Der Erdmond und die Mondmissionen

[Prix]

Mal was zur "Restgasmenge".
Ich glaub mal was gelesen zu haben, das die "Restmenge" auch noch durch chemische Bindung minimieren werden kann.
Der Vorgang war, soweit ich mich erinnere, umkehrbar und beliebig wiederholbar, aber teuer!
Nur, ob es nötig ist?
Das "Mondauto" ist auch nicht sooo neu, da experimentieren sie schon Jahre daran herum. Die Radaufhängung und der damit verbundene Antrieb waren (damals) das Problem. Scheinbar ist das gelöst.

mfg

Prix

[Liopleurodon]

* Wasser kann man durch einfaches Erhitzen von entsprechenden Mineralphasen mit Kristallwasser erhalten.

Sind die auf dem Mond denn vorhanden? Ist das sicher?

[xanrof]

Es ist vor allem eine Frage der Energieversorgung.

Der Mond hat zunächst mal schon alles an chemischen Elementen (div Minerale + Wasser + Kohlenstoff, Stickstoff, Schwefel u.v.a in geringen Mengen), was man zum Betrieb einer autarken Station braucht:

* Wasser kann man durch einfaches Erhitzen von entsprechenden Mineralphasen mit Kristallwasser erhalten.
* Das Wasser kann zudem aufgespalten werden, um H2 und O2 zu erhalten.
* Weiterer O2 bekommt man durch Reduktion von anderen Mineralen (sind ja alles Metalloxide).
* Mit einem Teil des O2 wird der Kohlenstoff aus dem Mondboden herausgeglüht.
* H2 und O2 können dann als Treibstoff genutzt werden, um den Mond wieder zu verlassen.
* O2 und und Kohlenstoff bilden CO2 für die Pflanzen.
* Der Mond-Regolith kann selbstverständlich zum Anbau von Pflanzen verwendet. Mineralische Böden sind sehr fruchtbar. (Aber natürlich müssen die ersten Samen mitgebracht werden )
* Durch die metallurgische Verarbeitung des Regolith ließen sich auch zahlreiche Werkstoffe herstellen, mit denen die Station erweitert werden kann.

Für diese Prozesse braucht man natürlich sehr, sehr viel Energie, die man zB durch Solarzellen alleine nicht erhalten kann. Und das ist zur Zeit noch der große Haken. Es wäre also zB ein nukleares Kraftwerk notwendig. Vielleicht ließe sich das ja mit Helium-3 realisieren, die Prozesse dazu sind bekannt.


Noch 2 Worte zum Thema Isolierung bzw. 'Dichtigkeit': Natürlich sind die Schleusen die Orte, an denen das meiste Gas verloren gehen kann. Jedoch:
(a) Eine einfach Vakuum-Primärpumpe (zB Membran oder Drehschieber) kann eine Schleusenkammer (zB 1x1x2 Meter = 2 Kubikmeter) in Minuten auf < 10^-4 bar evakuieren. Das bedeutet, daß sich danach nur noch 1/10000 der Gasmenge in der Kammer befindet. Das bedeutet weiter, daß man erst nach 10000 Schleusenvorgängen ein Gasvolumen von 2 m3 (bei Zimmertemperatur) verloren hätte. (= ist natürlich nur eine sehr grobe Schätzung, mir geht es darum, zu zeigen, daß die Gasmengen beherrschbar sind)
(b) Die NASA hat vor kurzem eine Designstudie für ein neues Mondgefährt veröffentlich. Dies enthält das sehr interessante Konzept, daß die EVA-Anzüge prinzipiell nur noch außerhalb des Fahrzeugs (bzw. der Station) bleiben und stattdessen mit dem Rückenteil an die Außenwand ankoppeln. Der Astronaut klettert dann durch einen kleine Luke von hinten in den EVA-Anzug. Durch das dann sehr kleine Schleusenvolumen würde ein Gasverlust nochmals um viele Größenordnungen verringert.

[Spocky]

Selbst von den heutigen Staaten der Erde ist kaum einer vollkommen autark, weil irgendein Rohstoff immer importiert werden muss.

Naja, wenn man die Wirtschaft und die Erwartungen runterschraubt, könnte eigentlich jeder Staat potentiell autark leben. Klar, der Vatikan natürlich nicht, da der nichtmal seine Einwohner selbst produziert, aber sonst schon .

[Liopleurodon]

Eine echte Autarkie für eine Mondstation ist trotzdem - zumindest in den nächsten paar hundert Jahren - unbezahlbar und auch gar nicht nötig.

