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Asteroiden – Rohstoffquelle von morgen?

Über weit entfernte Ressourcen und die zukunftsweisende Idee, sie zu nutzen

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Gold, Metalle, seltene Erden: Immer mehr natürliche Ressourcen werden auf der Erde zur Herstellung neuer Güter und zu Lasten unserer Umwelt abgebaut. Gleichzeitig wird der Ruf nach einem ressourcenschonenden Umgang mit unserem Planeten lauter denn je. Um den Bedarf auch in Zukunft decken zu können, rücken daher zunehmend auch Rohstoffquellen abseits der Erde in den Fokus – wie zum Beispiel Asteroiden im Weltraum.

Auf anderen Himmelskörpern werden zahlreiche Rohstoffe im Weltraum erwartet, die die natürlichen Ressourcen auf der Erde substituieren könnten. „Das Mondgestein Regolith besteht zum Großteil aus Sauerstoff und Silizium, aber auch aus Aluminium, Eisen, Magnesium und gebundenem Titan”, sagt Prof. Dr.-Ing. Hakan Kayal, Professor für Raumfahrttechnik am Institut für Informatik der Julius-Maximilian-Universität Würzburg. Andere Himmelskörper haben zudem noch weitere Rohstoffe: „Auf Asteroiden werden hohe Konzentrationen an Eisen, Kobalt, Nickel, Silber und Gold, aber auch gefrorene Wasservorräte vermutet”, sagt Kayal. Wie viel tatsächlich von diesen Rohstoffen auf den jeweiligen Himmelskörper vorhanden ist, sei jedoch schwer zu beurteilen.

„Aus der Zusammensetzung von Asteroiden können wir etwas über die Entstehung des Sonnensystems und der Planeten und damit auch etwas über unser eigenes Dasein erfahren.”

Prof. Dr. Ralf Jaumann, Freie Universität Berlin

Umso wichtiger, dass aktuelle Forschung über die tatsächlichen Vorkommen weiter Aufschluss bringt. „Wenn wir wirklich wissen wollen, aus was ein spezifischer Asteroid zusammengesetzt ist, dann brauchen wir dazu Proben”, sagt Prof. Dr. Ralf Jaumann, Professor für Planetologie und Fernerkundung am Institut für Geologische Wissenschaften an der Freien Universität Berlin. Eine solche Erkundung des Asteroiden „Psyche”  plant aktuell die NASA mit der gleichlautenden Mission, die den Asteroiden 3,5 Jahren nach dem Start erreichen will. Denn Psyche befindet sich, wie die meisten uns bekannten Asteroiden, in gewisser Entfernung im sogenannten Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter. Bisherige Untersuchungen lassen darauf schließen, dass viele der Asteroiden aus Gestein und Eis bestehen. Anders jedoch Psyche: Er besteht zum größten Teil aus Metall und wäre damit der erste seiner Art, der von der Wissenschaft so genau untersuchen würde. Wissenschafter*innen erhoffen sich mit solchen Missionen Antworten auf lange gestellte Fragen. „Größere Asteroiden können bei ihrer Bildung aufschmelzen und dabei leichtere Elemente von schweren trennen, sich also thermodynamisch verändern. Dadurch entstehen u.a. im Inneren Anreicherungen von Metallen, wie bei Psyche. Aus der Zusammensetzung von Asteroiden können wir etwas über die Entstehung des Sonnensystems und der Planeten und damit auch etwas über unser eigenes Dasein erfahren”, sagt Jaumann.

„Bereits kleinere Asteroiden mit einem Durchmesser von mehreren hundert Metern können, je nach Zusammensetzung und Beschaffenheit, viele Milliarden Euro wert sein.”

Prof. Dr.-Ing. Hakan Kayal, Julius-Maximilian-Universität Würzburg

Die Erkenntnisse aus der Wissenschaft über die reichhaltigen Rohstoffressourcen im Weltraum rufen auch wirtschaftliche Unternehmen auf den Plan. Denn die möglichen finanziellen Gewinne könnten groß sein. „Bereits kleinere Asteroiden mit einem Durchmesser von mehreren hundert Metern können, je nach Zusammensetzung und Beschaffenheit, viele Milliarden Euro wert sein”, sagt Kayal. Von den wirtschaftlichen Ambitionen könnte seiner Ansicht nach auch die Wissenschaft profitieren. „Stellen Sie sich vor, es gäbe bereits Möglichkeiten einfach und günstig zum Mond, Mars oder Asteroiden zu gelangen, dann könnten Wissenschaftler*innen dort selbst hinreisen und müssten nicht zehn Jahre auf ein paar hundert Gramm Gestein wie bei der Mars Sample Return Mission warten”, so Kayal.

