Ein Turm auf dem Mond könnte Astronauten mit Licht, Strom und Orientierung versorgen

Technologien, die die Artemis-Mission der NASA ermöglichen, kommen in Hülle und Fülle, denn bevor eine dauerhafte menschliche Präsenz auf dem Mond etabliert werden kann, müssen noch viele Probleme gelöst werden. Eine neuartige Idee von Honeybee Robotics, einem der bekanntesten Raumfahrtunternehmen, das jetzt Blue Origin gehört, könnte viele dieser Probleme mit einem einzigen Infrastrukturelement lösen.

Das Lunar Utility Navigation with Advanced Remote Sensing and Autonomous Beaming for Energy Redistribution, oder LUNARSABER (der Name muss von jemandem stammen, der Star Wars wirklich mag), ist ein 100 m hoher Mast, auf dessen Spitze eine Tonne Ausrüstung Platz findet. Er könnte als zentrale Strom-, Kommunikations- und Beleuchtungszentrale einer Artemis-Basis und als Teil eines Mesh-Netzwerks mit anderen interessanten Orten auf der Mondoberfläche dienen.

Beginnen wir mit der Technologie, die LUNARSABER selbst ermöglicht. Keine Rakete kann einen 100 Meter hohen Turm tragen und auf dem Mond landen, und der Bau eines solchen Turms auf der Mondoberfläche ohne vorhandene Infrastruktur wäre ebenfalls nahezu unmöglich. Honeybee wird also eine andere vorhandene Technologie nutzen – das Deployable Interlocking Actuated Bands for Linear Operations- oder DIABLO-System (vielleicht mag jemand bei Honeybee auch Spiele von Blizzard Entertainment).

DIABLO verwendet ein gerolltes Stück Metall und biegt es zu einer einsetzbaren zylindrischen Struktur, die schwere Nutzlasten trägt. In diesem Fall dient diese Struktur als Basis für LUNARSABER. Aber das Geheimnis liegt darin, was diese Struktur ermöglicht. Schauen wir uns zuerst an, was an den Seiten passiert.

Da Energie auf dem Mond eine so wichtige Sache ist, scheint es am sinnvollsten, Solarmodule an den Seiten anzubringen, und genau das macht Honeybee. In einem kürzlich veröffentlichten Video diskutieren sie zwei Arten der Solarmodulinstallation.

Eines davon sieht aus wie ein Jo-Jo, das aus dem oberen Nutzlasthalter des LUNARSABER-Turms ausgefahren wird. Diese Methode würde die darunterliegende Metallstruktur vollständig umhüllen, aber dennoch Zugang zur Sonne aus allen Winkeln ermöglichen. Alternativ könnte der obere Teil des 100 m hohen Turms seine Ausleger ausfahren, die herkömmliche Solarmodule halten, und dann der Sonne auf ihrer 14-tägigen Reise über den Mondhimmel folgen.

Die Ingenieure von Honeybee schätzen, dass mit diesen Techniken etwa 100 kW Leistung erzeugt werden könnten, aber es gibt noch weitere Vorteile. Einige Teile der Mondpole sind in ewiges Sonnenlicht getaucht – oder zumindest fast. An diesen Stellen würde ein hoher Mast fast 95 % der Zeit zumindest etwas Sonnenlicht einfangen. Zugegeben, das Sonnenlicht würde nur den oberen Teil von LUNARSABER erreichen, was seine Gesamtleistung erheblich verringern würde. Dennoch ist es zweifellos besser, während der kalten Mondnacht etwas Strom zu haben, als keinen zu haben und zum Überleben auf Batterien angewiesen zu sein.

Die Stromversorgung ist jedoch nur ein Teil der Funktion von LUNARSABER. Es verfügt über vier weitere Hauptfunktionen:

Lassen Sie uns zuerst den ersten Punkt angehen. Energieübertragung ist in der Weltraumtechnologie-Community der letzte Schrei, was teilweise auf die jüngsten erfolgreichen Tests von Caltech und dem Naval Research Laboratory der USA zurückzuführen ist. Diese Technologie könnte auch bei LUNARSABER eingesetzt werden.