Selbst von den heutigen Staaten der Erde ist kaum einer vollkommen autark, weil irgendein Rohstoff immer importiert werden muss. Für eine Mondkolonie wäre es ähnlich. Die Mondbewohner müssten sich etwas einfallen lassen, um wirtschaftlich auf eigenen Füßen zu stehen. Eine Möglichkeit wäre der Abbau und Verkauf von Helium3, welches zur Kernfusion eingesetzt werden kann. Auch könnten sie Gebühren erheben für die Nutzung von Radioteleskopen auf der Rückseite des Mondes, im Funkschatten der Erde. Raumschiffe hätten einen klaren materiellen Vorteil, wenn sie vom Mond oder von der Mondumlaufbahn aus starten anstatt von der Erde. Auch das könnte man sich vergolden lassen.

Mit den Einnahmen wiederum würde man die Rohstoffe importieren, welche dem Mond fehlen.

[Spocky]

Offensichtlich muss die Mondentstehung völlig neu durchdacht werden. Man hat jetzt in einem Stück Mondgestein, das mit Apollo 15 gesammelt wurde und von dem davon ausgegangen wird, dass es die ursprüngliche Mondkruste repräsentiert, kristallines Wasser gefunden. Das lässt sich mit der Kollisionstheorie nicht vereinbaren, da diese flüssiges Wasser ausschließt, zumal dieses Wasser in Plagioklasen entdeckt wurde, die selbst auf der Erde normalerweise wasserfrei sind.

Wenn es sich also wirklich um die ursprüngliche Mondkruste handelt, dann muss es flüssiges Wasser während der Mondentstehung gegeben haben.

Water on the moon: It's been there all along

Geologischer Einschub: Gesteine mit derart hohem Plagioklasanteil werden Anorthosit genannt. Plagioklase haben eine sehr hohe Schmelztemperatur von 1150 bis 1250 °C sowie eine relativ geringe Dichte zwischen 2,5 und 2,8 g/cm³, die unter der der Schmelze liegen, aus der sie auskristallisieren. Auf der jungen Erde hat sich auf diese Weise die Erdkruste vom Erdmantel getrennt und die Mondkruste besteht zum Großteil aus Anorthosit.

Laut Wikipediaartikel hat die Mondkruste oft durch Impaktmetamorphose eine Anreicherung mit Europium erfahren. Der obige Artikel lässt sich leider nicht darüber aus, ob die Gesteinsprobe auf auf Europium untersucht wurde. Dort steht nur dass sie aus einer Höhenzone stammt, so dass man davon ausgeht, dass es sich um ursprüngliches Material handelt. Würde man dort Europium finden, dann wäre zumindest die bisherige Theorie doch nicht gefährdet.

[Spocky]

Die NASA hat ein Video zum 1.000-tägigen LRO-Jubiläum veröffentlicht, in dem die Entwicklungsgeschichte das Mondes dargestellt wird. Find ich sehr sehenswert.

How the Moon Evolved - Video Guided Tour - YouTube

[Bynaus]

@irony: Tut mir leid, aber deine Fantasievorstellungen haben mit der Realität in der Grundlagenforschung überhaupt nichts zu tun.

Das heißt auch nichts anderes, als dass irgendwelche "besten Experten" zu ihrem eigenen Vorteil entscheiden, was gemacht wird.

Das ist nur schon deshalb ausgeschlossen, weil diejenigen, die die Missionen auswählen und beurteilen, nicht in den zu beurteilenden Missionen involviert sein dürfen.

Es wird aber Posten geben, wo bestimmte Leute tun können, wozu sie Lust haben.

Solche Posten gibt es sicher (sie sind eher selten), aber das sind in der Regel Leute, die sich durch eine herausragende Karriere, einen guten Riecher für wissenschaftliche Druchbrüche und eine hohe Eigenmotivation ausgezeichnet haben. Wenn diese Leute tun, worauf sie Lust haben, dann tun sie eben hervorragende Wissenschaft - weil es das ist, was ihnen am meisten Spass macht.

Däumchendreher (und Leute, die einfach das Pech hatten, in ihrer Karriere nicht erfolgreich genug zu sein) landen in der Privatwirtschaft oder höchstens an irgend einer untergeordneten Position an einer No-name Universität.

Natürlich gibt es immer Ausnahmen und Schwarze Schafe. Deine Beschreibung ist eher eine typische Stammtisch-Karrikatur.

[Spocky]

Eine Mission muss nicht spektakulär sein, aber man sollte den Sinn erkennen. Wozu braucht man eine hypergenaue Mond-Gravitationskarte?

Würde man einen Roboter auf den Mond schicken, der dort nach Rohstoffen sucht, könnte ich das wenigstens noch halbwegs verstehen. Aber eine Mond-Gravitationskarte nur für die reine Wissenschaft ist völlig sinnlos.

Und warum nennt man so eine sinnlose Mission ausgerechnet "GRAIL"?

