Der Mond ist ein staubiger Ort, und um ihn ein wenig aufgeräumter zu gestalten, experimentiert die ESA mit Hochenergielasern und simuliertem Mondboden, um die Möglichkeit zu erforschen, dass versinterte Mondtrümmer Straßen und Landeplätze für zukünftige Mondaußenposten pflastern und das Eindringen von schädlichem Staub verhindern.
Schon vor den ersten Roboterlandungen bereitete Mondstaub Raumfahrtingenieuren Sorgen. Früher wusste man so wenig über die Mondoberfläche, dass man befürchtete, Krater und sogar ganze Mondmarien könnten mit extrem feinem Staub gefüllt sein, der Raumfahrzeuge wie kosmischen Treibsand verschlucken würde.
Glücklicherweise war dies nicht der Fall, aber was die ersten Entdecker fanden, war fast genauso schlimm. Der Mondstaub, auf den die Apollo-Astronauten und Robotersonden wie Surveyor und der Lunar Hodder der Sowjetunion stießen, wurde aufgrund der völligen Abwesenheit von Wasserauswaschung und viel statischer Elektrizität so viskos, dass er alles bedeckte.
Erschwerend kommt hinzu, dass Staub aus sehr scharfen Schleifpartikeln besteht, die Maschinen und Raumanzüge in kurzer Zeit verschleißen. Gleichzeitig ist Staub auch ein starker Wärmeisolator. Der von Apollo 17 verwendete Rover wäre wegen Überhitzung beinahe abgestürzt, und auch der Kühler von Lunar Rover 2 war mit Staub bedeckt und zerstört.
Aus diesen und anderen Gründen ist das Klischee-Szenario einer Mondbasis, die still auf dem Mondboden liegt, genau das, was Ingenieure vermeiden wollen. Die naheliegende Antwort ist, Straßen und Arbeitsbereiche mit Asphalt zu pflastern, so wie wir es hier auf der Erde tun. Da Asphalt auf dem Mond schwer zu finden ist, wandten sich ESA-Wissenschaftler unter der Leitung des deutschen BAM-Instituts für Materialforschung und -prüfung dem Laser zu.
Dieses Konzept ist nicht neu. Im Jahr 1933 schlug Will W. Beach vor, riesige Linsen zu verwenden, um das Sonnenlicht zu konzentrieren und Sand zum Bau von Straßen zu schmelzen. Das ESA-Team hofft, einen ähnlichen Ansatz auf dem Mond anwenden zu können und mehrere Meter breite Fresnel-Linsen zu verwenden, um das Sonnenlicht auf den Mond zu fokussieren. Um ihr Experiment jedoch einfach und durchführbar zu machen, ersetzte im Rahmen des PAVER-Projekts ein 12-Kilowatt-Kohlendioxidlaser die Sonne und die Linse.
Mithilfe von simuliertem Mondstaub hat das PAVER-Team mehr geschafft, als winzige Staubkörner in geschmolzenes Glas zu verwandeln. Stattdessen werden Laserstrahlen mit einem Durchmesser von 4,5 Zentimetern (2 Zoll) verwendet, um verschiedene geometrische Formen mit einem Durchmesser von etwa 20 Zentimetern (8 Zoll) zu erzeugen, die wie Kacheln zu großen Flächen wie Straßen und Landeplätzen zusammengefügt werden können.
Das Material ist glasig und spröde und kann beim Zusammendrücken reißen. Es kann jedoch an Ort und Stelle repariert und stärker gemacht werden, indem größere Bereiche geschmolzen und geschichtet werden. Es wird erwartet, dass schließlich Strukturen wie der 100 Quadratmeter (1.076 Quadratfuß) große Landeplatz, der aus dichten Schichten von 2 Zentimetern (1 Zoll) Dicke besteht, in etwa 115 Tagen gebaut werden können.
Darüber hinaus könnte die PAVER-Methode zur Herstellung allgemeiner Baumaterialien für andere Strukturen auf dem Mondaußenposten verwendet werden.
Die Forschung wurde in Nature Scientific Reports veröffentlicht.