Jul 22 2012

Mars, einfach?

MarsOne ist eine nicht-staatliche Organisation, die im Jahr 2023 vier Menschen zum Mars schicken will – ohne Rückkehrmöglichkeit. Diese Pioniere, die alle zwei Jahre von vier weiteren Menschen verstärkt werden, sollen den ersten menschlichen Aussenposten auf dem Roten Planeten aufbauen. Der Plan hat jedoch ein grosses Problem: Energie.

MarsOne besteht aus einer Gruppe von (vorwiegend) niederländischen Ingenieuren, Unternehmern und Wissenschaftlern, deren Ziel es ist, die erste permanente Mars-Basis aufzubauen (und nebenbei auch den ersten Menschen zum Mars zu schicken). Gelingen soll dies mit etablierter Technik, zu Kosten von etwa 6 Milliarden Dollar. Die Finanzierung soll über das „grösste Medienevent der Geschichte“ finanziert werden, welches MarsOne rund um die Mission herum inszenieren will: „Big Brother“ auf dem Mars (der Entwickler des ursprünglichen Big-Brother-Formats ist Teil des Kernteams von MarsOne), aber nicht nur. Die ersten Pioniere (jeder kann sich bewerben!) sollen – wohl nach einer Vorselektion – in Fernsehshows von den Zuschauern ausgesucht werden, Filmrechte vor und während der Mission sollen weltweit verkauft werden.

Der Plan sieht vor, im Jahr 2016 eine „Supply Mission“ (Versorgungsmission) zum Mars zu schicken: Eine SpaceX-Dragon-Kapsel mit Bremstriebwerken soll 2.5 Tonnen Versorgungsgüter (Werkzeuge, Ersatzteile, Trockennahrung) für die späteren Astronauten auf dem Mars landen. Zwei Jahre später soll ein Rover zur Ermittlung der besten Stelle für die exakte Position der Marsbasis auf dem Mars landen (in der Nähe der ersten Kapsel). Der Rover wird später als „Traktor“ für allerlei Arbeiten rund um die Basis verwendet. Bis 2021 sollen dann weitere SpaceX-Dragon-Kapseln landen: zwei sind für die Lebenserhaltung verantwortlich, zwei enthalten Versorgungsgüter und einen zweiten Rover, und zwei sind als Wohnbereiche vorgesehen. Die Kapseln landen relativ nahe beieinander und werden dann von den Rovern an dieselbe Stelle transportiert. Im Jahr darauf wird das Mars-Transfer-Raumschiff im Orbit zusammengebaut – im September 2022 sollen die ersten vier Astronauten darin die Erdumlaufbahn in Richtung Mars verlassen. Sie landen 2023 und nehmen die Station in Betrieb. Alle zwei Jahre sollen weitere 4 „Siedler“ folgen.

Was fällt auf? Eine Rückkehr der Astronauten ist nicht vorgesehen! Was für eine staatliche Organisation undenkbar wäre (schliesslich sollen die Raumfahrt-Helden fürs symbolische Happy-End erfolgreich zurückgebracht werden – allerdings wurde das Konzept der Einweg-Mission zum Mars auch schon von Buzz Aldrin laut angedacht), ist für eine private Institution kein Problem: Denn schliesslich verlassen die Pioniere die Erde im vollen Bewusstsein, dass sie den Rest ihres Lebens auf dem Mars verbringen könnten. Da man keiner mündigen Person verbieten kann, sich – im vollen Bewusstsein um die Risiken, z.B. im Fall einer Krankheit – auf so etwas einzulassen, ist die Sache aus meiner Sicht ethisch unbedenklich. Alle Menschen müssen sterben, ob auf der Erde oder auf dem Mars. Wer in ein fernes Land auswandert, insbesondere wenn es sich dabei um ein Entwicklungsland handelt, tut das ebenfalls im vollen Bewusstsein um die Risiken: er nimmt sie in Kauf, weil er sie einem höheren Ziel unterordnet – genauso wäre das auch bei den Marssiedlern. Problematisch wäre es wohl eher dann, wenn eine der Mars-Siedlerinnen (es sind jeweils zwei Männer und zwei Frauen pro Flug vorgesehen) schwanger werden würde, insbesondere wenn sich herausstellen würde, dass unter Marsbedingungen (z.B. verringerte Gravitation) eine Schwangerschaft problematischer verläuft als auf der Erde, oder auf diese Weise keine gesunden Kinder zur Welt kommen können (was ich angesichts des Umstands, dass ein Fötus sich ohnehin im Wasser schwimmend entwickelt, für unwahrscheinlich halte) oder dass eine natürliche Entwicklung der Muskeln und Knochen nach der Geburt nicht möglich ist (was ich nicht ausschliessen will). MarsOne macht auf der Webseite deutlich, dass sie deshalb Schwangerschaften in den ersten Jahren unter allen Umständen vermeiden wollen. Dafür sollen entsprechende Experimente mit Tieren durchgeführt werden. Die Frage von Marskindern und ihrer Zukunft wird sich aber zumindest langfristig stellen.

