Artemis, Stadt auf dem Mond

Noch haben wir Menschen keine Basis auf dem Mond, aber Andy Weir, der Autor von „Der Marsianer“ (im Shop), hat eine ziemlich gute Vorstellung davon, wie sie aussehen sollte. Er hat auch eine ziemlich gute Vorstellung davon, wie man dort oben Sabotage begehen könnte. Beides stellt er uns in seinem neusten Roman „Artemis“ (im Shop) vor. Wie auch schon für „Der Marsianer“ hat Weir sehr genau recherchiert, wie eine Mondbasis aussehen und wie sie funktionieren könnte, ehe er auch nur eine Zeile zu Papier gebracht hat. Der Mond ist ein logischer Ort für die ersten menschliche Stadt, die nicht auf der Erde ist: er ist ziemlich nah, wir wissen, wie wir dorthin kommen, und wir finden die nötigen Rohmaterialien vor Ort, um eine Basis bauen zu können.

Und wir hätten einen guten Grund, warum wir auf den Mond wollen: Geld. Auf dem grauen Trabanten liegen Unmengen davon herum, sei es Helium-3 (wie in Ian McDonalds Luna-Trilogie (im Shop)), seien es Metalle, seltene Erden und andere Rohstoffe. Seit die Lunar-Prospector-Sonde 1998 Hinweise auf Wasser auf dem Mond entdeckt hat, scheint so eine Basis auch machbar zu sein – wir müssten also nicht mehr alles, was wir brauchen, um auf Luna zu überleben, von der Erde einfliegen lassen, was enorme Kosten sparen würde. Von diesem Gesichtspunkt ist auch Andy Weir ausgegangen, als er Artemis, seine Mondstadt und heimliche Heldin der Geschichte, entworfen hat: zunächst entwickelte er ein Szenario, in dem es für die Menschheit einen wirtschaftlichen Sinn gab, eine Mondbasis zu errichten. Danach machte er sich daran, Artemis so zu entwickeln, dass sie ihren Bewohnern ausreichend Schutz bot, und fragte sich, welche Baumaterialen verwendet werden könnten und woher es stammen würde. Er entwickelte ein Modell kommerzieller Raumflüge, das sich an die Entwicklung der kommerziellen Luftfahrt anlehnte, um den Zeitraum zu ermitteln, an dem sich Normalbürger eine Reise zum Mond würden leisten können (die 2080er – Kosten für einen Familienausflug: um den 70.000 US-Dollar. Hoch, aber nicht unmöglich.).

Danach ging es ans Eingemachte: an das Design. Da es auf dem Mond sehr viel Anothorsit gibt, ein Gestein, das beim Schmelzen in Sauerstoff, Aluminium, Silikon und Kalzium zerfällt, wäre Aluminium als Grundbaustein der Mondbasis vor Ort vorhanden, und die Frage nach dem Sauerstoffnachschub wäre ebenfalls geklärt. Artemis besteht aus fünf Kugeln, die zum größten Teil unter der Oberfläche liegen. Nur der obere Teil ragt als Kuppel aus dem Regolith. Artemis hat eine doppelte Hülle, die aus einer Reihen dreieckiger Aluminiumplatten besteht, die die Kuppel formen. Danach kommt eine ein Meter dicke Schicht gemahlener Regolith zum Schutz vor der Strahlung, danach wieder die dreieckigen Alu-Platten. Da man für die Aluminium- und Sauerstoffproduktion sehr viel Energie braucht – mehr, als man durch Solarzellen bekommen könnte – braucht Artemis ein Kernkraftwerk. Dabei denkt man zuerst an die gigantischen Kühltürme und riesige Anlagen, aber man kann Atomreaktoren auch in U-Booten einbauen, die gibt es also auch in so klein, dass wir sie zum Mond transportieren können. Recycling für Atemluft und Trinkwasser; ein System, das Wassermoleküle aus der Umgebung zieht, oder das aus dem bei der Aluminiumproduktion anfallenden Sauerstoff durch Hinzufügen von Wasserstoff H₂O produziert, et voilà, wir haben eine bewohnbare Mondbasis.

