Überleben auf dem Mars: Siedlung vs. Terraforming

Die bemannte Raumfahrt soll in den nächsten beiden Dekaden einen entscheidenden Sprung nach vorn machen. Der Wettlauf zum Mars hat begonnen und die Besiedlung des Mars steht bevor. Zumindest wenn es nach Elon Musk, Jeff Bezos und Co. geht. Wie könnte dieses gigantische Unterfangen ablaufen? Sind wir auf Terraforming angewiesen oder gibt es andere Konzepte für ein Überleben auf dem Mars?

So könnte die Besiedlung ablaufen

Um das Überleben auf dem Mars zu ermöglichen, sind eine Reihe von Problemen zu lösen. Zunächst ist es dort sehr kalt, weil der Mars weiter von der Sonne entfernt ist. Nur etwa 40 Prozent des auf der Erde ankommenden Sonnenlichts erreichen den Mars. Außerdem ist der Luftdruck sehr niedrig. Die Raumanzüge müssten also für ausreichenden Druck, eine Sauerstoffzufuhr und genügend Wärme sorgen. Damit wäre man immer gezwungen, sich in der Nähe der Basis oder mobilen Aufladestationen zu bewegen.

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Wohncontainer auf dem Mars

Daher wird man sich nach der etwa 210 Tage dauernden Reise möglichst schnell einen Unterschlupf errichten müssen. Die Luftdichten Gebäude müssten zuverlässig vor Strahlung schützen und künstlich beheizt werden, damit die Mars-Pilger sich zumindest drinnen frei bewegen können. Das ließe sich über mitgebrachte Materialien vermutlich erreichen. Immerhin will Elon Musk ein regelmäßiges Transportsystem zwischen der Erde und unserem roten Nachbarn einrichten.

Ist die Unterkunft fertiggestellt, so kann sie von Marsboden bedeckt werden, um die Bewohner vor der kosmischen Strahlung zu schützen. Zudem wäre das auch eine zuverlässige Abwehr gegen kleinere Meteoriten, die den Mars häufiger erreichen als die Erde, da sie in der dünnen Atmosphäre nicht verglühen. Über unterirdische Gänge können weitere Gebäude angeschlossen werden. Wie im Video gezeigt, könnten die Gänge auch als kleine Variante einer Vertical Farm gesehen werden. Praktisch, dass die Indoor-Landwirtschaft gerade weltweit erprobt wird. Der Vorteil dieser Technik besteht auch darin, dass es sich um ein geschlossenes System handelt, bei dem kein Wasser verloren geht. Ideal für den Mars.

Energiegewinnung

Im nächsten Schritt müsste man sich um die Energiegewinnung kümmern. Bis die mitgebrachten Reserven erschöpft sind, könnte die Produktion von erneuerbarer Energie eingerichtet werden. Hierzu zählen zum einen die Marswinde. Doch damit könnte voraussichtlich nicht genügend Strom erzeugt werden. Auch Photovoltaikanlagen können zur Deckung des Bedarfs beitragen. Je nachdem wann die Kolonisierung stattfindet, ist die Kernfusionstechnik vielleicht auch weit genug fortgeschritten, um sie auch auf dem Mars nutzen zu können. Der benötigte Grundstoff Deuterium, also Schwerwasserstoff, ist auf dem Roten Planeten zumindest ausreichend vorhanden.

Erzeugung von Atemluft

Die erbauten Wohn -und Forschungseinheit müssten natürlich ständig mit Atemluft versorgt werden. Die NASA erforscht im Rahmen der sogenannten In Situ Resource Utilization die Nutzung auf dem Mars vorhandener Stoffe, um dem Menschen ein Leben zu ermöglichen. Die Produktion von Sauerstoff könnte beispielsweise durch die Elektrolyse des atmosphärischen Kohlenstoffdioxids zu Sauerstoff und Kohlenstoff erfolgen. Natürlich wird auch der Anbau von Pflanzen in der Marsbasis zu einem ausgewogenen Klima beitragen.

