Dank Kohlenstoff-Nanoröhren Mars- und Mondsand kann als Baumaterial dienen

Anbieter zum Thema

Treston Deutschland GmbH

CTX Thermal Solutions GmbH

IBR Leiterplatten GmbH & Co. KG

Die Oberfläche des Erdmondes oder des Planeten Mars ist von einer feinen Sandschicht bedeckt. Forscher des Trinity College in Dublin haben einen Weg gefunden, diesen Sand bei Raumtemperatur in solide Ziegelsteine zu formen. Dies ermöglicht nicht nur neue Möglichkeiten für den Bau von Siedlungen auf den fernen Trabanten.

Bis zum Jahr 2030 möchte die NASA in der Lage sein, auf der Oberfläche des Planeten Mars bewohnbare Habitate errichten zu können. Um dies langfristig aufrechterhalten zu können müssen kommende Marsmissionen allerdings in der Lage sein, aus dem vor Ort verfügbarem Material - überwiegend Regolith, also meist in Form von Staub oder feinem Sand vorliegendem Oberflächengestein - verwendbares Baumaterial zu produzieren. Dabei muss das Material bei geringem Druck und mit möglichst niedrigem Energieaufwand gebunden und verfestigt werden können.

Einem Forschungsteam des Trinity College in Dublin ist es nun gelungen, mit Hilfe von Kohlenstoff-Nanoröhrchen stabile Ziegel aus Regolith zu formen. „Wir haben ein Verfahren demonstriert, mit dem kleine Mengen von Kohlenstoff-Nanoröhren verwendet werden können, um Pulver wie Mond- oder Marserde in Baumaterialien umzuwandeln,“ sagt Professor Jonathan Coleman, Leiter des Forschungsprojekts am Trinity College. „Sie können nahezu bei Raumtemperatur hergestellt werden, wodurch der Energieaufwand für ihre Herstellung minimiert wird.“ Diese Verbundwerkstoffe könnten eine Schlüsselkomponente für den Bau der ersten semipermanenten Basen auf dem Mond, dem Mars oder anderen Planeten sein.

Stabil wie Granit und elektrisch leitfähig

Dabei weisen die auf diesem Weg gefertigten Blöcke trotz ihrer relativ geringen Dichte eine Festigkeit auf, die an die von Granit heranreiche. Die stärksten mit dieser Methode hergestellten Steine hätten demnach eine Druckfestigkeit von 100 MPa. Eine solche Härte wäre mit den besten regulär irdisch hergestellten Betonarten vergleichbar.

Die auf diesem Weg geformten Ziegel weisen einen weiteren Vorteil auf: Sie verfügen aufgrund der integrierten Kohlenstoff-Nanoröhren über eine gute elektrische Leitfähigkeit. Dadurch könnten sie etwa nach Ansicht der Forscher als interne Sensoren zur Überwachung des baulichen Zustands von außerirdischen Gebäuden dienen. So könnten Sie Warnsignale geben, wenn eine vermeintlich dichte Struktur einer Mars-Basis zu versagen beginnt, ehe ein katastrophaler Hüllenbruch eintritt.

Der Bau einer semipermanenten Basis auf dem Mond oder dem Mars erfordert eine maximale Nutzung der vor Ort vorhandenen Materialien und eine Minimierung der von der Erde transportierten Materialien und Geräte. Das bedeutet, dass für den Bau von Habitaten auf der Marsoberfläche das vorhandene Marsgestein so effizient wie möglich genutzt werden muss und Teams vor Ort nur auf sehr geringe Mengen an irdischem Material angewiesen sein dürfen. Die Studie der Trinity-Foscher zeige, dass „Pulver auf der Basis von Siliziumdioxid“ sowie Simulanz-Staub, der Mars- oder Mond-Regolith vertrete, mit „nur wenigen Prozent Kohlenstoff-Nanoröhrchen“ als Bindemittel bei Raumtemperatur zu Baumaterialien verarbeitet werden können. Das Vorhandensein von nutzbarem Wasser auf der Marsoberfläche bleibt allerdings weiterhin eine essentielle Voraussetzung.

Die von den Trinity-Forschenden entwickelten Methoden dürften aber nicht nur den Bau von Basen auf anderen Himmelskörpern ermöglichen, sondern könnten auch praktische Auswirkungen auf die irdische Bauindustrie haben. Der Einsatz eines Nanomaterials wie Graphen in Zement könnte die Festigkeit des resultierenden Betons um bis zu 40% erhöhen. Dies bestätigt auch bereits bestehende Studien zum Einsatz von Graphen bei der Gewinnung von Baumaterial.(sg)

Künftige Mond- und Marsmissionen

Raumanzug mit LTE-Technik soll Videos in Echtzeit zur Erde funken

Sichere Weltraummission

Helga und Zohar liefern wichtige Erkenntnisse über Weltraumstrahlung

(ID:50194170)