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Gibt es auf dem Mond genug Wasser für Millionenstädte?
Wasser gibt es am Mondpol zwar in großen Mengen, doch für eine Millionenstadt könnte selbst ein sehr großzügig angesetzter Vorrat erstaunlich schnell knapp werden. Eine neue Modellrechnung kommt zu dem Ergebnis, dass eine Milliarde Tonnen Wasser bei 98 Prozent Recycling nur etwa ein Jahrhundert reichen würden. Kleinere Siedlungen hätten deutlich mehr Spielraum.
Cambridge (U.S.A.). Die Polarregionen des Mondes gelten als besonders attraktiv für künftige Siedlungen, weil dort zwei entscheidende Ressourcen räumlich zusammenkommen. In dauerhaft verschatteten Kratern kann sich Wassereis über sehr lange Zeit halten, während nahe gelegene Höhenzüge über lange Zeiträume Sonnenlicht erhalten und damit Energie liefern könnten.
Entscheidend ist jedoch nicht nur, ob Wasser vorhanden ist, sondern wie viel davon eine große Bevölkerung über Jahrhunderte verbrauchen würde. Gerade bei einer dauerhaft bewohnten Stadt müssten neben Trinken und Hygiene auch die Lebensmittelproduktion und die Sauerstoffversorgung berücksichtigt werden.
Forscher des Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian (CfA) um Martin Elvis haben deshalb abgeschätzt, wie lange die bekannten beziehungsweise plausibel angenommenen Mondressourcen für 100.000 oder eine Million Menschen reichen könnten. Die Analyse verwendet keine neu gemessenen Eisvorräte, sondern kombiniert veröffentlichte Schätzungen mit Annahmen zum Verbrauch und einer einfachen linearen Bilanz für Verluste beim Recycling.
Die Unsicherheit bei der verfügbaren Wassermenge ist groß, denn eine frühere Meta-Analyse kam für acht besonders wasserreiche Krater auf insgesamt nur rund 34 Millionen Tonnen. Elvis und sein Koautor Jonathan C. McDowell setzen für ihre Rechnung dennoch eine Milliarde Tonnen als bewusst großzügige Ausgangsgröße an. Für den Gesamtverbrauch nehmen sie beispielhaft 500 Tonnen Wasser pro Person und Jahr an, wobei der größte Anteil auf den Anbau von Lebensmitteln entfällt.
Ohne Rückgewinnung wäre eine Milliarde Tonnen bei einer Million Bewohnern schon nach ungefähr zwei Jahren verbraucht. Selbst bei einer Recyclingquote von 98 Prozent, wie sie auf der Internationalen Raumstation erreicht wird, verlängert sich diese Zeit im Modell nur auf etwa 100 Jahre. Bei 99 Prozent wären es rund 200 Jahre und bei 99,9 Prozent ungefähr 2.000 Jahre.
Für 100.000 Menschen würde derselbe Vorrat bei 98 Prozent Recycling dagegen etwa 1.000 Jahre reichen, weshalb die Siedlungsgröße die Bilanz unmittelbar bestimmt. Für eine Millionenstadt mit derselben angestrebten Lebensdauer müsste die Rückgewinnung laut Studie auf mehr als 99,75 Prozent steigen. Eine solche Quote läge deutlich über dem heutigen Niveau auf der Raumstation.
Beim Energiebedarf fällt die Bilanz günstiger aus, obwohl eine große Mondstadt auch für Industrie erhebliche Leistung benötigen würde. Für eine Million Menschen veranschlagt die Studie rund 800 Megawatt für den privaten Verbrauch und etwa 2,1 Gigawatt einschließlich industrieller Nutzung. Frühere Berechnungen zu hohen Solaranlagen nahe dem Südpol kommen unter günstigen Bedingungen auf im Mittel ungefähr drei Gigawatt für 90 Prozent der Zeit, weshalb die Autoren Strom bei dieser Größenordnung als schwächere Begrenzung ansehen.
Die Wasserrechnung hängt dagegen stark von den gewählten Annahmen ab. Weniger wasserintensive Landwirtschaft und Ernährung könnten den Bedarf senken, während zusätzliche Vorräte in größeren Tiefen die verfügbare Menge erhöhen könnten. Auch Wasserimporte wären denkbar, würden bei einer Millionenstadt und 98 Prozent Recycling nach der Abschätzung aber rund zehn Millionen Tonnen pro Jahr erfordern.
Die Analyse ist deshalb keine Vorhersage für eine konkrete Mondstadt, sondern eine Ressourcenrechnung mit bewusst vereinfachten Annahmen. Vor allem die Menge des gewinnbaren Eises ist noch schlecht bekannt, und erst Messungen vor Ort werden zeigen, welcher Anteil tatsächlich gefördert werden kann. Unter der großzügigen Ausgangsannahme deutet die Rechnung dennoch darauf hi