Science
05.11.2018

Roboter sollen aus Marserde Treibstoff gewinnen

Die NASA entwickelt Systeme, die aus Marserde Wasser, Sauerstoff und Treibstoff machen sollen.

Damit Menschen den Mars erobern können, brauchen sie Wasser, Sauerstoff und Treibstoff. Diese lebenswichtigen Rohstoffe zum Roten Planeten zu bringen wäre aber sehr teuer. Deshalb arbeitet die NASA an einer Möglichkeit, diese Notwendigkeiten aus lokalen Ressourcen zu gewinnen, wie Spectrum schreibt. Die Lösung wäre eine Fabrik aus autonomen Robotern, die schon lange vor der Ankunft von Menschen aus der Erde auf dem Mars nutzbare Substanzen gewinnen könnte.

Einen Prototypen für eine Maschine, die Treibstoff aus Erde gewinnt, hat die NASA bereits gebaut. Bevor dieser sich auf dem Mars beweisen kann, sollen aber noch viele weitere Testläufe auf der Erde und später dem Mond stattfinden. Staub und Erde auf dem Mars und dem Mond bestehen zum Großteil aus Regolith, einem Pulver das zumeist aus verwittertem Vulkangestein besteht. Auf dem Mars findet sich unter einer Schicht aus Eisenoxid, die für die rote Farbe sorgt, eine solche Schicht aus diversen Silikaten, die aus Silizium, Sauerstoff und diversen Metallen bestehen.

Kaum Schwerkraft

Der Abbau dieser Schicht ist wegen der niedrigen Gravitation auf dem Mars eine Herausforderung, da der Gegendruck für die Schürfwerkzeuge sehr gering ist. Zudem müssen die eingesetzten Roboter wegen des teuren Transports auch noch in Leichtbauweise gefertigt werden. Diese Probleme sollen mit dem Prototypen "RASSOR" (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot) gelöst worden sein. Das Gerät baut Regolith mit zwei Schaufelrädern ab, deren Krafteinwirkung auf das Geräte sich durch gegenläufige Drehbewegungen neutralisieren soll. Dabei wird nur wenig Material aufgenommen, hinter dem Roboter entsteht ein flacher Graben, kein tiefes Loch.

Das gewonnenen Material bringt RASSOR dann in eine Verarbeitungsbasis, die ebenfalls vollautomatisch funktioniert. Dort wird das Regolith erhitzt und enthaltenes Wasser durch Kondensation gesammelt. Das staubtrockene Abfallprodukt wird dann von Robotern entfernt und könnte zur Errichtung von Gebäuden mit 3D-Druckern dienen. Das Wasser wird gereinigt und kann dann als Trinkwasser verwendet werden. Durch Elektrolyse lassen sich daraus in einem weiteren Schritt Sauerstoff und Wasserstoff herstellen.

Die Gase könnten dann komprimiert und verflüssigt werden, um als Treibstoff und Oxidationsmittel für Raketentriebwerke zu dienen. Die NASA plant allerdings, den flüssigen Wasserstoff in eine leichter lagerbare Form zu überführen. Durch die Kombination mit Kohlenstoff ließe sich Methan erzeugen, das wesentlich einfacher zu handhaben ist. Der Kohlenstoff könnte direkt aus der Marsatmosphäre gewonnen werden, die zu 96 Prozent aus Kohlendioxid besteht. Bei der Umwandlung in Methan entsteht wieder Wasser als Nebenprodukt.