De maan kan een lonende bron van grondstoffen zijn, een hemels geschenk dat letterlijk voor het grijpen ligt. Maar wat ligt er werkelijk voor het oprapen, en tegen welke prijs?

Een nieuwe beoordeling van de vraag of er economische argumenten zijn om de maan te ontginnen, is afkomstig van Ian Crawford, hoogleraar planeetwetenschappen en astrobiologie aan het Birkbeck College in Londen. Zijn beoordeling verschijnt in een binnenkort verschijnend nummer van het tijdschrift Progress in Physical Geography.

Crawford zei dat het moeilijk is om één enkele maanbron te identificeren die voldoende waardevol zal zijn om op zichzelf een industrie voor de winning van maangrondstoffen aan te sturen. Niettemin, zei hij, bezit de maan overvloedige grondstoffen die van potentieel economisch belang zijn.

Maangrondstoffen zouden kunnen worden gebruikt om een industriële infrastructuur in de ruimte nabij de Aarde op te bouwen, zei Crawford, een mening die wordt gedeeld door ruimtewetenschapper Paul Spudis van het Lunar Planetary Institute en anderen.

“Als de hulpbronnen van de maan nuttig zullen zijn, zullen ze nuttig zijn buiten het oppervlak van de maan zelf,” zei Crawford. Toch moet de algemene zaak voor een toekomstig rendement van de exploitatie van de hulpbronnen van de maan nog worden gemaakt, zei Crawford.

“Het is vrij ingewikkeld,” vertelde hij Space.com. “

Vanishing resource

Een beetje scepticisme van Crawford betreft helium-3. Voorstanders willen de maan gaan ontginnen op dit isotoop van helium, dat in de loop van miljarden jaren door de zonnewind in de bovenste laag van het maanregolithium terecht is gekomen. Door het spul van de maan mee terug te nemen zouden nog te bouwen kernfusiereactoren hier op aarde van energie kunnen worden voorzien, zeggen voorstanders.

“Het hele helium-3 argument slaat nergens op,” zei Crawford. Het ontginnen van het maanoppervlak over honderden vierkante kilometers zou veel helium-3 opleveren, zei hij, maar de substantie is een beperkte hulpbron.

“Het is een fossiele brandstofreserve. Net als het delven van alle kolen of het delven van alle olie, als je het eenmaal hebt gedolven … is het weg,” zei Crawford. De vereiste investeringen en infrastructuur om de toekomstige energiebehoeften van de wereld te helpen oplossen via uit de maan gewonnen helium-3 zijn enorm en kunnen misschien beter worden gebruikt om echt hernieuwbare energiebronnen op aarde te ontwikkelen, voegde hij eraan toe.

“Het lijkt me dat, wat energie betreft, er betere dingen zijn waarin je zou moeten investeren. Dus om die reden ben ik sceptisch. Maar dat betekent niet dat ik niet denk dat de maan, op de lange termijn, economisch nuttig is,” zei Crawford.

Maar Crawford heeft een voorbehoud over helium-3: Schattingen voor de overvloed van de isotoop zijn gebaseerd op Apollo-maanmonsters die zijn teruggebracht van de lage breedtegraden van de maan.

“Het is mogelijk dat helium-3 en andere door de zonnewind geïmplanteerde ionen, zoals waterstof, in grotere overvloed aanwezig zijn in het koude regolith nabij de maanpolen. Dat zou een belangrijke meting zijn om te doen en zou een polaire lander vereisen,” zei Crawford.

Dergelijke informatie zou de kennis van onderzoekers vergroten, niet alleen van de helium-3 inventaris, maar mogelijk ook van nuttige door de zonnewind geïmplanteerde elementen, zoals helium-4, evenals waterstof, koolstof en stikstofvoorraden, voegde hij eraan toe.

Samenhangend verhaal

Een top of the list, must-do action item, zei Crawford, is het bepalen hoeveel water er werkelijk is opgesloten in de polaire kraters van de maan.

Remote sensing van de maan door ruimtevaartuigen in een baan om de aarde, met inbegrip van radargegevens, vertelt een consistent verhaal over deze hulpbron, die kan worden verwerkt tot zuurstof en raketbrandstof.

“Maar om het echt tot op de bodem uit te zoeken, hebben we in-situ metingen van het oppervlak aan de maanpolen nodig,” zei Crawford. “Het is de eerste op mijn lijst … en als we daar een antwoord op hebben, kunnen we dienovereenkomstig plannen.”