Moment mal: Wenn das alles so einfach ist, warum gibt es dann noch keine bewohnbare Mondbasis? Weil sie im Kalten Krieg keine militärische Bedeutung hatte. Bei allem Jubel über die Leistung der NASA, Menschen zum Mond zu schicken, vergessen wir immer wieder, dass das „Space Race“ im Grunde der sehr öffentlichkeitswirksame Beweis war, dass Amerika und die Sowjetunion in der Lage sind, Atomraketen zu bauen, die gegebenenfalls den Feind vom All aus vernichten können. Alles, was mit „sollten wir machen, weil wir es können“ begründet wurde, bekam schlicht keine finanzielle Unterstützung von der US-Regierung, und in Russland sah es nicht anders aus. Das heißt aber nicht, dass man sich diesseits wie jenseits des Eisernen Vorhangs keine Gedanken über eine Basis auf dem Mond gemacht hätte – im Gegenteil: Das „Space Race“ brachte Wissenschaftler dazu, über etwas nachzudenken, was bisher Domäne der Science-Fiction gewesen war.

Einer der ersten, der ernsthaft darüber nachdachte, eine Basis auf dem Mond zu errichten, war der Vater der Raketenwissenschaft Konstantin Eduardowitsch Ziolkowski (1857-1935), der den Mond als „Sprungbrett“ ins All sah – und obendrein vorschlug, zum Bau die Materialien zu verwenden, die wir auf dem Mond finden würden. In den 1950ern, vor allem aber nach dem Start von Sputnik 1957, schossen die Ideen für Mondbasen wie die Pilze aus dem Boden. So prophezeite Professor Aleksandr Aleksandrow, Rektor der Leningrader Universität und Mitglied der Sowjetischen Akademie der Wissenschaften, im Oktober 1957 in einem Interview mit Izwestiya, dass es schon bald eine Basis zur friedlichen Erforschung des Mondes auf unserem Erdtrabanten geben könnte.

Aber wie sollte diese Basis aussehen? Im Grunde gab es von Anfang an zwei Möglichkeiten: die eine sah vor, feste Strukturen – in der Regel Zylinder aus Metall – auf den Mond zu bringen und dort unter Regolith zu begraben, um die Besatzung vor Strahlung zu schützen. Die zweite Möglichkeit war eine aufblasbare Basis, oft ringförmig, die, Sie ahnen es, zumindest teilweise unter Regolith begraben werden sollte, um die Besatzung vor Strahlung zu schützen. Letztere Idee wurde von Arthur C. Clarke (im Shop) 1954 formuliert: seine Basis sah ein bisschen wie eine Reihe von Iglus aus, die auf dem Mond aufgeblasen werden und zumindest teilweise unter der Oberfläche liegen sollten. Einfach zu kultivierende Algen sollten die Luft reinigen und als Nahrung dienen, und ein Kernkraftwerk sollte die Station mit Energie versorgen – genau wie Artemis. Interessanterweise schlug er auch vor, dass gigantische elektromagnetische Kanonen – Railguns – von der Mondbesatzung gesteuert werden sollte, um Raumschiffen auf interplanetaren Flügen Nahrung und Treibstoff zukommen zu lassen … In diesem Interview von 1963 führt Clarke seine Vision weiter aus, darunter auch überkuppelte Mondstädte auf der Rückseite des Mondes, wo man vor Strahlung besser geschützt wäre. Goodyear, der bekannte Reifenhersteller, nahm diese Idee auf und entwickelte 1961 eine aufblasbare Raumstation, die es jedoch nie ins All schaffte.

