Es ist jetzt ein Zieldatum für eine bemannte Marsmission auf 2030. Aber wie nah sind wir wirklich daran, Marsianer zu werden?
Im Gegensatz zu Science-Fiction-Filmen mit grotesken Außerirdischen und fernen Galaxien, Ridley Scotts Der Marsmensch zeigt eine Science-Fiction-Weltraummission, die bald eine wissenschaftliche Tatsache sein könnte. Bildnachweis: 20th Century Fox
Von Sidney Perkowitz, Emory Universität
Wie jede Fernbeziehung hat auch unsere Liebesbeziehung zum Mars Höhen und Tiefen erfahren. Der rote Farbton des Planeten machte es für die Alten, die es mit bloßem Auge betrachteten, zu einer besonderen - aber bedrohlichen - nächtlichen Präsenz. Später erhielten wir durch Teleskope nähere Einblicke, aber der Planet blieb immer noch ein Rätsel, reif für Spekulationen.
Vor einem Jahrhundert interpretierte der amerikanische Astronom Percival Lowell fälschlicherweise Marsoberflächenmerkmale als Kanäle, die intelligente Wesen gebaut hatten, um Wasser über eine trockene Welt zu verteilen. Dies war nur ein Beispiel in einer langen Geschichte, in der man sich das Leben auf dem Mars vorgestellt hat, von HG Wells, der Marsianer als blutrünstige Eindringlinge der Erde darstellt, bis zu Edgar Rice Burroughs, Kim Stanley Robinson und anderen, die sich fragten, wie wir den Mars besuchen und die Marsianer treffen könnten.
Der rote Planet, vom Hubble-Weltraumteleskop aus gesehen. Bildnachweis: Jim Bell (Cornell University), Justin Maki (JPL) und Mike Wolff (Space Sciences Institute) sowie die NASA
Der neueste Eintrag in dieser langen Tradition ist der Science-Fiction-Film The Martian, der am 2. Oktober veröffentlicht wird. Er wird von Ridley Scott inszeniert und basiert auf Andy Weirs selbstveröffentlichtem Roman und erzählt die Geschichte eines Astronauten (gespielt von Matt Damon). auf dem Mars gestrandet. Sowohl Buch als auch Film versuchen, der Wissenschaft so treu wie möglich zu sein - und tatsächlich wachsen Wissenschaft und Fiktion rund um die Missionen zum Mars schnell zusammen.
Der Curiosity Rover der NASA und andere Instrumente haben gezeigt, dass der Mars einst Ozeane mit flüssigem Wasser hatte, ein verlockender Hinweis darauf, dass das Leben einmal da war.
Und jetzt hat die NASA gerade die elektrisierende Nachricht gemeldet, dass heute flüssiges Wasser auf dem Mars fließt.
Diese Entdeckung erhöht die Wahrscheinlichkeit, dass es derzeit Leben auf dem Mars gibt - Bildmikroben, nicht kleine grüne Männer -, und erhöht gleichzeitig das Interesse an dem Vorschlag der NASA, dort Astronauten bis 2030 als nächste große Erforschung des Weltraums und des außerirdischen Lebens einzusetzen.
Wie nah sind wir also dran, Menschen zum Mars zu bringen und sie auf einem unwirtlichen Planeten überleben zu lassen?
Zuerst müssen wir dorthin gelangen
Es wird nicht einfach sein, es zum Mars zu schaffen. Es ist der nächste Planet außerhalb der Sonne, aber durchschnittlich 220 Millionen Kilometer von uns entfernt - weit hinter dem Mond der Erde, der mit einer Entfernung von 250.000 Kilometern der einzige andere Himmelskörper ist, auf den Menschen einen Fuß gesetzt haben.
Dennoch glauben die NASA und mehrere private Unternehmen, dass sie durch die Weiterentwicklung bestehender Antriebsmethoden ein bemanntes Raumschiff zum Mars werden können.
Es wird den größten und leistungsstärksten Raketen-Booster brauchen, der jemals gebaut wurde, um den gesamten Weg zum Mars zu schaffen. Tests sind bereits im Gange. Fotonachweis: Orbital ATK
Ein NASA-Szenario würde über mehrere Jahre hinweg Lieferungen auf dem Marsmond Phobos vorpositionieren, die von unbemannten Raumfahrzeugen dorthin verschifft wurden. lande vier Astronauten auf Phobos nach einer achtmonatigen Reise von der Erde; und bringen Sie sie und ihre Vorräte für einen 10-monatigen Aufenthalt zum Mars, bevor Sie die Astronauten auf die Erde zurückbringen.
Wir wissen jedoch weniger darüber, wie sich eine lange Reise in einer engen Metallbox auf die Gesundheit und die Moral der Besatzung auswirken würde. Eine längere Zeit im Weltraum unter im Wesentlichen null Schwerkraft hat nachteilige Auswirkungen, einschließlich eines Verlusts an Knochendichte und Muskelkraft, den Astronauten nach Monaten an Bord der Internationalen Raumstation (ISS) erlebten.