Dir ist aber schon klar, dass man viele Lagerstätten auf der Erde über Gravitationsanomalien findet
Schwereanomalie ? Wikipedia

So eine Mission ist wesentlich einfacher und billiger, also genau das, was du immer forderst, als einen Roboter da hoch zu schicken. Es macht also sehr wohl Sinn und alleine das widerlegt dich grundlegend.

[Dannyboy]

Welche denn?

[irony]

Quatsch. Solche Leute studieren Jura, BWL und werden Investmentbanker.

Soso.

In der Grundlagenforschung gibt es keine tollen Posten auf denen man sich fein ausruhen kann.

Von ausruhen ist auch nicht die Rede. Es wird aber Posten geben, wo bestimmte Leute tun können, wozu sie Lust haben.

[Dannyboy]

Quatsch. Solche Leute studieren Jura, BWL und werden Investmentbanker. In der Grundlagenforschung gibt es keine tollen Posten auf denen man sich fein ausruhen kann.

[irony]

Diese Missionen werden nicht einfach ausgewählt, weils Spass macht und man gerade nichts anderes zu tun hat: es findet ein harter Wettbewerb zwischen unterschiedlichsten Ideen und Ansprüchen statt, und nur diejenigen Missionen, die die Fragen zu beantworten versuchen, die zuoberst auf der Prioritätsliste der weltweit besten Experten auf diesem Gebiet stehen, werden angepackt und finanziert.

Dass ich nicht lache. Das heißt auch nichts anderes, als dass irgendwelche "besten Experten" zu ihrem eigenen Vorteil entscheiden, was gemacht wird. In der Regel dürften das wie in der Politik diejenigen sein, die sich mit den Ellbogen am besten durchsetzen können. Letztlich geht es auch da ums Beschaffen von gut bezahlten Pöstchen für angenehme Arbeiten.

[Bynaus]

@irony: Du scheinst ja leider zu denen zu gehören, für die Grundlagenforschung völlig nutzlos ist - weil sie ignorieren, dass ohne Grundlagenforschung irgendwann auch keine neuen Anwendungen mehr entwickelt werden können. Um uns die Welt aber zu nutze zu machen, müssen wir sie verstehen - um sie zu verstehen, müssen wir sie untersuchen. Da wir nicht schon im Vornherein wissen, was wir finden werden, müssen wir auf der untersten Ebene (der "Grundlagen"-Ebene) eben mit einem sehr breiten Horizont arbeiten. GRAIL hat aber, wie von TWR angesprochen, bereits praktische Ergebnisse geliefert: Eine genauere Karte des Mond-Gravitationsfeldes, das künftigen Sonden, Raummissionen (egal ob staatlich oder kommerziell) zu gute kommen wird. Ein Verständnis über die Tiefe der Regolith-Schicht auf dem Mond, sowie dessen tektonischer Aktivität - beides von potentiellem Interesse für kommerzielle Missionen. Dein Roboter, den du da hinschicken willst, ist bereits sehr fokussiert: zuerst müssen wir wissen, wo wir ihn überhaupt hinschicken sollen, und was man dort suchen soll - und für Antworten solche Fragen braucht man eben Missionen wie GRAIL.

Diese Missionen werden nicht einfach ausgewählt, weils Spass macht und man gerade nichts anderes zu tun hat: es findet ein harter Wettbewerb zwischen unterschiedlichsten Ideen und Ansprüchen statt, und nur diejenigen Missionen, die die Fragen zu beantworten versuchen, die zuoberst auf der Prioritätsliste der weltweit besten Experten auf diesem Gebiet stehen, werden angepackt und finanziert. "Stammtischintelligenz" bringt einen da nicht besonders weit.

[Thomas W. Riker]

Eine Mission muss nicht spektakulär sein, aber man sollte den Sinn erkennen. Wozu braucht man eine hypergenaue Mond-Gravitationskarte?

Würde man einen Roboter auf den Mond schicken, der dort nach Rohstoffen sucht, könnte ich das wenigstens noch halbwegs verstehen. Aber eine Mond-Gravitationskarte nur für die reine Wissenschaft ist völlig sinnlos.

Und warum nennt man so eine sinnlose Mission ausgerechnet "GRAIL"?

Mit den Daten können weitere Sonden sicherer und treibstoffsparend auf elliptische Umlaufbahnen um den Mond gebracht werden.

GRAIL (Voller Name siehe #1) verbesserte die Daten von Clementine (1994) und Lunar Prospector (1998) (links oben im Wiki-Artikel von GRAIL) bei der Untersuchung von

Mascon ? Wikipedia

und fand u.a. Magma-Ströme und zeigte eine unterschiedliche Dicke der Mondkruste gegenüber früheren Annahmen, was ja kosmologisch für das Entstehen des Erd-Mond-Systems interessant ist.

Raumfahrt : Nasa lässt Zwillingssonden "Grail" abstürzen - Nachrichten Wissenschaft - Weltraum - DIE WELT