Wie zugänglich ist Titan auf dem Mond?

Der Abbau des Mondes zur Gewinnung seiner Ressourcen ist ein entscheidender Schritt auf dem Weg der Menschheit in das Sonnensystem. Einer der häufigsten Rohstoffe auf dem Mond gilt hier auf der Erde als relativ wertvoll: Titan.

Mit 10.000 US-Dollar pro Tonne ist es eines der wertvolleren Metalle, die in verschiedenen Branchen wie der Luft- und Raumfahrt und der Nanotechnologie verwendet werden. Könnten wir also Titan vom Mond nutzen, um die Wirtschaft der Erde mit mehr von diesem wertvollen Material zu versorgen? Diese Frage steht im Mittelpunkt einer Arbeit von Forschern der Universität Uppsala in Finnland.

Es sollte nicht überraschen, dass Titan, das neunthäufigste Element im Universum, auf dem Mond reichlich vorhanden ist. Der größte Teil des Titans auf dem Mond ist in einem Mineral namens Ilmenit enthalten, das auch auf der Erde für nur etwa 390 US-Dollar pro Tonne erhältlich ist. Ilmenit macht bis zu 20 % des Volumens einiger Gesteine ​​im Meer der Ruhe aus, wo die Apollo-Astronauten landeten und Proben sammelten.

Um sicherzustellen, dass sie die Menge an potenziellem Titan, die an diesem Ort auf dem Mond verfügbar ist, genau wiedergeben, haben die Autoren eine neue Studie durchgeführt Studie veröffentlicht in der Europäischer Geologe In der Zeitschrift Renaud Merle, Mikael Höök, Valentin Troll und Alexander Giegling wurden zwei unterschiedliche Konzentrationen von Ilmenit untersucht – 3 % für den allgemeinen Regolith in der Region und 15 % für das Basaltgestein, das die Apollo-Astronauten beprobt hatten. Anschließend verglichen sie die potenzielle Produktion einer Mine in dieser Region mit der Tellnes-Mine in ihrem Heimatland Norwegen, einer der produktivsten der Welt.

Tellnes liegt auf einem der reichsten Titanvorkommen der Welt, mit geschätzten 575 Millionen Tonnen, die für den Abbau zur Verfügung stehen. Obwohl es im Vergleich zum Meer der Ruhe winzig klein ist, bedeutet seine hohe Konzentration von 18 % TiO2 (Titandioxid – die am häufigsten vorkommende Form des Materials), dass es wohl eine hohe Lebensdauerleistung hat und eine Basis für den Vergleich darstellt Ausstoß einer Mondmine. Wichtig ist, dass regelmäßig jährlich 750 Kilotonnen Ilmenit produziert werden, was etwa 5 % der weltweiten Titanproduktion entspricht.

Für den Betrieb der Mine sind ein großer Bagger und sechs große Muldenkipper erforderlich. Insgesamt stellen die von Caterpillar hergestellten Bagger und Muldenkipper fast 2.500 Tonnen Material dar, das zum Mond transportiert werden soll. Die Autoren schätzen, dass dafür mehr als 40 Starts einer Saturn V erforderlich wären – etwa so viele, wie für den vollständigen Aufbau der ISS erforderlich waren.

Sobald die Ausrüstung auf dem Mond ist, muss sie noch mit Strom versorgt werden. Große Dieselmotoren, die derzeit diese Mammutmaschinen antreiben, sind auf dem Mond keine wirkliche Option. Auf der Erde beträgt die Gesamtleistung, die für den Betrieb aller sieben Maschinen erforderlich ist, etwa 11 MW, was nach Ansicht der Autoren durch eine Kombination aus Solarenergie und Kernkraft gedeckt werden könnte. Sie erwähnen jedoch nicht, wie sich eine ausreichend große Batterie auf ihre Gewichtsberechnungen auswirken würde.

Wie effektiv wäre also ein solcher Bergbaubetrieb, wenn alles vorhanden, eingeschaltet und in Betrieb wäre? Es gibt mehrere Möglichkeiten, die Wirksamkeit zu messen. Schauen wir uns zunächst die Gesamtmenge des produzierten Titans an. Den Berechnungen der Autoren zufolge liegt die erwartete Fördermenge bei etwa 500 kt pro Jahr – etwa zwei Drittel der Menge der Tellnes-Produktion – es sollte jedoch beachtet werden, dass es bis zu 20 Jahre dauern wird, bis dieses Niveau erreicht ist.

In 20 Jahren kann sich hinsichtlich der Technologie und des Materialverbrauchs im Allgemeinen viel ändern. Daher liefert dieses Papier letztendlich keine überzeugenden Argumente dafür, warum es vorteilhaft wäre, Titan als wirtschaftliche Lösung abzubauen, insbesondere da Minen auf der Erde dies schnell tun könnten Ihre Produktion steigern, um der steigenden Nachfrage auf der Erde gerecht zu werden.

Der Abbauprozess hat jedoch einen zusätzlichen Vorteil: Durch das Aufbrechen von Ilmenit zur Freisetzung des Titans wird auch Sauerstoff freigesetzt, der für alles notwendig ist, vom Raketentreibstoff bis zur Atemluft. Anstatt also gezielt nach Titan zu streben, könnten sich frühe Mondabbaubemühungen auf den im Ilmenit enthaltenen Sauerstoff konzentrieren und als Nebeneffekt Titan produzieren – angeblich das wertvollere der beiden Materialien auf der Erde.

Allerdings ist es, wie die Autoren in dem Papier betonen, zweifelhaft, ob ein solches Projekt in den nächsten zehn Jahren durchgeführt wird. Bis dahin werden sich die Technologien weiterentwickeln, bis eines Tages jemand das erste Stück Titan vom Mond abbauen wird. Es bleibt nur abzuwarten, wo dieses wertvolle Material in diesem Fall am nützlichsten sein wird.