Es gibt auch psychologische Faktoren. ISS-Astronauten in der Erdumlaufbahn können ihren Heimatplaneten sehen und mit ihm kommunizieren und ihn bei Bedarf mit einem Fluchtfahrzeug erreichen.
Für das isolierte Mars-Team wäre die Heimat ein entfernter Punkt am Himmel. Der Kontakt würde durch die lange Zeitverzögerung für Funksignale erschwert. Selbst bei der nächsten Annäherung des Mars an die Erde, 56 Millionen Meilen, würden fast sieben Minuten vergehen, bis etwas, was über eine Funkverbindung gesagt wurde, eine Antwort erhalten könnte.
Um mit all dem fertig zu werden, müsste die Besatzung sorgfältig überprüft und geschult werden. Die NASA simuliert jetzt die psychologischen und physiologischen Auswirkungen einer solchen Reise in einem Experiment, bei dem sechs Personen für ein Jahr in einer kleinen Struktur auf Hawaii isoliert werden.
Überleben in einer unwirtlichen Marslandschaft
Diese Besorgnis würde während des Aufenthalts der Astronauten auf dem Mars, der eine raue Welt ist, anhalten. Mit Temperaturen von durchschnittlich -62 Grad Celsius und bis zu -73 Grad Celsius in der Nacht ist es kälter als alles, was wir auf der Erde vorfinden. Die dünne Atmosphäre, hauptsächlich Kohlendioxid (CO?), ist nicht atmungsaktiv und unterstützt große Staubstürme. es ist ultravioletter Strahlung von der Sonne ausgesetzt, die schädlich sein kann; und seine Größe und Masse geben ihm eine Anziehungskraft, die nur 38% der Erdanziehung ausmacht - was Astronauten, die die Oberfläche in schweren Schutzanzügen erkunden, begrüßen würden, aber auch Knochen- und Muskelprobleme weiter verschlimmern könnten.
Ingenieure und Techniker testen bereits den Raumanzug, den Astronauten im Orion-Raumschiff auf Reisen in den Weltraum, einschließlich des Mars, tragen werden. Bildnachweis: NASA / Bill Stafford
Während die Astronauten ihre Basis aufbauen, plant die NASA, Mars-eigene Ressourcen einzusetzen, um einige dieser Hindernisse zu überwinden.
Zum Glück sollten Wasser und Sauerstoff zur Verfügung stehen. Die NASA hatte geplant, eine Form des Bergbaus zu versuchen, um Wasser zu gewinnen, das direkt unter der Marsoberfläche vorhanden ist, aber die neuen Erkenntnisse über das Oberflächenwasser könnten für die Astronauten eine einfachere Lösung darstellen. Mars hat auch beträchtlichen Sauerstoff, der in seinem atmosphärischen CO? Gebunden wird. Beim MOXIE-Prozess (Mars Oxygen In situ Resource Use Experiment) wird CO? Moleküle in Kohlenmonoxid und atmungsaktiven Sauerstoff. Die NASA schlägt vor, diese Sauerstofffabrik 2020 an Bord eines neuen Marsrovers zu testen und dann für die bemannte Mission zu vergrößern.
Es besteht auch die Möglichkeit, die Verbindung Methan aus Marsquellen als Raketentreibstoff für die Rückkehr zur Erde zu produzieren. Die Astronauten sollten auch in der Lage sein, Lebensmittel anzubauen, indem sie Techniken anwenden, die es den ISS-Astronauten kürzlich ermöglichten, den ersten im Weltraum angebauten Salat zu kosten.
Ohne die Verwendung einiger Mars-Rohstoffe müsste die NASA jeden Schrott transportieren, den die Astronauten benötigen würden: Ausrüstung, ihre Behausung, Nahrung, Wasser, Sauerstoff und Raketentreibstoff für die Rückreise. Jedes zusätzliche Pfund, das von der Erde geholt werden muss, erschwert das Projekt erheblich. Auf dem Mars vom Land zu leben, könnte sich zwar auf die lokale Umwelt auswirken, würde jedoch die Erfolgsaussichten für die erste Mission und eventuelle Siedlungen dort erheblich verbessern.
Die NASA wird weiterhin Informationen über den Mars erhalten und ihre Planung für die nächsten 15 Jahre verbessern. Natürlich stehen enorme Schwierigkeiten bevor; Entscheidend ist jedoch, dass die Bemühungen keine größeren wissenschaftlichen Durchbrüche erfordern, die naturgemäß nicht vorhersehbar sind. Stattdessen hängen alle notwendigen Elemente davon ab, dass die bekannte Wissenschaft durch verbesserte Technologie angewendet wird.
Ja, wir sind näher am Mars als viele vielleicht denken. Und eine erfolgreiche bemannte Mission könnte die herausragende menschliche Leistung unseres Jahrhunderts sein.
Sidney Perkowitz, emeritierter Candler-Professor für Physik, Emory Universität
Dieser Artikel wurde ursprünglich auf The Conversation veröffentlicht. Lesen Sie den Originalartikel.