Gewinnung von Wasser

Wasser ist auf dem Mars glücklicherweise in fester Form an den Polkappen und unter der Oberfläche vorhanden, wie 2005 von der ESA-Sonde Mars-Express nachgewiesen werden konnte. Auch Nachweise für flüssiges Wasser konnte man inzwischen finden. Wird dieses bewusst genutzt und zu 100 Prozent aufbereitet, kann das eine gute Grundlage darstellen. Nimmt die Marsbasis aber an Größe zu, müssen hier Möglichkeiten der Erzeugung gefunden werden. Dafür sind aber weitere Vorortanalysen des Mars erforderlich. Denn Wasserstoff stellt eine Grundvoraussetzung dar und es muss geklärt werden, wie viel davon in welcher Form vorliegt.

Die künstlerische Darstellung zeigt ein Leben auf dem Mars, das hauptsächlich Untertage stattfindet.

Förderung von Rohstoffen

Nachdem die Grundversorgung mit Atemluft, Nahrung und Energie gesichert ist, sollte auch die Förderung von Rohstoffen beginnen. Nur so lässt sich eine dauerhafte Präsenz des Menschen auf dem Mars sicherstellen. Denn eine ständige Abhängigkeit von der Erde kann nicht das Ziel der Besiedlung eines fremden Planeten sein. Beispielsweise weiß man, dass es größere Bestände an Kupfer, Schwefel und Phosphor gibt. Doch allein davon werden wir auf dem Mars nicht durchhalten können. Die weitere Erforschung wird des Roten Planeten wird daher auf großes Interesse der Marsianer stoßen. Gegebenenfalls ist auch der Abbau auf Asterioden und den Marsmonden in Erwägung zu ziehen.

Transportmittel

Zu den ersten Transportmitteln werden sicherlich Mars-Rover von entsprechender Größe gehören. Vermutlich wird man sie mit Wohnmodulen und einer eigenen Energieversorgung ausstatten, um den Astronauten längere Forschungsausfahrten zu ermöglichen. Ballons kommen ebenfalls in Frage. Allerdings müssten sie über ein ausreichend großes Volumen verfügen, um in der dünnen Atmosphäre fliegen zu können. Entsprechend große Konstruktionen wären sinnvoll, um auch gewichtigere Lasten über den Planeten zu bugsieren.

Fazit

Grundsätzlich wäre ein Überleben auf dem Mars mithilfe aufwendiger Konstruktionen also denkbar. Eine Voraussetzung ist aber, dass zuvor enorme Mengen an Material dorthin gebracht würden, um die nötigen Bauten und Systeme errichten zu können. Zudem muss die Grundversorgung mit Atemluft, Nahrung und Wasser für die erste Zeit abgedeckt sein. Denn bis Nutzpflanzen genug Ertrag abwerfen, Wasser geborgen und Sauerstoff sowie Energie hergestellt werden können, dauert es sicher einige Monate, vielleicht sogar Jahre. Die Raumfahrttechnologie wird also noch große Sprünge machen müssen, um ausreichend Equipment in einem vernünftigen Kostenrahmen verschiffen zu können.

Überleben auf dem Mars dank Terraforming

Die ersten Generationen von Siedlern werden sicher alle Hände voll zu tun haben, um die Marsbasis einzurichten, zu erweitern und Forschung zu betreiben. Da der Planet für uns aber nicht nur eine Forschungsstation sondern auch ein Zuhause werden soll, setzt auch auf dem Mars irgendwann der Alltag ein. Menschen verlieben sich und Zeugen sogar Kinder. Sicherlich wird man sich irgendwann wünschen, dass Kinder unter freiem Himmel unbeschwert spielen können, sodass das Gedankenexperiment Terraforming vielleicht irgendwann in Angriff genommen wird.

Vorher ist aber zu klären, ob es auf dem Mars bereits Leben gibt. Trotz der widrigen Bedingungen ist das nicht gänzlich auszuschließen. Höher entwickelte Individuen gelten zwar als nahezu unmöglich, doch Mikroben erscheinen denkbar. Auf der Erde leben Mikroben im Polareis oder in Vulkankratern. Extremophile Lebewesen könnten dort also bereits existieren. Außerdem konnten bestimmte Pilzarten in einem Experiment unter Marsbedingungen 18 Monate recht gut überdauern. Insofern gibt es hier natürlich ethische Bedenken. Doch vor der Ausrottung anderer Lebewesen sind wir ja leider noch nie zurückgeschreckt.

Wie funktioniert Terraforming?