Nach Sputnik verfiel die westliche Welt in einen regelrechten Schock, denn man war nun der Roten Gefahr aus dem All schutzlos ausgeliefert. Das galt nicht nur für den Erdorbit, sondern auch für den Mond: was, wenn die Sowjets dort eine Basis errichteten, von der aus sie Raketen auf die Erde abfeuern konnten? Daher machten sich die beiden konkurrierenden Zweige der US-Streitkräfte, die Air Force und die Army, an die Arbeit: beide entwickelten 1959 in etwa gleichzeitig ihre Entwürfe für eine Mondbasis. Bei der Army Ballistic Missile Agency, einer der Vorläufer der NASA unter Wernher von Braun, arbeitete Heinz-Hermann Kölle an Project Horizon, einer Station, die mit 12 bis 20 Mann Besatzung 1966 in Betrieb genommen werden sollte. Die neu entwickelten Saturn-I- und –II-Raketen sollten die zylinderförmigen Module und sonstigen Baugeräte, insgesamt rund 245 Tonnen, ab 1964 in 40 Starts auf den Mond bringen. Ein im Erdorbit zusammengebautes Raumschiff sollte dann ab 1965 zwischen Erde und Mond hin- und herfliegen, um Besatzung, Nachschub und weitere Geräte zum Mond zu bringen. Zur Verteidigung gegen feindliche Kosmonauten sollten modifizierte Claymore-Minen benutzt werden, und natürlich war auch eine Raketenabschussbasis im Gespräch. Oh, und natürlich könnten die Soldaten den Mond ja auch erforschen – ganz friedlich, versteht sich. Dazu sollten die Astro-Soldaten Anzügen aus Metall tragen, um vor Hitze, Kälte und Meteoriten geschützt zu sein. Warum genau die Schlittschuhe haben, geht aus der Studie nicht hervor. Vielleicht kam sie deswegen nie in ein konkretes Planungsstadium? (Die beiden Teile der Project-Horizon-Studie finden Sie hier: Teil 1: Summary and Supporting Considerations; Teil 2: Technical Considerations and Plans). Das Lunex-Projekt der Air Force sah vor, bis 1967 einen Menschen zum Mond und wieder zurück zu bringen und parallel dazu einen Außenposten auf dem Mond zu errichten, der ab 1968 bemannt werden sollte. Spätestens mit dem Weltraumvertrag 1967 war jedoch Schluss mit Militärbasen auf dem Mond – sowohl amerikanischer als auch sowjetischer.

Wobei, glaubt man Sergej Pawlowitsch Koroljow, dem Vater des sowjetischen Raumfahrtprogramms, hatte die UdSSR ohnehin nie vor, eine militärische Präsenz auf Luna zu errichten. In einem Zeitungsartikel, der Koroljow 1960 unter seinem Pseudonym „K. Sergejew“ in der Staatszeitung Prawda veröffentlichte (bis zu seinem Tod 1966 wurde die Identität des Chefkonstrukteurs der russischen Raumfahrtbehörde streng geheim gehalten), betont Koroljow, dass die westlichen Imperialisten vermutlich eher wirtschaftliche denn wissenschaftliche Gründe hätten, zum Mond zu fliegen, und ihn deswegen ausbeuten denn erforschen wollen würden. In demselben Artikel schlägt Koroljow vor, zunächst einmal Baumaterial auf dem Mond zu landen, das dann von den ebenfalls mitfliegenden Robotern zu einer Basis zusammengebaut werden sollte, ehe die Menschen nachkommen würden – ein Ansatz, über den man bis heute nachdenkt, vor allem, wenn es um bemannte Mars-Missionen geht. Auf dieser Basis, so führte er in seinem in den 1980er Jahren veröffentlichten „Anmerkungen zu Interplanetaren Raumschiffen und Orbitalstationen“ weiter aus, sollte dann auch Treibstoff und Nahrung zwischengelagert werden, die interplanetare Raumschiffe versorgen sollte – ganz gemäß Ziolkowskis Vision vom Mond als Sprungbrett ins All (und artverwandt mit Arthur C. Clarkes Idee der Versorgungs-Railguns, wenn auch weniger spektakulär).

