Ein Stück Mond, kaum greifbar und doch auf der Erde angekommen: Forschende der TU Bergakademie Freiberg haben eine seltene Regolith-Probe untersucht. Das Material stammt aus einem Bohrkern der sowjetischen Mission „Luna 16“ und wurde von der Raumfahrtausstellung Morgenröthe-Rautenkranz zur Verfügung gestellt.

Der wissenschaftliche Mitarbeiter Ralf Ditscherlein entdeckte die Probe bei einem privaten Besuch der Ausstellung und fragte sie für eine CT-Analyse an. Gemeinsam mit Judith Seyffer und Rahul Mitra untersuchte er das Material, ohne es aus seinem Gefäß zu nehmen. Das Team nutzte dafür einen Röntgen-Computertomografen und gewann so einen Blick ins Innere, ohne das seltene Mondgestein anzutasten.

3D-Modelle aus rund 150 Partikeln

Der CT-Scan liefert zwar keine direkte quantitative Information über die chemische Zusammensetzung. Dafür ließ sich die Form und Größe von rund 150 Partikeln analysieren. Aus den CT-Daten entstanden 3D-Partikelmodelle, die bis zu 1.500-fach vergrößert gedruckt wurden. Aus winzigen Körnern wurden so greifbare Modelle – ein bisschen so, als würde man Staub plötzlich mit beiden Händen betrachten können.

Die Daten sollen helfen, die geometrischen Eigenschaften echten Mondregoliths statistisch zu beschreiben. Partikelgröße und -form beeinflussen unter anderem, wie das Material fließt, sich packt und verdichtet. Genau das ist für künftige Verfahren wichtig, mit denen Mondregolith direkt auf dem Mond verarbeitet werden könnte.

Weltweit wurden bisher nur etwa 386 Kilogramm Mondregolith zur Erde gebracht. Entsprechende Proben sind deshalb nur sehr eingeschränkt verfügbar. Als Ersatz dienen Regolith-Simulantien, die jeweils nur bestimmte Eigenschaften des echten Materials nachbilden können. In einem Kooperationsprojekt sollen die neuen Daten nun zur Validierung von Simulationen verwendet werden, die auf solchen Simulantien beruhen. Forschende können künstliche Materialien dadurch mit den Eigenschaften der echten Regolith-Probe vergleichen.

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Vom CT-Scan zu künftigen Mondprojekten

Beteiligt sind auch das Institut für Stochastik der Universität Ulm und das Institut für Partikeltechnik der TU Braunschweig. Der Ort der aktuellen Einordnung ist damit Braunschweig, während die untersuchte Probe aus der Raumfahrtausstellung Morgenröthe-Rautenkranz nach Freiberg gelangte. Weitere Analysen der Probe sind geplant. Das Team will die erhobenen Daten Open Access veröffentlichen und die Untersuchungsergebnisse publizieren.

Regolith-Proben und -Simulantien werden gebraucht, um Mondprozesse auf der Erde zu simulieren und zu untersuchen. An der TU Bergakademie Freiberg laufen dazu unter anderem die Projekte MiniRoxy und Roxy-Pathfinder. In einem Demonstrator soll mit einer patentierten Technologie von Airbus und dem Fraunhofer-Institut für Fertigungstechnik und Angewandte Materialforschung Sauerstoff aus Mondregolith gewonnen werden. Das Institut für Nichteisenmetallurgie und Reinststoffe sowie das Institut für Mechanische Verfahrenstechnik und Aufbereitungstechnik unterstützen diese Forschungsarbeiten.

Auch im Studium ist das Thema angekommen: An der TU Bergakademie Freiberg können Studierende das Themenfeld „Space Resources“ studieren. Der neue Mitarbeiter Aswin Kunnathully verstärkt das Team und soll die gewonnenen Daten in weitere Projektarbeiten einbringen. Veröffentlicht wurde der zugrunde liegende Beitrag am 27. Oktober 2026.

Warum Mondgestein auf der Erde so selten ist

Mondgestein entstand auf dem Erdmond; der Begriff umfasst auch Materialien, die bei der Monderkundung gesammelt wurden. Auf der Erde gibt es vier große Quellen: Gesteine aus den US-amerikanischen Apollo-Missionen, Proben der sowjetischen Luna-Missionen, 1.731 Gramm Material der chinesischen Chang’e-5-Mission und Mondmeteoriten. Letztere wurden durch Einschläge aus der Mondoberfläche herausgeschleudert und fielen später auf die Erde. Der erste nachgewiesene Mondmeteorit ist Allan Hills 81005 aus der Antarktis.

Die sechs Apollo-Missionen sammelten 2.415 Proben mit einem Gesamtgewicht von 382 Kilogramm, überwiegend bei Apollo 15, 16 und 17. Die drei Luna-Sonden brachten 326 Gramm Mondmaterial zur Erde. Bis 2006 wurden außerdem mehr als 90 Mondmeteoriten mit einem Gesamtgewicht von über 30 Kilogramm gefunden. Apollo-Astronauten verwendeten unter anderem Hämmer, Rechen, Schaufeln, Zangen und Erdbohrer. Die meisten Proben wurden vor dem Einsammeln fotografiert, anschließend verpackt und in speziellen Umweltprobenbehältern vor Kontamination geschützt.

