Bauen auf dem Mars: Wissenschaftler entdecken Methode zur Herstellung von Beton auf dem roten Planeten

Die NASA hofft, innerhalb der nächsten 20 Jahre eine bemannte Mission zum Mars zu starten. Dabei wird es mit Sicherheit noch nicht um eine Kolonialisierung des Planeten gehen, sondern es wird sich vielmehr um eine Forschungsmission handeln. Aber eines Tages wird die Menschheit möglicherweise auch auf dem Mars siedeln wollen. Forscher der Northwestern University in Illinois haben kürzlich einen wichtigen Beitrag zur Planung einer solchen Besiedlung geleistet: Sie fanden eine Möglichkeit, auf dem Mars Beton herzustellen.

Beton aus Schwefel

Um eine dauerhafte Besiedlung zu gewährleisten, müssten die Menschen in der Lage sein, auf der Oberfläche des roten Planeten feste Gebäude bauen zu können. Das Problem dabei: Baustoffe sind auf dem Mars Mangelware, die Siedler müssten also viel von der Erde mitbringen. Das ist jedoch mit viel Aufwand und Kosten verbunden. Dr. Lin Wan und sein Team fanden nun eine Lösung für dieses Problem: Sie können Beton herstellen und dabei nur auf Rohstoffe zurückgreifen, die auf dem Mars zu finden sind.

Anders als die Herstellung von Beton auf der Erde kommt die Methode der Forscher ohne Wasser aus. Das ist wichtig, da das kühle Nass bei Marsmissionen eine knappe Ressource wäre. Die Herstellungsmethode basiert auf Schwefel, der auf 240 Grad Celsius erhitzt wird, was etwa dem zweifachen Schmelzpunkt des Elements entspricht. Dabei verflüssigt der Schwefel sich und wird mit der Erde vom Mars vermischt, wobei er sich mit dieser verbindet und Beton bildet.

Die Idee, Schwefel zur Herstellung von Beton einzusetzen gibt es bereits seit dem letzten Jahrhundert. Bisher gab es aber einige Schwierigkeiten, die die Umsetzung verhinderten. So nimmt das Volumen von flüssigem Schwefel ab, wenn er wieder erstarrt. Dies sorgt für Belastungen des Materials und kann zu Rissen führen. Außerdem sublimiert Schwefel im Vakuum, das heißt er überspringt die flüssige Phase und wird direkt vom Feststoff zu Gas. Daher scheidet der Beton auch als Baumaterial auf dem Mond aus. Der Mars hat jedoch eine dünne Atmosphäre, in der die Bedingungen ausreichen, um den Schwefel flüssig werden zu lassen.

Schwefel-Beton stabiler als herkömmlicher Beton

Die Forscher simulierten die Muttererde auf dem Mars mit Siliziumdioxid und Aluminiumdioxid und ein paar anderen Mineralien. Nachdem sie so einige Betonblöcke hergestellt haben, untersuchten sie diese und sammelten Daten, um die physikalischen und chemischen Eigenschaften der Verbindung zu ermitteln. Im Zuge dieser Untersuchungen konnten sie auch die beste Mischung für den Beton herausfinden: Die besten Ergebnisse erzielte das Team mit 50 Prozent Schwefel und 50 Prozent Mars-Muttererde, wobei die einzelnen Erde-Partikel nicht über 1 mm groß sein sollten.

In dieser Mischung ist der Schwefel-Beton auch erstaunlich stabil, sogar deutlich stabiler als “normaler” Beton auf der Erde. Und das beste: Mit dem Einsatz von Hitze kann der Beton wieder geschmolzen und so wiederverwertet werden. Und natürlich ist der Einsatz des Schwefel-Betons deutlich günstiger als Baumaterialien von der Erde zum Mars zu transportieren. Wann auch immer erste Siedlungsversuche auf dem Mars stattfinden: Die Chancen stehen gut, dass die ersten festen Gebäude auf dem Mars aus Schwefel-Beton bestehen.

Quelle: MIT Technology Review