und arbeiten, könnte bereits in den 2030er Jahren Realität werden. Experten aus der Raumfahrtbranche und Regierungsinitiativen deuten darauf hin, dass die notwendigen Technologien und Investitionen für eine dauerhafte Präsenz auf unserem Erdtrabanten in greifbarer Nähe sind. Dies eröffnet nicht nur neue Horizonte für die Forschung, sondern auch für die kommerzielle Raumfahrt und die globale Wirtschaft.

Die Vision der Mondbesiedlung

Dylan Taylor, Chairman und CEO des Raumfahrttechnologieunternehmens Voyager Technologies, prognostiziert, dass Menschen bereits Ende der 2020er Jahre auf dem Mond sein werden. Er erwartet eine Mondbasis, die wahrscheinlich aus aufblasbaren Habitaten mit Lebenserhaltungssystemen bestehen wird. Für die frühen 2030er Jahre, etwa 2032 oder 2033, stellt Taylor sich vor, dass man von der Erde aus Lichter auf dem Mond sehen wird, die von dort lebenden und arbeitenden Menschen stammen.

Die USA gelten laut Dave Cavossa, Präsident der Commercial Space Federation, als globaler Marktführer in der kommerziellen Raumfahrt. Eine Notiz der Deutschen Bank vom Februar deutet zudem auf einen bevorstehenden Boom der "Mondwirtschaft" hin. Große Akteure wie Elon Musks SpaceX, das Berichten zufolge eine der am meisten erwarteten Börsengänge plant, konzentrieren sich auf den Bau einer "selbstwachsenden Stadt auf dem Mond", die laut Musk in weniger als zehn Jahren entstehen könnte. Auch Blue Origin kündigte im Januar an, seine suborbitalen Weltraumtourismusflüge zu pausieren, um sich auf die Etablierung einer "permanenten, nachhaltigen Mondpräsenz" zu konzentrieren. Dylan Taylor beschreibt den Sektor als "gerade erst am Anfang" und erwartet einen "Windfall" an Finanzmitteln von der US-Regierung.

Kernenergie als Schlüssel zur autonomen Mondbasis

Ein entscheidender Faktor für eine dauerhafte Mondbesiedlung ist die Energieversorgung. NANO Nuclear Space Inc., eine Tochtergesellschaft von NANO Nuclear Energy, entwickelt einen Kernreaktor für den Mond und strebt an, diesen bis 2030 dorthin zu bringen. James Walker, CEO von NANO Nuclear Energy, betont die Herausforderungen bei der Entwicklung eines Mondreaktors.

Zu den zentralen Herausforderungen gehören:

• Geringere Nutzlastgröße für den Start.
• Einfache und autonome Bedienung, um den Wartungsaufwand zu minimieren.
• Umgang mit Strahlung, die Materialien abbaut.
• Einfache Betankung in geringer Schwerkraft, entweder durch Menschen in Raumanzügen oder durch Roboter.

Walker zufolge könnte die Expertise der NASA im Bereich Robotik hierbei eine wichtige Rolle spielen. Idealerweise würde der Reaktor keine regelmäßige Wartung benötigen und könnte ferngesteuert werden, entweder von einer Mondbasis oder sogar von der Erde aus. Künstliche Intelligenz (KI) könnte dabei eine wichtige Rolle bei der Überwachung und Fernintervention spielen, um Computersysteme oder Experimente auf dem Mond am Laufen zu halten.

NANO Nuclear plant, seinen Reaktor namens LOKI bis 2027 in der DOME-Anlage des Idaho National Laboratory zu demonstrieren. Dieses Zeitfenster stimmt mit dem Ziel der NASA überein, bis Anfang der 2030er Jahre einen Kernreaktor auf der Mondoberfläche zu haben. Um den Reaktor auf den Mond zu bringen, müsste NANO Nuclear einen Vertrag mit der NASA oder dem US-Energieministerium (DOE) erhalten. Wettbewerber wie Westinghouse und IX, ein Joint Venture zwischen X-energy und Intuitive Machines, konkurrieren ebenfalls um diesen Vertrag. NANO Nuclear zeigt auch Interesse an einer Zusammenarbeit mit privaten Unternehmen wie Blue Origin.

Der LOKI-Reaktor von NANO Nuclear, eine kleinere Version des KRONOS-Reaktors des Unternehmens, nutzt TRISO-Brennstoff (Tri-structural Isotropic particle fuel). Bei diesem Brennstoff ist jeder Brennstoffpartikel von Schichten aus Kohlenstoff und Keramik umgeben, die als Eindämmungsgefäß fungieren und Kernschmelzen verhindern sollen. Diese Keramikbeschichtungen sind so konzipiert, dass sie Temperaturen von bis zu 1.600 Grad Celsius standhalten.

US-Regierungsstrategie für Weltraumkernenergie

Die US-Regierung unterstrich ihre Ambitionen im Weltraum mit einem Memorandum vom 14. April, das von Michael J. Kratsios, dem Assistenten des Präsidenten für Wissenschaft und Technologie, herausgegeben wurde. Das Dokument mit dem Titel "National Initiative For American Space Nuclear Power" sieht vor, Kernreaktoren bereits 2028 sicher in der Erdumlaufbahn und 2030 auf dem Mond zu stationieren.

Die Initiative zielt darauf ab, die USA in der Entwicklung und dem Einsatz von Weltraumkernenergie für Exploration, Handel und Verteidigung weltweit führend zu machen. Die beteiligten Behörden sollen kosteneffiziente Partnerschaften mit privaten Innovatoren eingehen. Die NASA wird innerhalb von 30 Tagen nach dem Memorandum ein Programm starten, um einen mittelstarken Weltraumreaktor mit einer Mond-Fissions-Oberflächenstromvariante zu entwickeln, die bis 2030 startbereit ist. Die NASA wird dabei mit mehreren Anbietern zusammenarbeiten.

Die mittelstarken Reaktoren sollen 20 Kilowatt Elektrizität für mindestens drei Jahre im Orbit und fünf Jahre auf dem Mond liefern, da die USA eine permanente menschliche Siedlung auf der Mondoberfläche planen. Die Gesamtstrategie der Initiative umfasst parallele Designwettbewerbe der NASA und des Department of War (heute Department of Defense), um den kurzfristigen Einsatz von Reaktoren im Orbit und auf der Mondoberfläche zu ermöglichen und den Einsatz von Hochleistungsreaktoren in den 2030er Jahren vorzubereiten. Langfristig sollen nuklear-elektrischer Antrieb und Fissions-Oberflächenenergie weiterentwickelt werden, um den Weg für nuklear-thermischen Antrieb für zukünftige bemannte Missionen zum Mars zu ebnen. Diese Initiative wird auch als Versuch gesehen, einen Vorsprung gegenüber China zu erzielen.