In der Nähe des Südpols des Mondes liegt ein 13 Meilen breiter und 2,5 Meilen tiefer Krater namens Shackleton, benannt nach dem Antarktisforscher Ernest Shackleton. Shackleton – und Krater wie dieser – können ungenutzte Ressourcen enthalten, die durch Mondbergbau erschlossen werden können.
Solarenergie ist die optimale Energiequelle für den Mondbergbau, da sie nicht von der Erde transportiert werden muss, sondern direkt von der Sonne abgestrahlt wird. Das Problem bei der Nutzung von Sonnenenergie innerhalb von Kratern besteht darin, dass einige Krater sogar während des Mondtages völlig im Schatten liegen können.
Unter der Leitung von Dr. Darren Hartl, einem außerordentlichen Professor für Luft- und Raumfahrttechnik an der Texas A&M University, haben Forscher von Texas A&M mit dem NASA Langley Research Center zusammengearbeitet, um eine Lösung zu entwickeln, bei der Solarreflektoren zum Einsatz kommen, um Sonnenenergie auf den Boden von Mondkratern zu bringen.
„Wenn man einen Reflektor am Rand eines Kraters anbringt und in der Mitte des Kraters einen Kollektor hat, der das Licht der Sonne empfängt, kann man die Sonnenenergie nutzen“, sagte Hartl. „In gewisser Weise beugen Sie also das Licht der Sonne in den Krater.“
Diese Forschung befindet sich noch im Anfangsstadium und die Forscher verwenden Computermodellierungssysteme, um verschiedene Designs für den Reflektor zu entwickeln. Modelle zeigen, dass eine parabolische Form optimal ist, um die am Boden der Krater reflektierte Lichtmenge zu maximieren.
Eine der größten technischen Herausforderungen für Hartl und sein Team sind die Frachtbeschränkungen bei Weltraummissionen. Ziel ist es, einen Reflektor zu schaffen, der kompakt genug für die Raumfahrt und groß genug ist, um als effektiver Reflektor zu dienen.
Um diese beiden Anforderungen zu erfüllen, verwenden Forscher ein selbstverwandelndes Material, das von Hartl und anderen Ingenieuren von Texas A&M entwickelt wurde.
„Bei Weltraummissionen müssen Astronauten möglicherweise einen großen Parabolreflektor von einem relativ kleinen und leichten Landesystem aus einsetzen. Hier kommen wir ins Spiel“, sagte Hartl. „Wir erwägen die Verwendung von Formgedächtnismaterialien, die die Form des Reflektors als Reaktion auf Systemtemperaturänderungen ändern.“
Neben der Partnerschaft mit dem NASA Langley Research Center arbeiten Hartl und sein Team aus Doktoranden bei diesem Projekt auch mit Bachelor-Studenten der Texas A&M zusammen.