Eintauchen auf dem Mars! Wie Astronauten auf dem Roten Planeten überleben und gedeihen werden

Konzeption des ersten Schrittes auf dem Mars

Konzept des Künstlers: Ein kleiner Schritt auf dem Roten Planeten, mit vielen Fußstapfen. (Bildnachweis: Bob Sauls/XP4D/M. Wade Holler, Direktor, Digital Content and Media Strategy, Explore Mars Inc. (Mit Genehmigung verwendet))



GOLDEN, Colorado — Eine dauerhafte Kolonie auf dem Mars zu gründen bedeutet, vom Land zu leben.



Der Mars verfügt über nutzbare Ressourcen wie Wassereis, das zukünftige Expeditionsmannschaften auf kurzen Missionen oder Pioniere, die dauerhaft auf dem Roten Planeten leben, unterstützen könnte, sagen Experten.

'Die Nutzung lokaler Ressourcen ist von entscheidender Bedeutung für unsere zukünftige menschliche Erforschung des Mars', sagte Angel Abbud-Madrid, Direktor des Center for Space Resources hier an der Colorado School of Mines. [ 5 Ideen für bemannte Marsmissionen ]



'Entweder umgehen wir unsere Abhängigkeit von ihnen für eine teure, einmalige Reise mit allen benötigten Vorräten von der Erde ... oder wir integrieren die Ressourcennutzung für eine erschwinglichere, vielfältigere und nachhaltigere Erforschung des Roten Planeten', sagte Abbud-Madrid gegenüber Space. com.

Aber der Zugang und die Nutzung von Marswassereis und anderen Ressourcen – ein Prozess, der als . bekannt ist In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) – ist leichter gesagt als getan. Daher haben Experten damit begonnen, Strategien zu entwickeln, die es Astronauten ermöglichen, auf dem Roten Planeten einen Mars-Lebensstil aufrechtzuerhalten.

Freigabeelement

ISRU war ein viel diskutiertes Thema beim First Landing Site/Exploration Zone Workshop der NASA für menschliche Missionen zur Marsoberfläche, der im Oktober am Lunar and Planetary Institute in Houston stattfand.



Das Treffen brachte Planetenwissenschaftler und ISRU-Experten zusammen, sagte Abbud-Madrid, um im Rahmen einer erweiterten Anstrengung, den ersten Landeplatz und die erste Explorationszone auszuwählen, Seite an Seite zu arbeiten Menschen auf dem Mars .

„Dies war nicht nur ein Zeichen dafür, dass die NASA beschlossen hat, einen erweiterten Multimissions-Ansatz zur Erforschung des Roten Planeten zu verfolgen, sondern auch, dass die Ressourcen des Mars jetzt als das „ermöglichende Element“ für eine nachhaltige menschliche Erkundungskampagne angesehen werden“, sagte Abbud-Madrid gegenüber Space .com.

Dennoch war am Ende des Workshops klar, dass weitere Arbeiten erforderlich sind, um Wissenschaftler und Ingenieure dazu zu bringen, sich auf den optimalen Landeplatz und die optimale Explorationszone zu einigen, 'sowohl mit geologisch interessanten Regionen als auch mit den notwendigen Ressourcen, um eine dauerhafte' menschliche Basis“, sagte Abbud-Madrid.



'Einerseits sind wissenschaftliche Kenntnisse über den Standort und die Natur lokaler Ressourcen erforderlich, um die optimale Methode zu ihrer Gewinnung zu finden', sagte er. „Andererseits sind technische Kenntnisse der Gewinnungsmethode erforderlich, um die am besten geeignete Ressourcenlagerstätte auszuwählen. Die Erkenntnis dieser Interdependenz ist für die Planung einer erfolgreichen bemannten Mission zum Mars von wesentlicher Bedeutung.' [ Riesensprünge: Top-Meilensteine ​​der bemannten Raumfahrt ]

Das Gespräch hat begonnen

Die Wahl eines menschlichen Aufsetzpunkts auf dem Mars erfordert den Einsatz von „eingebetteten ISRU-Experten“, die mit Landeplatzauswahlteams zusammenarbeiten, sagte Jerry Sanders, ISRU-Chefingenieur in der Propulsion and Power Division am Johnson Space Center der NASA in Houston.

'Man muss verstehen, dass die Entfernung und die Fähigkeit, die Ressourcen zu erreichen, ebenfalls wichtige Faktoren sind', sagte Sanders gegenüber demokratija.eu.