Wenn ein Mast im Sonnenlicht steht, während ein anderer im Schatten liegt, kann der Mast mit überschüssiger Energie Energie zu dem Mast übertragen, der sie benötigt. Darüber hinaus kann diese Energieübertragung zwischen dem LUNARSABER und einzelnen Objekten wie Rovern oder Astronauten in Raumanzügen erfolgen. Wenn jemand Energie nachfüllen muss, könnte ein 100 m hoher Turm mit einem Energieübertragungssystem auf der Spitze diese Nachfüllung über ein riesiges Gebiet sehr effektiv bereitstellen.

Um diese Anlagen effektiv mit Strom zu versorgen, muss der LUNARSABER allerdings wissen, wo sie sich befinden. Hier kommt die zweite Technologie ins Spiel. Mithilfe einer Reihe von Sensoren kann er verschiedene Anlagen finden und verfolgen, während sie rund um den LUNARSABER-Turm in Betrieb sind. Alles mit direkter Sichtverbindung könnte direkt vom Turm selbst verfolgt und mit Strom versorgt werden.

Sichtverbindung ist für den nachfolgenden Anwendungsfall ebenfalls hilfreich, aber nicht notwendig. LUNARSABER könnte als eine Art Handyturm auf dem Mond dienen und eine drahtlose Kommunikation zwischen den Assets in seinem Netzwerk ermöglichen. Dieser Internet-Prototyp ermöglicht es verschiedenen Rovern, sich abzustimmen oder einem Astronauten in einem Teil der Basis, einem Rover in einem anderen Teil einen Befehl zu erteilen.

Und schließlich wäre es für die Astronauten hilfreich, ihre Ziele zu sehen, um diese Befehle erteilen zu können. Auch für die Rover wäre es hilfreich, da viele ihrer wissenschaftlichen Missionen sonst die zweiwöchige Mondfinsternis abwarten müssten. Flutlichter auf der Oberseite von LUNARSABER könnten diese Astronauten und Rover mit sichtbarem Licht versorgen, sodass sie ihre Aktivitäten unabhängig von Mondnacht effektiv durchführen können.

Ein weiterer Aspekt von LUNARSABER, der einige der oben genannten Anwendungen nutzt, ist die Kombination mehrerer Türme in einem Sichtliniennetz, wodurch sowohl Kommunikation als auch Strom buchstäblich von der anderen Seite des Mondes übertragen werden könnten. Dies ermöglicht zwei Hauptanwendungen, die sich bei der Mondforschung als Dorn im Auge erwiesen haben: konstante Sonnenenergie und konstante Kommunikation mit der Erde.

Da mindestens die Hälfte des Mondes immer beleuchtet ist, sollte, wenn Ingenieure LUNARSABERs strategisch auf der Mondoberfläche platzieren, immer mindestens einer im vollen Sonnenlicht stehen. Dieser eine Sonnenlichtturm könnte dann drahtlos Strom an einen anderen Turm in seiner Sichtlinie übertragen. Dieser Prozess könnte so lange fortgesetzt werden, bis der Strom zurück zur Hauptbasis von Artemis gesendet wird, sodass er auch in der kalten Dunkelheit des Mondes Strom liefert.

Auch die Erkundung der anderen Seite des Mondes ist schwierig, da sich der Bereich wissenschaftlicher Untersuchungen hauptsächlich auf die uns zugewandte Seite beschränkt. Ein strategisch aufgestelltes Netz von LUNARSABERS würde jedoch die Kommunikation mit der Erde ermöglichen, selbst wenn die „dunkle“ Seite des Mondes erforscht wird, die uns zugewandt ist.

Vishnu Sangiepalli, der PI des LUNARSABER, drückte es in einem aktuellen Video so aus: „Der LUNARSABER lässt sich am besten als Schweizer Taschenmesser beschreiben.“ Diese multifunktionalen Werkzeuge sind seit Jahrzehnten fester Bestandteil der Taschen von Forschern, und LUNARSABER bietet ihnen die gleiche Vielseitigkeit und Flexibilität, um die Probleme zu lösen, mit denen die neuen Mondforscher konfrontiert sind.