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Chang'e-5: Wassergewinnung aus dem Mondboden in großen Mengen möglich

Chinas Chang'e-5-Mission hat 1.731 Gramm Proben vom Mond zur Erde gebracht. Sie zeigen, dass sich große Mengen an Wasser aus dem Mondboden gewinnen lassen.



Eine chinesische Forschungsgruppe hat eine Methode zur Wasserproduktion auf dem Mond entwickelt. Zukünftig könnten sich damit aus einer Tonne Mondregolith etwa 50 Liter Wasser gewinnen lassen.

Forschungsergebnisse früherer Monderkundungen haben gezeigt, dass am Nord- und Südpol des Mondes sowie in den ständig beschatteten Regionen Eis in natürlichem Zustand vorhanden ist. Der natürliche Wassergehalt in Mondmineralien ist jedoch äußerst gering und liegt nach Angaben des Ningbo Institute of Materials Technology and Engineering (NIMTE) der Chinesischen Akademie der Wissenschaften (CAS) zwischen 0,0001 und 0,02 Prozent.

Anhand der Proben des mitgebrachten Mondregoliths der chinesischen Chang'e-5-Mission wurden Studien zu verschiedenen Mondmineralien durchgeführt. Das Forschungsteam fand heraus, dass der Sonnenwind die Mineralien im Mondboden seit Milliarden von Jahren bestrahlt und diese reichlich Wasserstoff gespeichert haben.
50 Kilogramm Wasser aus einer Tonne Mondstaub

Wenn der Boden auf hohe Temperaturen erhitzt wird, reagiert der Wasserstoff mit den Eisenoxiden in den Mineralien, wobei sich elementares Eisen und große Mengen Wasser bilden. Wird der Mondboden auf über 1.000 Grad Celsius erhitzt, beginnt er zu schmelzen. Das bei dieser Reaktion entstehende Wasser wird als Dampf freigesetzt.

Aus einem Gramm Mondregolith können dadurch 51 bis 76 Milligramm Wasser erzeugt werden. "Mit anderen Worten: 1 Tonne Mondregolith kann mehr als 50 Kilogramm Wasser erzeugen, was den täglichen Trinkwasserbedarf von 50 Menschen decken kann", erklärte Wang Junqiang vom NIMTE in einer Pressemitteilung.

Ilmenit besonders reich an Wasser

Die Forschungsgruppe untersuchte die Unterschiede im Wasserstoffgehalt der verschiedenen Mondminerale. Die höchste Menge an durch den Sonnenwind eingebrachtem Wasserstoff enthält demnach das lunare Ilmenit (FeTiO3). Im Mondregolith gehört es zu den fünf Primärmineralen Ilmenit, Plagioklas, Olivin, Pyroxen und Mondglas.

Anschließend untersuchte das Team die atomare Struktur des Mond-Ilmenits. Die Forscher entdeckten, dass im Vergleich zu Ilmenit auf der Erde die atomaren Abstände aufgrund der Anwesenheit von Wasserstoff deutlich größer sind. Die Simulationsergebnisse zeigten, dass es im lunaren Ilmenit Sub-Nano-Tunnel gibt, die viele Wasserstoffatome aus dem Sonnenwind aufnehmen und speichern können.

Auf dem Mond kann sich Wasser bei Temperaturen von 800 Grad Celsius bilden, unter bestimmten Bedingungen aber auch bereits bei 200 Grad Celsius. Das wiederum könnte laut dem Team die unterschiedliche Verteilung von Wasserstoff auf dem Mond je nach Breitengrad erklären. Die äquatoriale Region des Mondes wird am stärksten vom Sonnenwind bestrahlt.

Da dieser viele Elektronen enthält, wird reagiert Wasserstoff zu Wasserdampf und verflüchtigt sich. Die hohen Breitengrade sind weniger von der Elektronenbestrahlung durch den Sonnenwind betroffen und halten damit mehr Wasserstoff zurück.

Zur Studie

Die Studie wurde am 17. August 2024 in der Fachzeitschrift The Innovation veröffentlicht: Massive Water Production from Lunar Ilmenite through Reaction with Endogenous Hydrogen (Massive Wasserproduktion aus Ilmenit auf dem Mond durch Reaktion mit endogenem Wasserstoff).

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