„Big Muley“ ist mit 11,7 Kilogramm die schwerste von Apollo zur Erde gebrachte Mondgesteinsprobe. Und dann gibt es noch jene kuriose Geschichte: Angeblich sammelte ein Mitarbeiter des Kameraherstellers Hasselblad Mondstaub beim Reinigen der nach den Apollo-Missionen zurückgegebenen Kameras. Ob das nun stimmt oder nicht – an Mondstaub hängen auf der Erde offenbar immer auch Geschichten.

Nach radiometrischen Datierungen sind Mondgesteine deutlich älter als die meisten Gesteine der Erde. Basalte aus den Mondmeeren sind etwa 3,2 Milliarden Jahre alt, Gesteine der hellen Hochländer, der „Terrae“, bis zu 4,6 Milliarden Jahre. Die Proben stammen damit aus einer frühen Phase des Sonnensystems. Mondgesteine ähneln Gesteinen der Erde, insbesondere beim Anteil der Sauerstoffisotope. Sie enthalten jedoch relativ wenig Eisen sowie geringe Mengen flüchtiger Elemente wie Kalium und Natrium.

In Mondgestein wurden die Minerale Armalcolit, Tranquillityit und Pyroxferroit entdeckt. Die Datierung von etwa 50 aufgeschmolzenen Apollo-Gesteinsproben ergab Hinweise auf eine Häufung großer Einschläge vor 4 bis 3,8 Milliarden Jahren, das sogenannte „Große Bombardement“. In dieser Zeit entstanden vermutlich die meisten Mondmeere.

Wasser, Preise und streng bewachte Proben

Lange wurde angenommen, dass Mondgestein kein Wasser enthält. 2008 wurden erstmals geringe Wasserkonzentrationen von unter 50 ppm in Apollo-Proben nachgewiesen. Die NASA-Mission LCROSS bestätigte 2010 Wasser in Form von Eiskristallen. Das SOFIA-Teleskop wies 2020 erstmals Wasser in sonnenbeschienenen Mondregionen nach; dort wurden 100 bis 412 ppm gemessen. Die 2023 gestartete indische Mission Chandrayaan-3 untersucht unter anderem, ob das Eis an den Mondpolen für eine dauerhafte Bewohnbarkeit des Mondes ausreichen könnte.

Wie wertvoll Mondgestein sein kann, zeigt ein Verkauf aus dem Jahr 1993: Drei zusammen 0,2 Gramm schwere Luna-16-Fragmente wechselten für 442.500 US-Dollar den Besitzer. 2002 wurden aus dem Lunar Sample Building entwendete Mond- und Marsproben wiedergefunden. Für ein Gerichtsverfahren schätzte die NASA ihren Wert 2003 auf 1 Million US-Dollar für 285 Gramm Material. Auch Mondmeteoriten werden unter privaten Sammlern gehandelt und erzielen hohe Preise.

Hauptaufbewahrungsort der Apollo-Proben ist das Lunar Sample Building im Lyndon B. Johnson Space Center in Houston. Nach NASA-Angaben werden dort fast 295 Kilogramm der ursprünglich 382 Kilogramm weiterhin unberührt aufbewahrt. Eine kleinere Sammlung liegt aus Sicherheitsgründen auf der Brooks Air Force Base in San Antonio. Die meisten Proben lagern in Stickstoff, damit keine Feuchtigkeit an sie gelangt, und werden nur indirekt mit Spezialwerkzeugen berührt.

Nach Apollo 17 wurden kleine Proben in Acrylglas eingegossen und zusammen mit den jeweiligen Nationalflaggen als „Goodwill Moon Rocks“ an 135 Staaten verschenkt. Mindestens ein solcher Stein wurde gestohlen, verkauft und später wiedergefunden. Weitere kleine Proben gingen auf Sockeln an ehemalige Astronauten und andere Personen. Zu sehen sind Proben unter anderem im National Air and Space Museum, im Kansas Cosmosphere and Space Center und im Besucherzentrum des Kennedy Space Centers. Dort können Besucher sogar ein kleines, in einen Pfeiler eingelassenes Stück Mondgestein berühren.

In Europa wurde Mondgestein erstmals 1970 im Schulungszentrum der Sternwarte Neanderhöhe Hochdahl ausgestellt. In Deutschland liegen Proben im Haus der Geschichte in Bonn, darunter 282 Gramm von Apollo 12, im Rieskrater-Museum in Nördlingen mit 163 Gramm von Apollo 16, im Technik Museum Speyer mit 177 Gramm von Apollo 15 sowie im Deutschen Museum in München, das einen deutschen „Goodwill Moon Rock“ zeigt