Bis 1967 hatte die Idee einer Mondbasis dann auch die Regierung in Moskau erreicht, die am 17. November 1967 die Einwilligung zum Projekt Galaktika gab. Ironischerweise waren es nicht Koroljow und sein Team, das die erste Sowjet-Mondbasis entwarf – die waren nach wie vor damit beschäftigt, funktionierende Raketen, die stark genug sein würden, um überhaupt einen Menschen in die Nähe des Mondes zu bringen –, sondern das KBOM Design-Büro unter Wladimir Barmin, das die Weltraumbahnhöfe entwickelte. Das KBOM hatte mit Abteilung 29 bereits eine ganze Reihe von Ingenieuren, die sich schon vor 1967 mit potenziellen wissenschaftlichen, wirtschaftlichen und militärischen Ziele, die mit einer Mondbasis erreicht werden konnten, befasste. Ende 1969 legte Abteilung 29 in Zusammenarbeit mit der Militärisch-Industrielle Kommission der UdSSR, der VPK, die „Kolumbus-Studie“ innerhalb des Galaktika-Projektes vor. Man hatte verschiedene Varianten entwickelt, im Kern bestand die Kolumbus-Basis jedoch aus ausfahrbaren, zylinderförmigen Modulen, die im Oceanus Procellarum begraben werden sollten. Sie teilten sich in Wohn- und Arbeitsbereiche auf und sollten vier bis zwölf Kosmonauten beherbergen können, die für maximal ein Jahr auf dem Mond leben und arbeiten sollten. Die Station sollte entweder durch einen Kernreaktor oder durch Solarzellen mit Energie versorgt werden, ein Gewächshaus zur Erzeugung von Sauerstoff und Nahrung, das auch als Erholungsraum dienen sollte, Einrichtungen zum Recycling und Verwertung von Atemluft, Wasser und Abfällen; eine astronomische Forschungsstation sowie Rover und Forschungsequipment wie einen Bohrer oder Seismometer waren ebenfalls zentrale Elemente von Kolumbus. Wladimir Barmin mahnte jedoch, dass diese Basis vermutlich erst im kommenden Jahrtausend verwirklicht werden könnte. Die Staatsführung dankte ihm – und beerdigte das Projekt 1974. Bis dahin errichtete Abteilung 29 jedoch ein lebensgroßes Testmodul hier auf der Erde, in dem verschiedene Technologien getestet werden konnten.

Parallel dazu lotete man in den USA die Möglichkeit, Touristen einfach und kostengünstig auf den Mond zu bringen, aus. Philip Bono von McDonnell-Douglas entwickelte 1964 einen neuen Raketenbooster, den ROMBUS, der auch auf einer Mondbasis Verwendung finden sollte. Die schwereren, aber auch größeren ROMBUS-Booster müssten im niedrigen Erdorbit aufgetankt werden, um den Mond zu erreichen, könnten dann aber eine Ladung von viereinhalb Tonnen auf der Oberfläche absetzen. Die leeren Booster könnte man, ebenso wie die größeren Haupttanks, zu einem druckdichten Habitat umfunktionieren. Project Selena sollte bis 1984 zu einer 1000 Mann starken Kolonie anwachsen, die vor allem ein Ziel hatte: die Unterstützung einer bemannten Mars-Mission, angefangen mit unbemannten Fracht-Missionen ab 1986. Dafür hätte man ganze 33 Tonnen Material mit 1341 ROMBUS-Raketen auf den Mond bringen müssen, wovon in etwa die Hälfte weiter zum Mars geschickt werden sollte.

