Pläne für eine Mondstadt mit einer Million Einwohnern stoßen auf eine fundamentale Ressourcengrenze. Laut einer im Forschungsmagazin Frontiers in Space Technologies veröffentlichten Analyse würde der vorhandene Wassereisvorrat an den Mondpolen selbst bei extrem effizientem Recycling nach rund einem Jahrhundert verbraucht sein.
Ambitionierte Pläne der Raumfahrtpioniere und die Wasserrealität
Tech-Milliardäre wie SpaceX-Gründer Elon Musk und Jeff Bezos haben in den vergangenen Jahren weitreichende Visionen für die Zukunft des Erdtrabanten formuliert. Während Musk ankündigte, innerhalb von zehn Jahren eine self-growing city
(eine selbstwachchende Stadt) auf dem Mond errichten zu wollen, treibt Bezos Pläne voran, schwere Industrie dorthin zu verlagern. Diese Vorhaben setzen voraus, dass der Mond die notwendigen Ressourcen zur Selbstversorgung bereitstellen kann. Doch neue wissenschaftliche Berechnungen zeigen, dass der dortige Wasservorrat für ein Grossprojekt dieser Dimension bei weitem nicht ausreicht.
Hintergrund dieser Debatte sind die permanent beschatteten Krater an den Polen des Mondes, in denen sich Wassereis erhalten hat. Kurz nach der Entstehung des Mondes schlugen wasserreiche Asteroiden auf dessen Oberfläche ein. An den Polen hoch aufragende Kraterränder verhindern, dass Sonnenlicht in diese Regionen vordringt. In diesen tiefen, kryogen kalten Becken, die seit etwa vier Milliarden Jahren kein direktes Sonnenlicht mehr gesehen haben, blieb das Eis konserviert.
Berechnungen zum Wasserverbrauch einer Million Menschen
Um herauszufinden, wie lange die Ressourcen für eine menschliche Zivilisation reichen würden, errechneten die Astrophysiker Martin Elvis vom Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian und Jonathan McDowell vom Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian sowie der Durham University den Bedarf einer hypothetischen Mondstadt. Als optimistische Obergrenze setzten sie in ihrer Untersuchung eine geschätzte Gesamtmenge von einer Milliarde Metriktonnen Wassereis an.
Ohne jegliches Recycling wäre dieser Vorrat rasant aufgebraucht. Eine Milliarde Tonnen Wasser entspricht etwa einem Viertel Kubikkilometer. Ein Mensch in den Vereinigten Staaten verbraucht jährlich rund 125 Tonnen Wasser für Trinken, Waschen und Sanitäranlagen. Noch schwerer wiegt jedoch die Nahrungsmittelproduktion: Nach Berechnungen der Weltbank erfordert die Erzeugung der täglichen Mahlzeiten für eine Person mehrere Tonnen Wasser. Selbst unter Annahme stark optimierter Landwirtschaftsmethoden auf dem Mond würde eine Millionenstadt diesen gesamten Vorrat nach nur zwei Jahren vollständig ausschöpfen.
Selbst unter Einbeziehung modernster Recyclingtechnologien – orientiert an der Internationalen Raumstation ISS, die nach Angaben der beteiligten Forscher etwa 98 Prozent des verwendeten Wassers wiederaufbereitet – ändert sich das Bild grundlegend. Der Verlust von lediglich zwei Prozent durch unvermeidliche Leckagen und Prozesse führt dazu, dass der gesamte Wasservorrat der Pole nach rund einem Jahrhundert aufgebraucht wäre.
Martin Elvis, Astronom am Smithsonian Astrophysical Observatory, erklärte, er sei davon ausgegangen, dass eine Milliarde Tonnen Wasser unter Berücksichtigung von Recycling reichlich vorhanden sein würde.
Gegensatz zwischen Energieversorgung und Ressourcenmangel
Während die Wasserversorgung das zentrale Hindernis darstellt, zeigt die Analyse, dass die Energieerzeugung auf dem Mond vergleichsweise unproblematisch gelöst werden kann. Der Mond weist eine Neigung von lediglich 1,5 Grad auf. In der Nähe der Pole wandert die Sonne daher permanent knapp über den Horizont und bescheint die Hochplateaus und Kraterränder fast ununterbrochen.
In der schwachen Schwerkraft des Mondes könnten Solartürme auf den Kraterrändern laut den Berechnungen Höhen von bis zu einem Kilometer erreichen. Solche Anlagen könnten konstant etwa 3 Gigawatt an elektrischer Leistung bereitstellen. Eine Millionenstadt, deren Verbrauch nach US-Haushalts- und Industriestandards bei rund 2,1 Gigawatt liegen würde, wäre damit energetisch versorgt. Das limitierende Element für eine grosse Siedlung ist folglich nicht der Strom, sondern das Wasser.
Unterschiedliche Schätzungen der tatsächlichen Eismengen
Die zugrundeliegende Milliarde Tonnen Eis gilt zudem als sehr optimistische Annahme.
| Untersuchung oder Quelle | Geschätzte Wassereismenge an den Mondpolen |
|---|---|
| Radarmessungen der Raumsonde Chandrayaan-1 (2013) | Mehrere hundert Millionen Tonnen im Südpolgebiet |
| Auswertung von 65 grossen Kratern (2022) | Etwa 34 Millionen Tonnen in den acht eisreichsten Kratern |
| Kamera-Analyse dunkler Kraterböden (aktuelle Studie) | Eisnachweis in nur 3,5 Prozent der kältesten Fallen |
Fällt der tatsächliche Wasservorrat – wie es einige der neueren Daten nahelegen – um das Dreißigste geringer aus als die optimistische Obergrenze, verkürzen sich auch die berechneten Zeiträume für eine Siedlung im gleichen Masse. Eine Reduktion des Vorrats um den Faktor 30 würde bedeuten, dass selbst eine stark recycelnde Zivilisation das Wasser in wenigen Jahren aufbrauchen würde.
Perspektiven für kleinere Mondbasen und offene Regulierungsfragen
Angesichts dieser Knappheit unterscheiden die Studienautoren strikt zwischen einer Grossstadt und einer kleineren Forschungsstation. Während eine Metropole mit einer Million Menschen nach einem Jahrhundert scheitern würde, sieht die Lage für überschaubare Habitate anders aus. Eine Forschungsbasis mit 1.000 bis 10.000 Menschen, vergleichbar mit der Population auf antarktischen Forschungsstationen im Winter, könnte die vorhandenen Vorräte über Jahrhunderte hinweg nutzen.
Um die ambitionierten Pläne dennoch langfristig zu ermöglichen, nennen die Forscher mehrere Lösungsansätze: die Effizienz des Recyclings drastisch zu steigern, den Pro-Kopf-Verbrauch weiter zu senken, Wasser von Asteroiden anzuliefern oder gezielt nach weiteren Vorkommen zu suchen. Zudem fordern die Autoren, die verbleibenden Eisressourcen streng zu regulieren, anstatt sie nach dem Prinzip wer zuerst kommt, mahlt zuerst auszubeuten.