'Die Wissenschafts- und ISRU-Gemeinschaften unternehmen Schritte, um die Bedürfnisse und Ziele des jeweils anderen zu verstehen ... aber es gibt noch einen Weg zu gehen', sagte er. 'Ich bin ermutigt, dass das Gespräch begonnen hat.'

Der Sprung zum Mars erfordert technologische Fortschritte in einer Reihe von Bereichen, einschließlich der Fähigkeit, einheimische Ressourcen des Roten Planeten zu extrahieren und auszubeuten.

Der Sprung zum Mars erfordert technologische Fortschritte in einer Reihe von Bereichen, einschließlich der Fähigkeit, einheimische Ressourcen des Roten Planeten zu extrahieren und auszubeuten.(Bildnachweis: Pat Rawlings / NASA)

Details noch vage

Die NASA ist entschlossen, ISRU auf dem Mars zu implementieren, 'aber die Details sind noch vage und eine bedeutende technologische Entwicklung wird erforderlich sein', sagte Robert Mueller, ein leitender Technologe in der Abteilung für Wissenschafts- und Technologieprojekte am Kennedy Space Center der NASA in Florida.

Wasser und atmosphärisches Kohlendioxid werden voraussichtlich die wertvollsten Ressourcen auf dem Mars sein, sagte Mueller.

'Diese Ressourcen werden Treibstoffe für die Heimfahrt mit dem Mars Ascent Vehicle (MAV) liefern sowie für andere kritische Zwecke wie Lebenserhaltung, Anbau von Pflanzen und Strahlenschutz verwendet werden.'

Mueller sagte gegenüber demokratija.eu, dass die Auswahl von a Ort der Marslandung hängt zu einem großen Teil davon ab, mehr Daten darüber zu erhalten, welche Ressourcen an diesem Standort zur Verfügung stehen, um das menschliche Leben zu erhalten. Das Sammeln zusätzlicher Informationen sei notwendig, 'nicht nur für eine Mission mit einer sechsköpfigen Besatzung, sondern für eine Kampagne von mindestens fünf Missionen mit dem langfristigen Ziel einer dauerhaften menschlichen Präsenz auf dem Mars.'

Mars-Orbiter der nächsten Generation

Die NASA hat ein Team namens Next Orbiter Science Analysis Group – oder NEX-SAG im Jargon der Weltraumbehörde – beauftragt, Ziele für einen möglichen Marsorbiter der nächsten Generation zu analysieren, sagte Mueller.

'Wenn er genehmigt wird, könnte dieser Orbiter bereits 2022 gestartet werden', sagte er. 'Eine der Empfehlungen dieses NEX-SAG-Teams ist es, Ressourcen auf dem Mars zu finden, um zukünftigen menschlichen Missionen zu helfen.'

Dieser Orbiter würde wahrscheinlich Dual-Use-Instrumente tragen, um 'der Wissenschaft sowie der Ressourcensuche' zu dienen, wie zum Beispiel Radarscans zur Suche nach unterirdischen Eistaschen und zur Vermessung von Schlüsselmineralien, sagte Mueller. [Occupy Mars: Geschichte der Robotermissionen des Roten Planeten (Infografik)]

Ein kürzlich durchgeführter NASA-Workshop identifizierte fast 50 Orte auf dem Mars, die als zukünftige Orte für menschliche Landungen dienen könnten.

Ein kürzlich durchgeführter NASA-Workshop identifizierte fast 50 Orte auf dem Mars, die als zukünftige Orte für menschliche Landungen dienen könnten.(Bildnachweis: NASA)

Wasser ist der Schlüssel

Nicht alle lokalen Ressourcen seien gleich wichtig, sagte Abbud-Madrid.

'Für die Herstellung von Treibstoffen, den Strahlenschutz, die Kühlung von thermischen Systemen, die Nahrungsmittelproduktion und nicht zuletzt für den menschlichen Gebrauch ist Wasser das wertvollste von allen', sagte er. 'Da so große Mengen der lebenswichtigen Flüssigkeit für den nachhaltigen Betrieb eines menschlichen Außenpostens benötigt werden, stellt sich heraus, dass es keine praktikable Option ist, diese Ressource von der Erde zu holen.'

Obwohl mehrere Arten von Wasservorkommen auf dem Mars identifiziert wurden, sagte Abbud-Madrid, dass nur zwei für ISRU-Zwecke vielversprechend erscheinen: unterirdisches Eis/Permafrost oder Wasser, das an Gesteine ​​und feinkörnige Böden in Form von hydratisierten Mineralien wie Ton oder Gips gebunden ist .

