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Anmerkung der Redaktion: In dieser wöchentlichen SerieUntersucht ProfoundSpace.org, wie Technologie treibt die Erforschung und Entdeckung des Weltraums voran.

Wenn die Menschheit hofft, eine dauerhafte Präsenz auf dem Mars zu erreichen, muss sie lernen, vom Land zu leben.

Ambitionierte Explorationsbemühungen zielen immer auf Selbstversorgung ab, aber das Bedürfnis ist besonders akut, wenn das neue Gelände, das durchquert wird, ein anderer Planet ist. Umfangreiches Nachschub von der Erde wäre unerschwinglich teuer, Experten sagen, so die Ausbeutung der Ressourcen des Roten Planeten ist von entscheidender Bedeutung, um zukunftsweisende bemannte Missionen auf kurze Sicht erschwinglich zu machen und die Mars-Siedlung auf lange Sicht nachhaltig zu machen.

"Wir wollen auf eine sehr ähnliche Art und Weise wie in der Vergangenheit vorgehen und erforschen, so dass wir vom Land leben können, um all diese Missionen sehr kosteneffektiv und effizienter zu machen", sagte Prasun Desai, stellvertretender Direktor der Strategische Integration und Analyse Büro in der NASA Space Technology Mission Directorate, sagte letzten Dienstag (6. August). [Die schärfsten Mars Missionen in der Geschichte]

Das Ziel ist es, die Erforschung des Mars "auf eine viel aggressivere Art und Weise zu ermöglichen, damit wir uns wirklich ein Bild davon machen können, ob wir alleine im Universum sind?" fügte Desai hinzu, der auf einer Feier im NASA-Hauptquartier in Washington, D.C., das erste Jahr auf dem Roten Planeten für den Curiosity-Rover der Agentur sprach.

Mars Ressourcen

Der Rote Planet mag kalt und trocken sein, aber er birgt eine Fülle von Ressourcen, die bahnbrechende Astronauten gewinnen und ausbeuten könnten, sagte Robert Zubrin, Präsident und Gründer der Mars Society. Diese gemeinnützige Organisation befürwortet eine bemannte Mars-Erkundung und veranstaltet ihre 16. jährliche Konferenz zum Thema 15. bis 18. August in Boulder, Colorado.

Zum Beispiel könnten Astronauten Sauerstoff und Raketentreibstoff (für mögliche Reisen nach Hause zur Erde) erzeugen, indem sie Rohstoff aus der dünnen, Kohlendioxid-dominierten Atmosphäre des Roten Planeten ziehen, sagte Zubrin. Und sie konnten das ganze Wasser, das sie brauchen, aus dem Dreck unter ihren Stiefeln holen.

"Wir wissen jetzt, dass der Marsboden Wasser enthält", sagte Zubrin zu ProfoundSpace.org. "Selbst am Äquator sind es 5 Prozent Wasser, in den arktischen Regionen sind es 60 Prozent Wasser. Und wir haben eine Technologie entwickelt, mit der Wasser aus diesem Boden gewonnen und verfügbar gemacht werden kann."

Dieses Wasser, zusammen mit Mars reichlich Kohlendioxid, würde es möglich machen, Pflanzen für Lebensmittel und andere Pflanzen zu züchten, um Produkte wie Kleidung zu machen, zumindest in einigen Regionen, fügte er hinzu.

"Das Sonnenlicht am Marsäquator ist ungefähr gleich dem von Norwegen", sagte Zubrin. "Und es gibt auch Stickstoff und all die anderen Elemente, die benötigt werden, um Dünger herzustellen und so weiter."

Eisenoxid und Siliziumoxid sind ebenfalls im Boden des Mars verbreitet, so dass menschliche Pioniere Eisen, Stahl und Glas herstellen könnten, sagte er. Und die Verfügbarkeit von Wasser und Kohlendioxid würde es ihnen ermöglichen, auch Kunststoffe herzustellen. [Zukunftsvisionen der bemannten Raumfahrt]

"Diese Zivilisation [hier auf der Erde] wurde bis zum 20. Jahrhundert aus Eisen, Stahl und Naturfasern gebaut", sagte Zubrin. "Wir können das alles machen."

Komplizierte Produkte wie Computerchips müssten wahrscheinlich noch lange von der Erde importiert werden, fügte er hinzu. Aber die meisten solcher Gegenstände wären leicht und würden die Masse - und damit die Kosten - der notwendigen Nachschubeinsätze stark reduzieren.

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Eine neue Gesellschaft antreiben

Leben auf dem Mars erfordert natürlich eine beträchtliche Menge an Energie. Während Sonnenkollektoren und radioisotope thermoelektrische Generatoren (die die Wärme von radioaktivem Zerfall in Elektrizität umwandeln) Roboter-NASA-Rover auf dem Roten Planeten angetrieben haben, werden neue Strategien für bemannte Missionen benötigt, sagte Desai.

