Wer dauerhaft auf dem Mond leben will, muss ein Problem lösen, das auf der Erde kaum auffällt: Fast alles, was Menschen zum Überleben und Arbeiten brauchen, müsste zunächst von der Erde mitgebracht werden. Wasser, Lebensmittel, Ersatzteile und Treibstoff bedeuten zusätzliche Masse, und jedes Kilogramm muss mit erheblichem Aufwand in den Weltraum transportiert werden. Eine Mondbasis, die über Jahre betrieben werden soll, kann deshalb nicht ausschließlich von Nachschubtransporten abhängig bleiben. Ein Teil der benötigten Rohstoffe müsste direkt auf dem Mond gewonnen werden.

Ausgerechnet der graue Staub und das Gestein unter den Füßen künftiger Astronauten könnten dabei eine entscheidende Rolle spielen. Mondregolith enthält große Mengen Sauerstoff. Nach Untersuchungen von Mondproben macht Sauerstoff rund 40 bis 45 Prozent seiner Masse aus. Er liegt allerdings nicht als Gas vor, das sich einfach auffangen ließe. Der Sauerstoff steckt chemisch gebunden in Mineralen und Oxiden. Um ihn nutzen zu können, muss diese Bindung aufgebrochen werden.

Genau daran arbeiten Raumfahrtagenturen, Forschungseinrichtungen und Unternehmen inzwischen mit unterschiedlichen Verfahren. Gelingt es, Sauerstoff zuverlässig und in größerem Maßstab aus Mondgestein zu gewinnen, könnte daraus weit mehr entstehen als Atemluft für Astronauten. Sauerstoff wäre auch ein wichtiger Bestandteil der Treibstoffversorgung und damit möglicherweise einer der Schlüssel zu einer langfristigen Infrastruktur auf dem Mond.

Warum enthält Mondgestein so viel Sauerstoff?

Die Vorstellung eines sauerstoffreichen Mondes wirkt zunächst widersprüchlich. Der Mond besitzt keine dichte Atmosphäre, Menschen könnten dort ohne Raumanzug innerhalb kürzester Zeit nicht überleben. Trotzdem gehört Sauerstoff zu den häufigsten Elementen in seinem Oberflächenmaterial.

Der Grund liegt in der chemischen Zusammensetzung der Minerale. Sauerstoff ist unter anderem an Silizium, Aluminium, Eisen, Magnesium und Titan gebunden. Solche Verbindungen sind auch auf der Erde weit verbreitet. Im Mondregolith liegen sie in Gesteinsfragmenten, Mineralpartikeln und glasartigen Bestandteilen vor, die durch Milliarden Jahre von Meteoriteneinschlägen und anderen Prozessen entstanden sind.

Damit besitzt der Mond gewissermaßen einen gewaltigen Sauerstoffvorrat, nur befindet er sich in einer Form, die technisch erst erschlossen werden muss. Das Problem besteht deshalb weniger darin, Sauerstoff zu finden, sondern darin, ihn mit möglichst wenig Energie und möglichst zuverlässigen Anlagen aus den Mineralen herauszulösen.

Wie lässt sich Sauerstoff aus Mondgestein gewinnen?

Für die Sauerstoffgewinnung aus Regolith werden mehrere Verfahren untersucht. Besonders intensiv beschäftigt sich die europäische Raumfahrt mit der sogenannten Schmelzsalzelektrolyse. Dabei wird zerkleinerter Regolith zusammen mit geschmolzenem Calciumchlorid verarbeitet. Das Salz dient als Elektrolyt. In Versuchen der ESA wurde das Material auf ungefähr 950 Grad Celsius erhitzt. Der Regolith selbst muss bei diesem Verfahren nicht vollständig geschmolzen werden.

Wird elektrischer Strom durch das System geleitet, lassen sich die chemischen Bindungen lösen. Der Sauerstoff wird aus den Mineralen entfernt und kann an einer Elektrode gesammelt werden. Zurück bleibt ein Material, das reich an Metallen beziehungsweise Metalllegierungen ist. In früheren Laborversuchen mit Mondregolithsimulanten konnten auf diese Weise sehr große Anteile des enthaltenen Sauerstoffs herausgelöst werden. Die ESA untersucht das Verfahren weiterhin für eine mögliche spätere Nutzung auf dem Mond.