Während sich die NASA nach der letzten Mondlandung 1972 ganz auf den Erdorbit konzentrierte, hatte nach wie vor kein Sowjetmensch seinen oder ihren Fuß auf den Mond gesetzt. In der UdSSR war man noch nicht ganz bereit, Luna aufzugeben, und so arbeitete die NPO Energija ab 1974 an Zwezda („Stern“). NPO Energija hatte eine Schwerlast-Rakete entwickelt, die bis heute Astronauten und Kosmonauten zur ISS bringt. In den 1980ern sollte die Energija endlich Kosmonauten zum Mond befördern, so NPO-Energija-Chef Walentin Gluschko. Anders als bei den Apollo-Missionen waren Kommando- und Landmodul nicht voneinander getrennt, weswegen kein Trennmanöver im Orbit nötig war. Das Raumschiff verfügte über eine Lande- und eine Aufstiegsstufe, wie Apollo. Dazu kamen noch ein Wohn- und Arbeitsmodul, das zwei Kosmonauten Platz bot und nach dem Abflug auf dem Mond verbleiben sollte, sodass nach und nach aus den zurückgelassenen Modulen eine Basis entstehen sollte. So hätte man mit wenigen Starts binnen weniger Jahre ein Habitat errichten können, das bis zu sechs Kosmonauten Platz geboten hätte. Dazu hätten die Forscher über mehrere Rover, ein Labor-Modul sowie ein Kernkraftwerk zur Verfügung gehabt. Doch in den Siebzigern war kein Platz mehr für kühne Mondträume: die sowjetische Führung lehnte Gluschkos Projekt zugunsten des Space Shuttles Buran ab. Gluschko gab nicht gänzlich auf uns kürzte sein Projekt zugunsten einer bemannten Mission. Der Buran flog nur einmal unbemannte, ehe das Projekt 1993 aus finanziellen Gründen eingestellt wurde.

Auch wenn sich das Interesse zunehmend auf den Mars richtete, verlor man Luna nie aus den Augen. Dabei feierte die aufblasbare Basis ein Comeback, als Bigelow Aerospace 1999 gegründet wurde. Seitdem hat das Unternehmen ein aufblasbares Modul an der ISS, in dem unter anderem getestet werden soll, wie gut verschiedene Materialien vor Strahlung schützen. Je nachdem, wie diese Tests ausgehen, denkt man bei Bigelow über eine Mondbasis mit einem ähnlichen Konzept nach. Die Vorteile liegen auf der Hand: das Habitat ist leicht und könnte platzsparend zum Mond transportiert werden, sodass man zudem mehr Ladung – Menschen, Nahrung und andere Versorgungsgüter – transportieren kann. Doch auch die Idee von unterirdischen Habitaten ist nicht aus dem Rennen: 2010 entdeckte man im Mare Tranquillitatis eine Struktur, die aussieht wie der Eingang zu einer Lavaröhre. Solche Röhren entstehen, wenn ein Lavastrom auskühlt: die Oberfläche kühlt schneller aus als das Innere, das sich sozusagen seinen eigenen Tunnel erschafft. Dass es auf dem Mond einst vulkanische Aktivitäten gegeben hat, wissen wir – es ist also durchaus möglich, dass es dort solche Höhlen gibt. Dank der niedrigen Gravitation könnten diese Strukturen erstaunlich groß werden, ehe sie kollabieren. Solche Lavaröhren könnte man versiegeln, mit Atemluft befüllen und als natürliche Basis nutzen, ganz ohne Habitatmodule oder Ähnliches auf den Mond zu bringen. (Wie das aussehen könnte, schildert Ian McDonald in „Luna“ (im Shop)). Lavaröhren verlaufen oft unterirdisch, aber an manchen Stellen bricht die „Tunneldecke“ durch, sodass ein Loch entsteht, durch das man von oben ins Innere der Röhre blicken kann. Ein solches Loch glaubt die NASA im Mare Tranquillitatis entdeckt zu haben. Es hat einen Durchmesser von 400 Metern und ist knapp über 100 Meter tief.

Wer letztendlich die erste Mondbasis errichten wird, ist nach dem Kalten Krieg eigentlich schon Nebensache geworden. Amerika, Russland, die ESA, China, alle großen Raumfahrtagenturen haben Pläne für eine Mondstation – denn eines haben wir von MIR und ISS gelernt: zusammen sind wir einfach besser. Vielleicht ziehen wir also schon bald in Artemis ein.

Titelbild: NASA