Der Verzicht auf die Rückkehrmission macht die Mission denn auch so enorm viel günstiger als die angedachten NASA-Missionen zum Roten Planeten, die mit Kosten von bis zu 500 Milliarden Dollar fast hundert Mal teurer sind. Dies hat damit zu tun, dass die Rückkehr, bzw. die Fähigkeit des gesamten Konzepts, die Astronauten vom Mars auch wieder zur Erde zu bringen, der bei weitem teuerste Teil des Plans darstellen. Dies hat zum Beispiel damit zu tun, dass jedes Kilogramm Treibstoff, das für den Flug nach Hause benötigt wird, entweder zunächst zum Mars transportiert werden muss (unter hohem Treibstoffaufwand), oder vor Ort produziert werden muss, was komplexe, ferngesteuerte Treibstoffherstellungsanlagen auf der Marsoberfläche erfordert. Erschwert wird das ganze auch dadurch, dass der Marslander sowohl in der Lage sein muss, auf dem Mars zu landen, als auch wieder aus eigener Kraft in den Marsorbit zurückzustarten. Das macht ihn komplexer als jedes bisher gebaute Raumfahrzeug (der Mondlander etwa musste nicht mit einer Atmosphäre klarkommen). Die SpaceX-Dragon-Kapseln im MarsOne-Plan müssen nur eines: auf dem Mars landen (mit Red Dragon ist übrigens eine solche Mission bereits von anderer Seite her angedacht worden). Schliesslich verlässt sich MarsOne darauf, alle Komponenten mit der Falcon Heavy Rakete starten zu können, die viel günstiger werden soll als die heutigen und künftigen NASA-Raketen.

Aus meiner Sicht hat der Plan jedoch ein grosses Problem, der nichts mit ethischen Bedenken oder Kosten zu tun hat, sondern mit Energie. Für die Energieversorgung sieht MarsOne ausrollbare Solarzellenflächen vor, die von den Rovern auf dem Boden ausgelegt werden. Kombiniert werden sie Batterien, die tagsüber aufgeladen werden und die Kolonie in der Nacht mit Strom versorgen. Das ist grundsätzlich kein schlechter Plan. Auf dem Mars scheint – von gelegentlichen Staubstürmen abgesehen, die Sonne ziemlich konstant, Solarzellen sind einfach in der Wartung, im Transport und günstig in der Herstellung (auf der Erde), im Gegensatz zu, sagen wir, einem kleinen Atomreaktor (Verbrennung von fossilen Stoffen funktioniert ohne Sauerstoff in der Atmosphäre nicht, Geothermie ist auf dem Mars vernachlässigbar, genauso wie Wind – Solarenergie ist deshalb die logische Wahl). Ich habe jetzt nicht im Sinn, abzuschätzen, wie gross die benötigte Solarzellenfläche für eine realistische Versorgung der ersten vier Astronauten ist. Ich unterstelle einfach mal, dass MarsOne diese Abschätzung sorgfältig vorgenommen hat und zum Schluss gekommen ist, dass die nötige Versorgung realistisch machbar ist.

Das Problem liegt vielmehr darin, dass der Mars (wie praktisch alle Oberflächen im Sonnensystem) energetisch gesehen eine ziemlich „tote“ Landschaft ist. Es gibt, ausser der Sonnenstrahlung, kaum nutzbare Energiepotentiale. Leben in jeder Form erfordert Energie – und diese Energie beziehen Lebewesen aus Energiepotentialen. So ist die Energie, die in chemischer Form gespeichert in Nahrung und Luftsauerstoff steckt, etwas grösser als die Energie, die in chemischer Form gespeichert in den Abbauproduktion CO2 und H2O steckt – die Energiedifferenz wird vom Körper zur Erhaltung der Lebensfunktionen genutzt. Auf der Erde sorgen Pflanzen via Photosynthese dafür, dass in den meisten Gegenden der Erde eine grosse Menge Energie in gespeicherter Form zur Nutzung (etwa als Nahrung, oder als Brennholz) bereit steht. Zum Beispiel in der Form von Bäumen.