Die Anpassung des Mars an für Menschen geeignete Lebensbedingungen ist ein extrem langwieriger und unvorstellbar umfangreicher sowie komplexer Prozess. Über die genauen Wirkungsweisen der vorgeschlagenen Maßnahmen ist sich niemand so ganz im Klaren. Und bislang weiß man nicht, ob so etwas wirklich realisierbar ist.

Den Anfang der Überlegungen stellt immer die Verdichtung der Atmosphäre dar. Hierzu sind Millionen Tonnen von Gasen nötig. Diese könnten durch Abschmelzung der Polkappen und des Permafrosts gewonnen werden. Um das zu erreichen ist von gigantischen Weltraumspiegeln mit Durchmessern von 250 Kilometern die Rede. Auch nukleare Sprengungen zur sofortigen Freisetzung gewaltiger Gasmengen sind im Maßnahmenkatalog enthalten. Weiterhin könnten spezielle Flechten und Algen helfen, das Kohlenstoffdioxid in Sauerstoff umzuwandeln.

Das durch diese „initialen Zündungen“ größtenteils freigesetzte Kohlenstoff in Verbindung mit Wasserstoff soll für eine dichtere Atmosphäre sorgen und so den Treibhauseffekt in Gang setzen. Aber bis sich ein gefrorener Planet und die Luftmassen darüber wirklich merklich erwärmen, vergehen wohl Jahrhunderte. Doch angenommen es gelingt, die Atmosphäre auch mit ausreichend Sauerstoff zu versehen und die Durchschnittstemperatur um etwa 60 Grad zu erhöhen, dann könnte ein Pflanzenwachstum einsetzen.

Ein Problem bleibt aber die geringe Anziehungskraft des Mars. Die oberen Schichten der Atmosphäre würden ständig durch Sonnenwinde abgetragen werden. Eine realistischere Vorstellung ist daher das Welthauskonzept.

Welthauskonzept bzw. partielles Terraforming

Angesichts der extremen Kosten und Mühen sowie der zu erwartenden Dauer bei einem vollständigen Terraforming ist ein alternatives Konzept die wahrscheinlichere Lösung. So wie in der Nähe von Berlin Palmen wachsen und tropische Temperaturen herrschen, so besteht diese Möglichkeit auch für den Mars. Die Rede ist von gigantischen Bauwerken, die Teile der Marsoberfläche überspannen sollen.

Der Beginn könnte mit hohen Türmen gemacht werden. Da auf der Erde bald Wolkenkratzer von mehr als einem Kilometer Höhe in den Himmel ragen werden, sind aufgrund der geringeren Schwerkraft auch höhere Bollwerke auf dem Mars denkbar. Martyn J. Fogg, ein Experte für Terraforming, stellt sich ein Zelt mit sechseckiger Grundfläche vor. An jedem Eckpunkt sowie in der Mitte des Hexagons sollen sich Türme zur Stabilisierung der Decke befinden. Natürlich soll darin nicht nur gewohnt, sondern auch gearbeitet werden. Mehrere solcher Parzellen, sollen von einem flexiblen Dach überspannt werden. Es müsste also eine sehr stabile Plane sein, die durch Halteseile verstärkt wird. Man muss allerdings den Überdruck bedenken, der im Welthaus herrschen wird. Die Anstrengung dieses Konzepts liegt daher vor allem in der Dichtigkeit und dem am Boden halten der Dachkonstruktion.

Zwischen den Türmen sind ausgedehnte Grünanlagen geplant, sodass in der Vertikalen tatsächlich der optische Eindruck einer Erde entstehen könnte. Man blickt aufs Grüne und hätte wohl sogar einen bläulichen Himmel. Selbst Wind, Wolken und Niederschlag sollen aufgrund der Größe des Bauwerks möglich sein.

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Was sagt Ihr zu den fixen Ideen, die die Forscher da umtreiben? Glaubt Ihr ein Überleben auf dem Mars ist realistisch? Andererseits: Man hat wohl auch lange Zeit das Fliegen nicht für möglich gehalten. Und nicht einmal 70 Jahre nach dem ersten motorisierten Flug sind wir auf dem Mond gelandet. Wer weiß, was uns in den nächsten Jahrzehnten und Jahrhunderten noch alles gelingen mag. Viel Spaß beim Diskutieren!

Letzte Aktualisierung am 11.01.2017 / Affiliate Links / Bilder von der Amazon Product Advertising API