Es ist ein wissenschaftlicher Schatz, der sonst streng unter Verschluss gehalten wird: Echtes Mondgestein ist auf der Erde eine Rarität. Insgesamt wurden im Rahmen verschiedener Missionen gerade einmal rund 386 Kilogramm des sogenannten Regoliths auf unseren Planeten transportiert. Umso spektakulärer ist das Projekt, das ein Forscherteam des Instituts für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik (MVTAT) der TU Bergakademie Freiberg (TUBAF) jüngst realisieren konnte.
Die Geschichte beginnt nicht in einem Hochsicherheitslabor, sondern bei einem privaten Ausflug. Dr. Ralf Ditscherlein entdeckte die seltene Probe bei einem Besuch in der Raumfahrtausstellung in Morgenröthe-Rautenkranz. Das Material stammt aus einem historischen Bohrkern der sowjetischen unbemannten Mondmission Luna 16. Nach einer erfolgreichen Anfrage durften sich die Freiberger Forscher das Gestein für ihre Analysen ausleihen.
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Die Forscher nutzten einen Röntgen-Computertomografen (CT). „Für die Untersuchung mit dem CT muss die Probe noch nicht einmal aus dem Probengefäß entnommen werden“, erklärt Ditscherlein. Das war die Grundvoraussetzung für die Leihgabe. Obwohl ein CT-Scan keine direkten chemischen Daten liefert, ermöglicht er eine extrem detaillierte geometrische Analyse. Rund 150 Partikel konnten exakt in Form und Größe vermessen und im Anschluss als dreidimensionale Modelle in bis zu 1500-facher Vergrößerung gedruckt werden.
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Da echtes Mondgestein kaum verfügbar ist, arbeitet die Wissenschaft auf der Erde mit künstlichen Nachbildungen, sogenannten Simulantien. Diese imitieren jedoch meist nur einzelne Eigenschaften des echten Regoliths. Die neuen Daten aus dem Freiberger CT-Scan ändern das grundlegend: Zusammen mit Partnern der Universität Ulm und der TU Braunschweig werden die geometrischen Eigenschaften statistisch beschrieben, um realistischere Modelle zu entwickeln. Wie sich das Material verhält, ob es gut fließt, wie dicht es sich packen oder verdichten lässt, hängt maßgeblich von der Partikelform ab.
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Diese physikalischen Parameter sind fundamental für die Planung zukünftiger Infrastrukturprojekte direkt auf der Mondoberfläche. Das Team will die gewonnenen Erkenntnisse als Open-Access-Daten bereitstellen, damit Forschende weltweit ihre künstlichen Materialien mit den realen Daten abgleichen können.
Die an der TU Bergakademie Freiberg generierten Datensätze fließen aber auch in zwei ganz konkrete Zukunftsprojekte ein. Unter den Namen MiniRoxy und Roxy-Pathfinder forschen die Wissenschaftler gemeinsam mit Airbus und dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung (IFAM) an Technologien, um auf dem Mond Sauerstoff aus Regolith zu gewinnen. Die beiden Projekte sind Bestandteil des vergleichsweise neuen Studiengangs „Space Resources“, den die Hochschule seit Herbst 2024 anbietet. Im Mittelpunkt stehen die Gewinnung und Verarbeitung von Rohstoffen direkt im Weltall.
Die originale Probe des Mondgesteins ist übrigens mitsamt den 3D-Drucken wieder wohlbehalten in die Raumfahrtausstellung nach Morgenröthe-Rautenkranz zurückgekehrt und kann dort von Besuchern besichtigt werden.
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