Ein Vorteil besteht darin, dass dabei nicht nur Sauerstoff entsteht. Auch die zurückbleibenden metallreichen Stoffe könnten interessant sein. Sie ließen sich möglicherweise für Bauteile, Werkzeuge oder additive Fertigungsverfahren nutzen. ESA Projekte untersuchen inzwischen sogar, ob aus solchen Rückständen leitfähige Materialien für gedruckte elektronische Schaltungen hergestellt werden könnten.

Damit würde aus Mondregolith nicht nur eine Quelle für Atemluft oder Treibstoffbestandteile. Er könnte langfristig zu einem Ausgangsmaterial für eine ganze lokale Rohstoffwirtschaft werden.

Kann Sonnenlicht bei der Sauerstoffgewinnung helfen?

Eine der größten Herausforderungen ist der Energiebedarf. Chemische Bindungen in Mondgestein aufzubrechen erfordert hohe Temperaturen oder große Mengen elektrischer Energie. Deshalb untersucht die NASA Verfahren, bei denen möglichst viel der benötigten Prozesswärme direkt aus Sonnenlicht stammt.

Beim Projekt Carbothermal Reduction Demonstration, kurz CaRD, wird konzentrierte Sonnenenergie genutzt, um simulierten Mondregolith stark zu erhitzen und chemisch zu verarbeiten. Im Februar 2026 berichtete die NASA über integrierte Tests eines Prototyps, bei denen ein Solarkonzentrator, Spiegel, Steuerungstechnik und ein Reaktor gemeinsam betrieben wurden. Dabei konnte im Rahmen des carbothermischen Prozesses Kohlenmonoxid erzeugt werden. Nach weiteren Verarbeitungsschritten kann aus den Reaktionsprodukten Sauerstoff gewonnen werden.

Auch andere Hochtemperaturverfahren werden erforscht. Eine 2025 veröffentlichte wissenschaftliche Übersicht untersuchte beispielsweise die Vakuumpyrolyse von Regolith. Dabei können hohe Temperaturen genutzt werden, um sauerstoffhaltige Minerale im Vakuum zu zerlegen. Konzentriertes Sonnenlicht oder Laser kommen als mögliche Energiequellen infrage. Der besondere Reiz solcher Ansätze besteht darin, möglichst wenig zusätzliche Verbrauchsstoffe von der Erde mitbringen zu müssen.

Welches Verfahren sich am Ende durchsetzt, ist bislang offen. Entscheidend werden nicht allein hohe Ausbeuten im Labor sein. Eine Anlage auf dem Mond muss über lange Zeit funktionieren, Staub vertragen, mit Temperaturschwankungen umgehen und unter geringer Schwerkraft zuverlässig arbeiten.

Wofür braucht eine Mondbasis so viel Sauerstoff?

Der offensichtlichste Verwendungszweck ist die Atemluft. Eine dauerhaft besetzte Station benötigt ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem, in dem Sauerstoff möglichst weitgehend zurückgewonnen wird. Selbst sehr effiziente Kreislaufsysteme benötigen jedoch Reserven und Möglichkeiten zum Ausgleich von Verlusten. Lokal erzeugter Sauerstoff könnte die Abhängigkeit von Lieferungen von der Erde reduzieren.

Noch größere Mengen könnten für Raumfahrzeuge interessant werden. Bei vielen Raketentriebwerken dient flüssiger Sauerstoff als Oxidator. Er ist dabei nicht der eigentliche Brennstoff, sondern ermöglicht die Verbrennung eines Treibstoffs. Wird Sauerstoff auf dem Mond hergestellt, müsste zumindest dieser Teil der benötigten Treibstoffmasse nicht von der Erde transportiert werden.

Das könnte langfristig weitreichende Folgen haben. Eine Mondbasis wäre dann nicht nur ein wissenschaftlicher Außenposten, sondern könnte zu einem Standort werden, an dem Verbrauchsstoffe für Fahrzeuge hergestellt werden. Voraussetzung wäre allerdings, dass Produktion, Reinigung, Verflüssigung und Lagerung des Sauerstoffs zuverlässig funktionieren. Gerade diese nachgelagerten Schritte gehören neben der eigentlichen Extraktion zu den technischen Herausforderungen einer späteren industriellen Nutzung.

Wie kommt der Mondstaub in die Sauerstoffanlage?

Eine Sauerstofffabrik beginnt nicht mit der chemischen Verarbeitung. Zuvor muss Regolith abgebaut, transportiert, möglicherweise sortiert und kontinuierlich einer Anlage zugeführt werden. Auch diese vermeintlich einfachen Arbeitsschritte stellen auf dem Mond ein eigenes technisches Problem dar.