Eine zentrale Herausforderung für einen möglichen Ressourcenabbau im All sind allerdings weiterhin Infrastruktur und Logistik. Laut Einschätzung der Experten braucht es für einen Abbau im großen Stil verschiedene Basisstationen, Zwischenlager, kleine und große Raketen für den Transport, aber auch Mutterschiffe, die die Ressourcen aufnehmen. „Die Menschheit wird sich an den Aufbau der Infrastruktur vorsichtig herantasten und erstmal Raumstationen im erdnahen Raum, um den Mond und auch auf dem Mond errichten”, sagt Jaumann.

„Aus den Bestandteilen des Mondregolith könnten Gebäude oder Solaranlagen gebaut werden und das vorhandene Wasser auf Asteroiden könnte die menschliche Präsenz im Weltraum erleichtern, da wir damit Pflanzen produzieren und sogar Treibstoff herstellen könnten.”

Prof. Dr.-Ing. Hakan Kayal, Julius-Maximilian-Universität Würzburg

Doch selbst die Bestandteile der einzelnen Stationen müssen mit Raketen zu ihrem Zielort gebracht werden. „Dafür braucht es Schwerlastraketen, die bis zu 100 Tonnen Nutzlast transportieren und dabei mehrfach wiederverwendbar und gleichzeitig kostengünstig sein müssen”, so Jaumann. Ähnliche Raketen seien zwar während der Apollo V Mission von der NASA eingesetzt worden. „Aber seitdem ist viel Wissen verloren gegangen. Wir müssen dafür ganz neue Technologien entwickeln und diese Entwicklungen passieren genau jetzt, überall auf der Welt”, sagt Jaumann. Im Fokus dieser Entwicklungen steht als Anfang derzeit SpaceX mit ihrer wiederverwendbaren Falcon 9 Rakete, die jedoch derzeit noch zu klein ist. Doch auch die Verwendung der Ressourcen vor Ort könnte den Aufbau von weiteren Raumstationen erleichtern. „Aus den Bestandteilen des Mondregolith könnten Gebäude oder Solaranlagen gebaut werden”, sagt Kayal, „und das vorhandene Wasser auf Asteroiden könnte die menschliche Präsenz im Weltraum erleichtern, da wir damit Pflanzen produzieren und sogar Treibstoff herstellen könnten”. Und auch an anderer Stelle gibt es Überlegungen, Prozesse möglichst effizient zu gestalten: „Asteroiden könnten abgeschleppt und beispielsweise in die Mondumlaufbahn gebracht werden, um sie dann dort, und nicht im weit entfernten Asteroidengürtel, abzubauen”, sagt Jaumann. Doch aktuell fokussieren sich die Ziele der Wissenschaftler*innen erstmal auf die nähere Umgebung. „Erst wenn wir den Raum zwischen Erde und Mond wirklich beherrschen können wir uns weiter in den Weltraum wagen”, so Jaumann weiter.

Ob ein Ressourcenabbau im All überhaupt in Zukunft umgesetzt werden kann, bleibt nicht nur aus logistischen Gründen herausfordernd. Denn das geltende Weltraumrecht steht dem gewinnorientierten Abbau von Ressourcen im Weltraum entgegen und verbietet die Aneignung von Himmelskörpern.  Nichtsdestotrotz haben die USA und Luxemburg zuletzt Gesetze erlassen, die einen Ressourcenabbau im All fördern sollen – ein Konflikt, der noch nicht gelöst ist.

„Bis eine substantielle Infrastruktur vorhanden ist und Ressourcen abgebaut werden können, wird es vermutlich noch mindestens 40 bis 50 Jahre dauern.”

Prof. Dr. Ralf Jaumann, Freie Universität Berlin

Beide Experten weisen aber auch darauf hin, dass viele der notwendigen Entwicklungen noch Zeit brauchen. „Bis eine substantielle Infrastruktur vorhanden ist und Ressourcen abgebaut werden können, wird es vermutlich noch mindestens 40 bis 50 Jahre dauern”, so Jaumann. Wie schnell es am Ende wirklich geht, hängt laut ihm auch davon ab, wie viel Geld für die Entwicklung zur Verfügung gestellt wird.

Insgesamt bestehen noch bislang ungeklärte  rechtliche, technische und finanzielle Hürden. „Verglichen mit Kolumbus, der den Atlantischen Ozean überquert hat, um Amerika zu erreichen, sitzen wir zurzeit in Ruderbooten und fahren entlang einer Küste, die wir auf keinen Fall aus den Augen verlieren wollen”, sagt Jaumann.

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