Helium-3: Kommt der Energieträger der Zukunft vom Mond?

Brennstoff vom Mond für Kraftwerke auf der Erde: Helium-3 gilt als möglicher Treibstoff für Fusionsreaktoren der Zukunft. Roboter sollen das Helium-Isotop auf unserem Trabanten schürfen. Dann soll es zur Erde transportiert und verwendet werden. Das klingt nach Science-Fiction, nach dem britischen Film Moon etwa oder Frank Schätzings Roman Limit, beide aus dem Jahr 2009.

Anfang dieses Jahres hat China eine Raumsonde in die Mondumlaufbahn einschwenken lassen, die eine weitere Mondmission vorbereiten soll. Eines der Ziele des chinesischen Mondprogramms ist die Suche nach Bodenschätzen. Darunter: Helium-3.

China will Proben vom Mond holen

Die Sonde fliegt in etwa 200 Kilometern Höhe über die Mondoberfläche, nimmt Bilder auf und sammelt Daten. Diese werden zur Vorbereitung einer zukünftigen Mondmission benötigt: 2017 will die nationale chinesische Raumfahrtbehörde einen Rover auf den Mond schießen. Ziel der Mission Chang'e-5 wird das Mare Imbrium oder Regenmeer. Dort soll es große Vorkommen von Helium-3 geben. Der Rover - der zweite, den China zum Mond schickt - soll landen und Proben sammeln. Diese sollen dann zur Erde zurückgebracht werden.

Wenn die Proben schon auf der Erde seien, dann biete es sich an, sie auch darauf zu untersuchen und dann zu überlegen, was sich mit dem Helium-Isotop anfangen lasse, sagte Ulrich Köhler vom Berliner Institut für Planetenforschung am Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) im Gespräch mit Golem.de.

Der Sonnenwind bringt Helium-3

Das Helium-3 besteht aus zwei Protonen und einem Neutron, und es ist ein guter Energieträger: Eine Tonne soll ausreichen, um eine Stadt mit sieben Millionen Einwohnern ein Jahr lang mit Strom zu versorgen. Auf der Erde kommt das dreiwertige Helium allerdings - anders als das vierwertige - kaum vor. Es ist Bestandteil des Sonnenwindes, der die Erdoberfläche nicht erreicht - dafür sorgt das Erdmagnetfeld. Der Mond hat jedoch kein Magnetfeld, das den Sonnenwind abhält. Deshalb hat sich dort das Helium-3 angelagert.

Zwar hatte das Helium-3 dafür einige Milliarden Jahre Zeit. Dennoch ist die Konzentration sehr gering, das Helium-3 "einfach mit der Schaufel" auszubuddeln und wegzukarren, sei nicht möglich, sagte Köhler. Der Mondboden muss auf etwa 700 Grad aufgeheizt werden, um das Gas aus dem Regolith zu bekommen. Den Abbau und das anschließende Konzentrieren könnten Roboter übernehmen.

Ein Roboter gräbt den Mond um

Gerald Kulcinski von der Universität des US-Bundesstaates Wisconsin in Madison, ein wichtiger Befürwortwer des Helium-3-Abbaus auf dem Mond, hat vor einigen Jahren das Konzept für einen solchen Rover vorgestellt: Ein Parabolspiegel auf dem Dach soll das Sonnenlicht einfangen und konzentrieren. Groß wäre die Ausbeute nicht, denn die Konzentration ist äußerst gering. Um eine Tonne Helium-3 zu gewinnen, müssten 50 bis 100 Millionen Tonnen Regolith umgegraben werden. Um den Strombedarf der USA ein Jahr lang zu decken, würden 40 Tonnen des Helium-Isotops benötigt.

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Konzept für einen Rover, der Helium-3 aus dem Mondboden fördern soll (Bild: University of Wisconsin)

Das ist eine Menge Mondboden, der durchsucht werden muss. Das sieht auch Köhler so: "Nach gegenwärtigem Stand der Wissenschaft und der Technik ist das noch in sehr weiter Ferne, um nicht zu sagen, im Moment ist es nicht sehr realistisch, daran zu denken."

Das heißt aber nicht, dass es grundsätzlich unmöglich ist. Wozu wird das Helium-3 benötigt?