Ein Magnetschwebebahnsystem auf dem Mond könnte die Mondlogistik zum Kinderspiel machen

Magnetschwebebahnen gehören zu den Technologien, die auch Jahre nach ihrer Einführung immer noch wie Magie aussehen. Obwohl sie schon seit langem ein Arbeitspferd der Transportsysteme einiger Großstädte sind, haben sie kaum Auswirkungen auf das tägliche Leben der Menschen, die sie nicht zum Pendeln nutzen. Aber in einem anderen Umfeld könnten sie von unschätzbarem Wert sein – der Monderkundung. Es gibt eine anhaltende Debatte darüber, wie man Dinge am besten auf der Mondoberfläche befördern kann, und ein Team von JPL und einem Unternehmen namens SRI International glauben, dass sie eine Lösung haben – den Einbau einer Magnetschwebebahn auf dem Mond.

Das als FLOAT-System (Flexible Levitation on a Track) bekannte Projekt ist vom Konzept her einfach. Es basiert auf einem am SRI entwickelten Konzept, das die Fähigkeit demonstriert, kleine Roboter über einer Plattform schweben zu lassen und ihre Bewegungen mithilfe einer Form der Magnetschwebebahn präzise zu steuern. Wie im Video unten zu sehen ist, ist die Technologie bisher skalentechnisch noch klein. Das FLOAT-Team erhielt jedoch ein Stipendium des NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC), um zu erforschen, wie eine Ausweitung der Technologie auf dem Mond funktionieren würde.

Der wohl wichtigste Teil der Technologie ist die Strecke. Es besteht aus zwei notwendigen und einer dritten optionalen Schicht. Die Basisschicht besteht aus Graphit, sodass Roboter eine Kraft namens diamagnetische Levitation nutzen können, um über der Schiene zu schweben. Eine zweite Schicht besteht aus einer Reihe von Schaltkreisen, die die Magnetfelder rund um die Strecke steuern und es Benutzern ermöglichen, entlang der Strecke fahrende Karren zu schieben oder anzuhalten. Die optionale dritte Schicht besteht aus einer Reihe von Sonnenkollektoren, die Sonnenenergie sammeln können, während auf dieser Seite des Mondes Tageslicht ist.

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Ein wichtiger Punkt ist, dass die Karren selbst kein Gehirn haben müssen. Der Strom und die Steuerung der Wagen erfolgen beide über die Strecke selbst – auf den Wagen selbst befinden sich keine Batterien, Logik oder sonstiges. Dadurch wird das Gewicht des Wagens verringert und die Tragfähigkeit erhöht.

Eine weitere spannende Idee, die im Abschlussbericht des Teams beschrieben wird, besteht darin, dass die FLOAT-Schiene in einer Anlage hergestellt und dann von einem Rover ausgefahren werden kann, indem sie sie aus einer Spule entfaltet. Die Materialien, aus denen die Schiene besteht, sind flexibel, was die Spule zu einer idealen Einsatzmethode macht und die Kosten erheblich senkt, insbesondere im Vergleich zum typischen Straßenbau hier auf der Erde.

Ein weiterer Vorteil des FLOAT-Systems besteht darin, dass es nach dem Auslegen keinen Staub aufwirbelt – was möglicherweise einer der gefährlichsten Teile der Monderkundung ist. Die Berechnungen des Teams deuten darauf hin, dass sie die Karren mehr als doppelt so hoch wie ein typisches Mondstaubteilchen schweben lassen könnten, sodass sie sich die Strecke entlang bewegen könnten, ohne bereits darauf befindlichen Staub aufzuwirbeln. Anders als auf der Erde gibt es auf der Mondoberfläche keine Luft, sodass große schwebende Karren beim Vorbeifahren den Staub auf beiden Seiten der Strecke nicht aufwirbeln.

Es besteht jedoch die Möglichkeit, dass sich etwas Staub auf der Schiene ablagert, insbesondere wenn sie zum ersten Mal eingesetzt wird oder wenn andere Aktivitäten in der Nähe stattfinden (z. B. Eisabbau). In diesem Fall könnte das FLOAT-System einen speziell entwickelten Wagen mit einem an der Vorderseite befestigten Besen verwenden, um den Staub von der Strecke zu fegen, bevor normale Wagen ihren Betrieb auf der Strecke fortsetzen.

Sogar Hügel scheinen kein großes Problem zu sein – Berechnungen in der Abschlussarbeit zeigen, dass Karren sich mit angemessener Geschwindigkeit sowohl 30 % Gefälle hinauf als auch bergab bewegen könnten, ohne zu viel Kraft zu benötigen. Diese Fähigkeit könnte die Bereiche, die die Strecke abdecken könnte, erheblich vergrößern und die Anbindung noch mehr Standorte an das FLOAT-Netzwerk ermöglichen.

Konnektivität ist hier das A und O, da die Spooling-Technologie den Einsatz von Gleisen an beliebig vielen Standorten ermöglichen würde, sei es in wirtschaftlicher, wissenschaftlicher oder logistischer Hinsicht. Eines der größten Probleme bei der Ausweitung der Technologie besteht jedoch darin, alle diese Speichen miteinander zu verbinden. Die Verbindung zweier Teile der Schwebebahn bleibt eine Herausforderung und eine Schlüssellösung für die Lösung, wenn die Technologie jemals übernommen werden soll.

Diese Einführung liegt wahrscheinlich noch in weiter Ferne, da die Artemis-Missionen, die mit dem Aufbau der Mondinfrastruktur beginnen würden, die ein solches System erfordern würde, noch Jahre entfernt sind. Das Team weist darauf hin, dass sie Mitte der 2030er Jahre über ein funktionsfähiges System verfügen könnten – genau zu dem Zeitpunkt, an dem eine permanente Mondbasis betriebsbereit sein wird. Derzeit ist jedoch unklar, wie die Zukunft des Projekts aussieht – derzeit gibt es keine nennenswerten öffentlich zugänglichen Finanzierungsquellen. Es besteht jedoch zweifellos Bedarf an einem robusten Transportsystem auf dem Mond, wenn wir dort eine dauerhafte Präsenz aufbauen – und vielleicht wird eine zukünftige Version von FLOAT dies ermöglichen.

Erfahren Sie mehr:Schaler et al. – FLOAT – Flexible Levitation auf einer SchieneUT – Magnetische LevitationUT – Die Oberfläche des Mondes ist elektrisch geladen, was es einem schwebenden Roboter ermöglichen könnte, sie zu erkundenUT – Magnetische Kammer kann Mikrogravitation (oder Marsgravitation) hier auf der Erde simulieren

Hauptbild: Künstlerische Darstellung eines FLOAT-Systems im Einsatz. Bildnachweis – Schaler et al.