Der Regolith ist fein, abrasiv und kann Maschinen stark beanspruchen. Außerdem müssten Abbau und Verarbeitung weitgehend automatisiert erfolgen. Astronauten könnten kaum stundenlang mit schweren Maschinen Mondboden abbauen. Roboter, Bagger oder spezielle Förderanlagen müssten diese Aufgabe übernehmen.

Wie ernst die ESA dieses Problem nimmt, zeigte ihre zweite Space Resources Challenge. Dabei sollten Teams Systeme entwickeln, die Regolith sammeln und für eine spätere Sauerstoffgewinnung vorbereiten. Als Szenario diente eine künftige Mission am lunaren Südpol mit acht Astronauten, die bis zu 30 Tage versorgt werden müssten. Die Tests fanden in der Mondsimulationsanlage LUNA in Köln statt.

Damit verschiebt sich die Forschung zunehmend von der Frage, ob Sauerstoff grundsätzlich aus Regolith gewonnen werden kann, hin zur Frage, wie eine komplette Produktionskette auf dem Mond aussehen müsste.

Gibt es bereits eine Sauerstofffabrik auf dem Mond?

Nein. Trotz zahlreicher erfolgreicher Laborversuche existiert bislang keine Anlage auf der Mondoberfläche, die kontinuierlich Sauerstoff aus dortigem Regolith produziert. Die heute getesteten Systeme sind Entwicklungsstufen auf dem Weg zu einer möglichen späteren industriellen Nutzung.

Bei der NASA wurde unter anderem ein Reaktor zur Schmelzregolith Elektrolyse weiterentwickelt und unter Vakuumbedingungen mit Mondregolithsimulant getestet. Das Projekt erreichte 2025 eine weitere Entwicklungsstufe und demonstrierte die Sauerstoffgewinnung sowie die Entstehung eines metallreichen Nebenprodukts. Eine Anlage, die unter realen Mondbedingungen dauerhaft arbeitet, wäre jedoch ein erheblich größerer Schritt.

Auch die ESA arbeitet weiterhin an der Weiterentwicklung der Schmelzsalzelektrolyse. Zu den offenen Fragen gehören beispielsweise der Umgang mit dem verwendeten Salz, dessen Rückgewinnung und Wiederverwendung sowie das Verhalten des Prozesses unter lunaren Schwerkraftbedingungen. Noch 2026 wurden Untersuchungen vorgestellt, mit denen der Einfluss der geringen Mondgravitation auf die Effizienz der Sauerstoffextraktion abgeschätzt werden soll.

Sauerstoff könnte über die Mondbasis entscheiden

Die entscheidende Erkenntnis ist bereits vorhanden: Dem Mond fehlt es nicht an Sauerstoff. Das Element steckt in gewaltigen Mengen direkt in seinem Oberflächenmaterial. Die eigentliche Herausforderung besteht darin, daraus einen technisch nutzbaren Rohstoff zu machen.

Laborversuche zeigen, dass dies grundsätzlich möglich ist. Unterschiedliche Verfahren können Sauerstoff aus simuliertem und teilweise auch aus echtem Mondmaterial lösen. Was noch fehlt, ist der Nachweis, dass eine komplette Anlage auf dem Mond über lange Zeit zuverlässig, effizient und mit vertretbarem Energiebedarf betrieben werden kann.

Gelingt dieser Schritt, würde sich die Logik einer Mondbasis grundlegend verändern. Sauerstoff müsste nicht mehr vollständig von der Erde kommen. Gleichzeitig könnten bei seiner Gewinnung Metalle und andere nutzbare Materialien entstehen. Aus dem unscheinbaren Regolith unter den Füßen der Astronauten würde damit einer der wichtigsten Rohstoffe einer dauerhaften menschlichen Präsenz auf dem Mond.

Quellen
▪︎ Europäische Weltraumorganisation ESA, Forschung zur Sauerstoffgewinnung aus Mondregolith mittels Schmelzsalzelektrolyse
▪︎ Europäische Weltraumorganisation ESA, Space Resources Challenge und LUNA Mondsimulationsanlage
▪︎ Europäische Weltraumorganisation ESA, VERSA Projekt zur Weiterentwicklung der Schmelzsalzelektrolyse
▪︎ NASA Johnson Space Center, Carbothermal Reduction Demonstration CaRD, 2026
▪︎ NASA, Lunar Surface Technology und Molten Regolith Electrolysis
▪︎ Acta Astronautica, Review of in-situ oxygen extraction from lunar regolith with focus on solar thermal and laser vacuum pyrolysis, 2025