Hausaufgaben zu erledigen

Dennoch, so Abbud-Madrid, gebe es derzeit unter Wissenschaftlern oder ISRU-Experten „keinen Konsens“ darüber, welche Art von Wasser am wünschenswertesten sei. Sie haben einfach noch nicht genug Informationen.

'Die genaue Bestimmung von Quellentyp, Lage, Tiefe, Verteilung und Reinheit potenzieller Wasservorkommen wird die Hausaufgabe für Planetenwissenschaftler sein', sagte Abbud-Madrid. 'Die Bewertung der effizientesten Techniken zum Ausheben, Aufbereiten, Gewinnen und Reinigen von Wasser aus seinen verschiedenen Quellen sowie die Bewertung der für die Durchführung dieser Vorgänge erforderlichen Energie bleiben auf der To-Do-Liste für ISRU-Technologen.'

Wissenschaftler und ISRU-Forscher werden gleichermaßen auf Vorläufermissionen zum Mars drängen, fügte Abbud-Madrid hinzu, um Prospektionsdaten aus der Umlaufbahn, bodengestützte Messungen und das Testen von Extraktionssystemen bereitzustellen. Solche Arbeiten würden das Vorhandensein, die Menge und die optimale Produktionsmethode von Wasser vor der ersten menschlichen Mars-Mission überprüfen, die die NASA in den 2030er Jahren starten will.

Die menschliche Erforschung des Roten Planeten wird von einer sich entwickelnden Reihe von Fahrzeugen sowie lebenserhaltenden Technologien abhängen, die lokale Ressourcen nutzen.

Die menschliche Erforschung des Roten Planeten wird von einer sich entwickelnden Reihe von Fahrzeugen sowie lebenserhaltenden Technologien abhängen, die lokale Ressourcen nutzen.(Bildnachweis: Pat Rawlings / NASA)

Nächsten Schritt löschen

David Stillman, ein leitender Wissenschaftler am Southwest Research Institute in Boulder, Colorado, sagte, auch er habe einige wichtige Botschaften vom NASA-Treffen im Oktober mitgenommen.

„Die einzige Ressource, die den NASA-Planern wirklich wichtig war, war Wasser … damit sie Raketentreibstoff herstellen konnten“, sagte Stillman gegenüber demokratija.eu. 'Sie würden diese Wasserressource wirklich gerne in der Nähe des Äquators finden und [sie würden] über einen Zeitraum von etwa 15 Jahren nur 100 Tonnen benötigen.'

Stillman sagte, dass es eine Reihe von Orten auf dem Mars gibt, die potenziell riesige Wassermengen liefern könnten. Aber die Energiemenge, die erforderlich ist, um Wasser aus drei möglichen Quellen zu gewinnen – saisonale Wasserflüsse, die als wiederkehrende Neigungslinien (RSL), Eis oder hydratisierte Mineralien bezeichnet werden – wurden nicht bestimmt oder untersucht.

'Dies ist der klare nächste Schritt', sagte Stillman.

Bedenken hinsichtlich des Planetenschutzes

Alle ernsthaften Diskussionen über das Anziehen von Stiefeln auf den Mars berücksichtigen Probleme des Planetenschutzes – den Wunsch, eine Kontamination des Roten Planeten mit Erdenleben zu vermeiden (und umgekehrt, wenn Leben auf dem Mars existiert).

'Sie können keine menschliche Mission zum Mars schicken, ohne den planetarischen Schutz zu verletzen', sagte Stillman.

„Entweder müssen wir einen Vorläufer zum endgültigen Landeplatz schicken, um festzustellen, ob er noch Leben hat, oder wir ignorieren ihn einfach.“ Planetenschutz im Namen der Erkundung“, fügte er hinzu.

Leonard David berichtet seit mehr als fünf Jahrzehnten über die Raumfahrtindustrie. Er ist ehemaliger Forschungsdirektor der Nationalen Weltraumkommission und Co-Autor von Buzz Aldrins 2013 erschienenem Buch „Mission to Mars – My Vision for Space Exploration“, das von National Geographic mit einer neuen aktualisierten Taschenbuchversion im Mai 2015 veröffentlicht wurde. Folgen Sie uns @spacedotcom , Facebook oder Google+ . Ursprünglich veröffentlicht am demokratija.eu .