Wo auf dem Mond Basen gebaut werden könnten

Von Markus Brauer

20. Juli 1969, 17.58 Uhr: Der erste Mensch betritt den Mond. „Houston, Tranquility Base here. The Eagle has landed!“ – „Houston, hier ist der Stützpunkt Tranquility Base. Der Adler ist gelandet!“, sagt Neil Armstrong, einer von drei Astronauten der Apollo-11-Mission.

Eugene Cernan und Harrison Schmitt von Apollo 17 sind die bisher letzten Menschen, die am 11. Dezember 1972 auf dem Erdtrabanten Station machten. Bisher haben nur amerikanische Raumfahrer den Mond betreten. Insgesamt zwölf US-Astronauten flogen bei den „Apollo“-Missionen zwischen 1969 und 1972 dorthin.

Künstliche Habitate auf dem Mond

Bevor die Menschheit in die Tiefen des Alls vorstößt, muss der Mond mit Hilfe künstlicher Habitate bewohnbar gemacht werden. Diese Lebenswelten müssen Schutz vor Strahlung, UV-Licht und Temperaturextremen bieten. Für eine Dauerbesiedlung müsste allerdings zuvor eine künstliche Gravitation und Atmosphäre erzeugt werden.

Die US-Weltraumbehörde Nasa hat den Mond fest im Blick: Die „ Lunar-Orbital-Platform Gateway“ (LOP-G) ist eine geplante internationale Raumstation unter Führung der Nasa und Esa. Die „Gateway“ (Tor)-Station soll den Erdtrabanten umkreisen und Unterstützung für eine „langfristige Rückkehr von Menschen auf die Oberfläche des Mondes“ sowie eine Basis für die Erkundung des tieferen Weltraums bieten.

Im Rahmen des amerikanischen Artemis-Raumfahrt-Programms soll die LOP-G ab Mitte der 2020er Jahre als Zwischenstation für bemannte Missionen zum Mond dienen und Technologien für spätere bemannte Marsmissionen erproben.

Südpolregion des Erdtrabanten gilt als perfekte Landestation

Ob die USA, Europa, China oder Indien: Viele Raumfahrtnationen wollen in naher Zukunft wieder Astronauten zum Mond schicken. Geplant sind Mondlandungen, aber auch Mondbasen und lunare Orbitalstationen.

Als günstiger Standort gilt vor allem die Südpolregion des Erdtrabanten. Dort könnte es begehrte Metall-Ressourcen, Rohstoffe für Lebenserhaltung und Raketenantriebe sowie ausreichend Wassereis geben. Dieses findet sich vor allem in den dauerdunklen Schattenzonen der polaren Krater.

„Wie eine Thermodecke“

Nur Orte mit dauerhaft niedrigen Temperaturen von unter minus 150 Grad fungieren als Kältefallen fungieren und können Wassereis binden. Gleichzeitig legen jedoch Messdaten der Apollo-Missionen 15 und 17 nahe, dass der lunare Regolith ein extrem schlechter Wärmeleiter ist.

Zur Info: Regolith ist Decke aus Lockermaterial, die sich auf Gesteinsplaneten im Sonnensystem wie der Erde und dem Mond durch verschiedene Prozesse über einem darunter liegenden Ausgangsmaterial gebildet hat.

„Die lunare Oberflächenschicht wirkt wie eine Thermodecke und verhindert die Ausbreitung der Sonnenhitze in den Untergrund“, erklärt Durga Prasad vom Physik-Forschungslabor im indischen Ahmadabad in einer im Fachjournal „Communications Earth & Environment“ veröffentlichten Studie.

Presence of Water-Ice Likely Beyond Moon’s Polar Regions: Chandrayaan-3 Findings In a groundbreaking discovery, scientists analyzing data from India’s Chandrayaan-3 mission have found strong indications that water-ice may be present in locations beyond the Moon’s polar regions.… pic.twitter.com/QyJXwttvHC — MyStartup TV (@mystartuptvin) March 17, 2025

Dadurch könnte schon eine dünne Deckschicht reichen, um Wassereis im lunaren Untergrund zu erhalten. Wie gut diese Wärmeisolation aber in polaren Breiten des Mondes ist, blieb bislang offen – die Apollo-Missionen landeten alle nahe des Mondäquators.

Bis zu 85 Grad Unterschied auf zehn Zentimetern

Um diese für künftige Mondmissionen wichtige Wissenslücke zu schließen, wurde der „Vikram“- Lander der indischen Mondmission Chandrayaan-3 mit einer feinen Bohrnadel samt Thermosensoren ausgerüstet.

Nachdem die Landesonde im August 2023 am Manzinus-Krater nahe des 70. Breitengrads gelandet war, begann sie mit diesem CHaSTE-Instrument eine mehrwöchige Messreihe. Dabei zeichneten die Sensoren die Temperaturen an der Regolithoberfläche und rund zehn Zentimeter darunter bei verschiedenen Sonnenständen auf.

Die Messungen zeigten: Schon in zehn Zentimeter Tiefe wird die Hitze der sonnenbeschienenen Mondoberfläche deutlich abgemildert. Das Team um Prasad ermittelte Temperaturunterschiede zwischen Untergrund und Oberfläche von 55 bis 85 Grad. Dies bestätigt die Erkenntnisse der Apollo-Astronauten – und könnte bedeuten, dass nur eine relativ dünne Staub- und Regolithschicht nötig ist, um das lunare Wassereis abzuschirmen.

Auf die Hangneigung kommt es an

Die Vikram-Landesonde lieferte noch eine weitere wichtige Erkenntnis: Den Messungen zufolge spielen schon kleinste Terrainunterschiede eine große Rolle für die lunare Bodentemperatur.

An dem um sechs Grad gegen die Sonne geneigten Standort der Messsonde heizte sich die Regolithoberfläche tagsüber bis auf gut 81 Grad auf. „Die lunare Oberflächentemperatur auf einer ebenen, nur rund einen Meter entfernten Fläche lag hingegen bei 58,8 Grad“, berichten Prasad und sein Team.

Durch das lunare „Mikroklima“ könnten günstige Standorte für Mondstationen und potenzielle Wassereisvorkommen nah beieinander liegen. Dies bestätigte sich auch in einer ergänzenden Modellsimulation von Prasad und seinem Team. Sie ergab, dass viele Hänge in hohen, aber nicht polaren Breiten des Mondes günstige Bedingungen für Wassereis bieten könnten.

Standorte mit geringeren technischen Anforderungen gesucht

Für künftige Mond-Astronauten wäre dies ein enormer Vorteil: Sie müssten ihre Stationen nicht in der lunaren Südpol-Region errichten, sondern könnten Standorte etwas niedrigerer Breiten wählen. Dadurch wäre der Sonneneinfall für Stromerzeugung oder Solaröfen günstiger, dennoch könnte genügend Wassereis in der Umgebung existieren.

„Im Vergleich zu Regionen näher am Pol stellen solche Standorte daher geringere technische Anforderungen“, erklären die Forscher. „Das macht sie zu vielversprechenden Zielen für die künftige Monderkundung und für Mondstationen.“