In der Raumfahrt ist ein neues Rennen zum Mond ausgebrochen, Nationen und Privatfirmen starten ständig neue Raumfahrzeuge zu unserem kosmischen Begleiter. Mitteldeutschland ist mittendrin in diesem Rennen. Mit Technik für Mondflüge etwa oder Ausbildung zum Weltraumbergbau.

Neben einer Basis für menschliche Astronauten wird auch über die Errichtung von Rechenzentren und anderen permanenten Einrichtungen auf der Mondoberfläche nachgedacht. All diese Bauten bräuchten Strom. Schon vor Jahren hat die Nasa deshalb Aufträge für Kernkraft auf dem Mond vergeben. Eine nach naheliegendere Energiequelle ist das Licht der Sonne, das während des zwei Wochen dauernden Mond-Tages durchgängig und ungefiltert zur Verfügung steht. Berliner Forscher zeigen jetzt in einer neuen Studie: Die dafür benötigten Photovoltaik-Module könnten größtenteils auf dem Mond mit Hilfe von Mondstaub gefertigt werden.

Die Astronauten der Apollo-Missionen hatten Proben des sogenannten Mondregoliths mit zur Erde gebracht. Der feine Sand vom Mond besteht demnach überwiegend aus Siliziumdioxid, Aluminiumoxid und Calciumoxid. Letzteres ist auch als Kalk bekannt. Julian Mauricio Cuervo Ortiz von der Universität Potsdam und Juan Carlos Ginés Palomares von der TU Berlin haben zusammen mit weiteren Wissenschaftlern diesen Staub im Labor zusammengemischt und dabei ein "Regolith-Simulationspulver" erzeugt.

Die im Fachblatt Device erschienene Studie zeigt jetzt, dass aus dem Mondstaub etwa 99 Prozent des Materials gewonnen werden könnte, das für den Bau einer Solarzelle benötigt wird. Demnach müsste lediglich Perowskit von der Erde zum Mond transportiert werden. Das mineralische Kristallmaterial wird für die Herstellung der Halbleiterschicht benötigt, also dem Teil der Solarzelle, der den Strom erzeugt. Das ebenfalls benötigte Glas könnte dagegen komplett aus dem Mondregolith geschmolzen werden.

So könnte eine Solarfabrik auf dem Mond aussehen. Bildrechte: Sercan Özen

Die von den Forschenden gebauten und getesteten Solarzellen bestanden aus einer Substrat- und Deckungsschicht aus Mondglas. Dazwischen lag die Halbleiterschicht aus Perowskit. "Diese Solarzellen benötigen nur 500 bis 800 Nanometer dünne Halbleiterschichten, somit könnte man mit einem Kilogramm Perowskit-Rohmaterial von der Erde 400 Quadratmeter Solarzellen auf dem Mond herstellen", sagt Felix Lang, der Leiter der Nachwuchsforschergruppe.

Eine Schwierigkeit sei die unterschiedliche Zusammensetzung des Regoliths in verschiedenen Mondregionen gewesen. Diese führt dazu, dass das Glas mitunter heller oder dunkler ist, dementsprechend mehr oder weniger Licht hindurch gelangt. Im Gegenzug sei die Konstruktion allerdings extrem stabil in Bezug auf Weltraumstrahlung und stark schwankende Temperaturen. Beide Bedingungen herrschen auf dem Mond.