Rare earth elements

Betere kennis van de beschikbaarheid van zeldzame aardelementen op de maan zou ook waardevol zijn, zei Crawford.

“Het is heel goed mogelijk dat wanneer we de maan echt goed verkennen, we hogere concentraties van sommige van deze materialen zullen vinden … materialen die niet oplosbaar zijn door orbitale teledetectie,” zei hij. De maan zou concentraties van zeldzame aardelementen zoals uranium en thorium kunnen herbergen – evenals andere nuttige materialen waarvan we ons vandaag niet bewust zijn – in kleine, geografisch beperkte gebieden, zei hij,

“Om de hele maan te verkennen op het vereiste niveau van detail, dat is een grote onderneming,” zei Crawford. “Maar op de lange termijn moeten we daar open voor staan.”

Gesneuvelde asteroïden

Bij het afronden van zijn lijst van maanbronnen, wijst Crawford op de hoogwaardige platina-groep elementen. Zoals ruimteonderzoeker Dennis Wingo en anderen al eerder opmerkten, zijn er in de loop der eeuwen heel wat metalen asteroïden op de maan ingeslagen. Het opsporen van deze inslagen kan maanonderzoekers leiden naar grote hoeveelheden waardevolle platina-elementen, aldus Crawford.

“Als je alleen geïnteresseerd bent in platinagroepelementen, zou je waarschijnlijk de asteroïden gaan delven,” zei Crawford. “Aan de andere kant, als je naar de maan gaat om polaire vluchtige stoffen en zeldzame aardmetalen op te graven… dan kunnen de inslagplaatsen van neergestorte asteroïden een extra bonus bieden.”

“Dus als je al deze dingen bij elkaar optelt, zelfs zonder helium-3, kun je beginnen te zien dat de maan op de langere termijn van economisch belang kan worden. Dat is mijn mening,” concludeerde Crawford.

Tijd om te demonstreren

Hoe moet de mensheid het verzamelen, ontginnen en gebruiken van maanbronnen demonstreren? En wanneer zou dat moeten gebeuren?

“Het onderzoek naar hulpbronnen op de maan zou gebaseerd moeten zijn op dezelfde methoden die de mens eeuwenlang heeft gebruikt bij het onderzoek naar hulpbronnen op aarde,” aldus Angel Abbud-Madrid, directeur van het Center for Space Resources aan de Colorado School of Mines in Golden, Colorado.

Abbud-Madrid vertelde Space.com dat hier op aarde de ontdekking van hulpbronnen snel wordt gevolgd door boren, uitgraven, winnen en verwerken om het gebruik van die hulpbronnen mogelijk te maken.

“Voor de maan zijn tot nu toe voldoende prospectie – via teledetectie – en identificatie van waardevolle hulpbronnen, zoals zuurstof en waterstof voor in-situ toepassingen, gedaan,” zei Abbud-Madrid. Op basis van deze bevindingen, zei hij, zijn de nodige technologieën en prototypen om deze elementen te verzamelen en te extraheren ontwikkeld en getest op aardse analoge sites.

Bijvoorbeeld, NASA’s Resource Prospector Mission, een conceptmissie gericht op lancering in 2018, zou de haalbaarheid van de winning van hulpbronnen op de maan verifiëren, net als verschillende andere missieconcepten uit de particuliere sector, zei Abbud-Madrid. Dergelijk werk, op zijn beurt, zal de weg vrijmaken voor het opnemen van In Situ Resource Utilization, bekend als ISRU, in toekomstige exploratieplanning, zei hij.

“Dus, de tijd is gekomen om deze systemen te demonstreren op het oppervlak van de maan,” concludeerde Abbud-Madrid.

Om Ian Crawford’s “Lunar Resources: A Review Paper,” hier te lezen.

Leonard David doet al meer dan vijf decennia verslag van de ruimtevaartindustrie. Hij is voormalig directeur van onderzoek voor de National Commission on Space en is co-auteur van Buzz Aldrin’s 2013 boek “Mission to Mars – My Vision for Space Exploration” gepubliceerd door National Geographic met een nieuwe bijgewerkte paperback-versie die in mei van dit jaar zal worden uitgebracht. Volg ons @Spacedotcom, Facebook of Google+. Oorspronkelijk gepubliceerd op Space.com.