"Wir werden viel mehr Energie benötigen, wenn Menschen mit viel größeren Fahrzeugen an der Oberfläche sind, um solche Systeme zu betreiben", sagte er.

Das NASA-Direktorium für Raumfahrttechnologie erforscht eine Reihe von Möglichkeiten, darunter effizientere Brennstoffzellen und bessere Batterien zur Verbesserung der Energiespeicherung, fügte Desai hinzu.

Während solche Technologien helfen könnten, die ersten bahnbrechenden Schritte auf dem Roten Planeten zu unterstützen, könnte eine langlebige menschliche Gesellschaft auf dem Roten Planeten eine stärkere Energiequelle benötigen. Und Zubrin glaubt, dass es im Untergrund gefunden werden kann.

Einige Marsvulkane seien zuletzt vor ein paar hundert Millionen Jahren ausgebrochen, sagte er, und Mars umkreisende Raumschiffe haben Beweise für einen unterirdischen Grundwasserspiegel gefunden, der nur auf dem kalten Planeten in Gegenwart von innerlich erzeugter Hitze existieren könnte.

"Es gibt heiße Stoffe unter der Erde", sagte Zubrin und stellte fest, dass die geothermische Energie die Nummer vier Energiequelle auf der Erde ist, nach der Verbrennung, Atomkraft und Wasserkraft. "Wir sollten in der Lage sein, Orte zu lokalisieren, an denen wir aufbrechen und Zugang zu geothermischer Wärme haben, was uns auch flüssiges Wasser geben könnte, was praktisch wäre."

Erste Bohrungen, um diese Wärme zu nutzen, würden mit Atomkraft gemacht, fügte er hinzu.

Sich selbst versorgen

Ein bemannter Mars-Außenposten werde wahrscheinlich zunächst finanziell von Regierungen, Stiftungen oder extrem wohlhabenden Menschen hier auf der Erde unterstützt, sagte Zubrin. Aber wenn es hofft, auf lange Sicht bestehen zu können, muss es schließlich einen Weg finden, sich selbst zu unterstützen und seine Importe zu bezahlen.

Red Planet Siedler könnten in der Lage sein, etwas Gold und andere Edelmetalle zurück zu einer abgeholzten Erde zu schicken, sagte Zubrin, aber solche schweren Materialien sind extrem teuer zu starten. Er denkt, dass es wahrscheinlicher ist, dass der Hauptexport einer Mars-Kolonie geistiges Eigentum ist.

Die Grenzumwelt auf dem Mars wird wie in den USA als Inkubator für Innovationen dienen, fügte Zubrin hinzu.

"Sie haben typischerweise einen schweren Arbeitskräftemangel und eine extrem herausfordernde Umgebung, und Sie sind gezwungen, Neuerungen einzuführen", sagte er. "Hier bekommt man diese Erfindungskultur im 18. und 19. Jahrhundert, sogar bis ins 20. Jahrhundert in Amerika."

"Die Marsborder wird dies in viel stärkerem Maße verstärken", fügte er hinzu.

Bereiche, die für potenzielle Innovationen des Roten Planeten reif sind, schließen Robotik und Landwirtschaft ein, sagte Zubrin. Und wenn indigenes Leben auf dem Mars jemals entdeckt wird, könnte sein Genom sowohl wissenschaftlich als auch finanziell unglaublich wertvoll sein.

Zum Mars gehen

Das Hauptziel des menschlichen Raumfahrtprogramms der NASA ist es, Stiefel auf den Mars zu bringen, und die Raumfahrtagentur ist nicht die einzige Organisation, die Träume vom Roten Planeten hat.

Der in den Niederlanden ansässige gemeinnützige Mars One will im Jahr 2023 vier Menschen auf dem Roten Planeten als Vorhut einer dauerhaften Siedlung an Land ziehen. Mars One schätzt, dass die anfängliche Mission etwa 6 Milliarden Dollar kosten wird, und die Organisation plant, den größten Teil der Rechnung zu begleichen, indem sie ein globales Medienereignis durchführen wird.

Der milliardenschwere Unternehmer Elon Musk, der Gründer der privaten Weltraumfirma SpaceX, sagte Ende letzten Jahres, er wolle helfen, eine Mars-Kolonie von bis zu 80.000 Menschen zu errichten. In der Tat hat Musk gesagt, dass er SpaceX in erster Linie gegründet hat, um der Menschheit zu helfen, eine multiplanetare Spezies zu werden.

Zubrin ist zuversichtlich, dass irgendwann jemand durchbrechen wird, und unsere Spezies wird einen Außenposten auf dem Mars errichten.

"Die Idee ist da draußen", sagte er. "Früher oder später wird es passieren."