Um langfristig auf dem Mond zu bleiben, müssen Menschen dort Nahrungsmittel produzieren. Ist es möglich, Pflanzen in Umgebungen anzubauen, die sich stark von denen auf der Erde unterscheiden? Mit Unterstützung durch das Discovery-Element der Grundaktivitäten der ESA untersuchte SolSys Mining die chemische Behandlung von Mondbodensimulanzien, um Dünger für den Anbau von Pflanzen herzustellen.
Eine Pressemitteilung der europäischen Raumfahrtagentur ESA.
Quelle: ESA/Enabling&Support/Preparing_for_the_Future/Discovery_and_Preparation, 29. März 2025
Das norwegische Forschungsteam untersuchte die Hydrokultur, also den Anbau von Pflanzen in nährstoffreichem Wasser ohne Erde. Der Mondstaub kann eine gute lokale Quelle für einige der benötigten Nährstoffe sein, beispielsweise Phosphor. Die Herausforderung besteht darin, die nützlichen Elemente effizient zu extrahieren und gleichzeitig diejenigen zu entfernen, die für die Pflanzen giftig sind.
Im Rahmen des Projekts „Enabling Lunar In-Situ Agriculture by Producing Fertilizer from Beneficiated Regolith” (Ermöglichung der Landwirtschaft auf dem Mond durch die Herstellung von Düngemitteln aus aufbereitetem Regolith) wurde eine Kombination aus mechanischen, chemischen und biologischen Verfahren untersucht, um mineralische Nährstoffe aus den Mondregolith-Simulanzien zu extrahieren. Das Team arbeitete mit auf der Erde verfügbaren Simulanzien von Mondgestein, die die Hauptelemente des Mondregoliths enthielten, und unterzog sie verschiedenen Behandlungen. Außerdem untersuchten sie, wie unterschiedliche Größen und Formen der Körner die Reaktion des Rohmaterials auf Säuren beeinflussen und was in die endgültige Wasserlösung gelangt.
Die Proben wurden mit verschiedenen chemischen Methoden analysiert, um Spuren der gewünschten Elemente zu finden, darunter auch mit induktiv gekoppeltem Plasma (ICP). Die Ergebnisse sind sehr vielversprechend, da einige relevante Elemente in der hergestellten Lösung vorhanden sind.
Das Unternehmen arbeitete nicht nur mit Rohsimulanzien, sondern auch mit Nebenprodukten aus anderen Aktivitäten, die auf die Gewinnung von Metalloxiden für verschiedene Anwendungen abzielen. Selbst aus diesen Nebenprodukten konnten die Nährstoffe gewonnen werden, was große Vorteile in Bezug auf die In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) und Nachhaltigkeit mit sich bringen könnte.
Credit: SolSys Mining; Licence: ESA Standard Licence
Da die Aktivität bewiesen hat, dass Pflanzennährstoffe auf dem Mond aus lokal gewonnenem Regolith hergestellt werden können, prüft SolSys Mining weitere Kooperationen mit der ESA und hat derzeit ein weiteres Projekt mit der Agentur am Laufen: Strategien zur Aufbereitung und Gewinnung von urinbasierten Pflanzendüngern.
Die Aktivität lieferte wichtige Erkenntnisse darüber, was in Bezug auf Hydrokulturen auf anderen Planeten möglich ist und welche Möglichkeiten die Verwendung von Nebenprodukten aus ISRU-Prozessen bietet. Die Methodik könnte nicht nur für Pflanzen, sondern auch für die chemische Produktion unter Verwendung lokaler Ressourcen im Allgemeinen Anwendung finden.
„Das Team hat gezeigt, wie wir auf dem Mond Chemie betreiben können und welche Produkte wir erwarten können. Für die Zukunft müssen wir das Gesamtbild einer Mondmission betrachten, da Astronauten immer noch einige Reaktionspartner mitbringen müssten, um die Ressourcenverwertungsprozesse in Gang zu setzen“, sagt Malgorzata Holynska, Material- und Verfahrenstechnikerin und ESA-Projektleiterin. „Außerdem müssen wir die Verhältnisse optimieren, denn es geht nicht nur darum, die Mineralien zu extrahieren, sondern sie müssen auch eine bestimmte Konzentration erreichen.“
Für SolSys Mining, ein relativ neues Unternehmen im Weltraumsektor, war dies die erste Zusammenarbeit mit der ESA. „Es war für beide Seiten eine große Lernmöglichkeit. Sie stellten neue Fragen, und wir betrachteten verschiedene Probleme gemeinsam aus neuen Blickwinkeln. Alle waren sehr offen und enthusiastisch“, sagt Malgorzata.
„Dieses Projekt ermöglichte es uns, die einzigartige Herausforderung anzugehen, Pflanzennährstoffe aus Mondregolith zu extrahieren und gleichzeitig giftige Elemente zu entfernen – im Wesentlichen die Entwicklung einer Düngemittelproduktion für den Mond“, sagt Ethel Tolentino, CEO von SolSys Mining. „Die Finanzierung durch ESA Discovery war für uns als neues Unternehmen im Weltraumsektor von unschätzbarem Wert und öffnete uns die Türen zur breiteren europäischen Weltraumgemeinschaft. Wir sehen ein erhebliches kommerzielles Potenzial, da die Mondlandwirtschaft für eine dauerhafte Präsenz auf dem Mond unerlässlich sein wird.“
Das Unternehmen produziert derzeit einen Simulanten auf norwegischer Basis, der auf seinen Erfahrungen mit den verschiedenen Arten von Simulanten basiert, mit denen es während der Aktivität gearbeitet hat. Es hat einige Verbesserungen an den derzeit verfügbaren Materialien vorgenommen und dabei die Einschränkungen berücksichtigt, auf die es während der Experimente gestoßen ist. Der Simulant befindet sich derzeit in Produktion und wird in Kürze erhältlich sein.
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