Bäume und andere Pflanzen waren in der Geschichte der Kolonisation immer von grosser Bedeutung. Wenn wir uns vorstellen, wie die verwegenen Siedler (irgendwann im 16. Jahrhundert) nach Monaten der Schifffahrt an Land gehen, um ihre Kolonie aufzubauen, was tun sie da wohl als erstes? Sie suchen eine Wasserstelle, schlagen ein paar Bäume, bauen sich eine erste Unterkunft, jagen ein paar Tiere und braten sie über dem Feuer. Dies alles funktioniert nur, weil die Siedler vor Ort eine grosse Menge bereits vorhandener und in einfacher Form freisetzbarer Energie nützen können. Auf dem Mars gibt es nichts vergleichbares: er gleicht in dieser Hinsicht einer Wüsteninsel ohne fruchtbares Land. Die Siedler im 16. Jahrhundert wären bei diesem Anblick mit Sicherheit weitergezogen…

Natürlich werden die MarsOne-Siedler ihren unmittelbaren täglichen Energiebedarf aus Solarzellen decken können. Doch diese Energiequelle ist nicht besonders flexibel: jede zusätzliche muss von der Erde eingeflogen werden. Es wird eine Menge Wachstum erforderlich sein, bevor die Siedlung ihre eigenen Solarzellen herstellen kann – doch genau für dieses Wachstum sind grosse Mengen an Solarzellen notwendig. Wenn man sich konkret überlegt, wie die Mars-Siedlung denn genau wachsen soll, wird klar, welch ein Nadelöhr die Energieversorgung darstellt: Mehr Wohnraum erfordert den Bau von (luftdichten) Gebäuden. MarsOne sieht als mittelfristiges Ziel den Bau einer Ziegelei vor. Diese wird Energie benötigen (hohe Temperaturen, Sauerstoff). Will man Glasfenster oder Kunststofffenster (etwa für Gewächshäuser) einfügen, erfordert dies ebenfalls Energie (Gewinnung von Siliziumglas aus dem Boden durch Schmelzen oder chemische Trennung von Kohlenstoffverbindungen aus der CO2-reichen Atmosphäre). Metalle (z.B. Eisen) müssten aus dem Boden gewonnen werden – wieder unter grossem Energieaufwand (Elektrolyse). Bei einer irdischen Kolonie auf einer tropischen Insel ist das alles kein so grosses Problem: Bäume gibt es ja in der Regel mehr als genug (diese sind gleichzeitig ein hervorragendes Baumaterial, gerade weil die „Lebenserhaltung“ von der Umgebung gewährleistet wird).

Was bedeutet dies? Ich halte es für durchaus möglich, dass es MarsOne gelingen wird, Menschen zum Mars zu schicken (ob zu diesen tiefen Kosten, sei mal dahingestellt). Ich halte es aber für äusserst unwahrscheinlich, dass eine allein von Solarzellen versorgte Station in der Lage sein wird, aus eigener Kraft nennenswert zu wachsen. Genaugenommen sagt MarsOne nicht, dass eine wachsende Siedlung der Plan ist: der Plan ist der Bau eines ersten Aussenpostens (wörtlich: „Settlement„, dh, Siedlung). Aber es schwingt, zumindest unterschwellig, immer die „Siedlerromantik“ mit – hier machen wir den ersten Schritt, erst diese Basis, dann den ganzen Mars! Das ist jedoch, angesichts der fundamentalen Unterschiede zwischen dem Mars und einer tropischen, fruchtbaren Insel eine unrealistische Sicht der Dinge. Eine solche Entwicklung würde vielleicht dann möglich, wenn der Siedlung eine wesentlich leistungsfähigere Energiequelle zur Verfügung stünde, wie etwa ein kleiner, wartungsfreier Atomreaktor (der derzeit allerdings nur auf dem Papier existiert). Ein solcher Reaktor könnte den Ausbau der Siedlung unterstützen, bis sie genügend gross (und komplex) ist, um selbst Solarzellen im grossen Stil herzustellen (da es auf dem Mars keine nennenswerten Uranvorkommen geben sollte, wären die Siedler ohnehin langfristig auf den Import von Uran z.B. von der Erde, vom Mond oder von Asteroiden angewiesen – bei Sonnenenergie hingegen ist echte Autarkie auf dem Mars möglich). Doch so, wie die Siedlung jetzt geplant ist, wird daraus nie viel mehr werden als das Äquivalent einer Antarktisstation – bloss ohne jegliche staatliche Unterstützung. Was wohl mit den mutigen Marssiedlern geschehen wird, wenn Big-Brother-Mars wegen zu schlechter Quoten abgesetzt wird? Wer bezahlt dann für den Import von neuen Solarzellen?

154 Comments

  • By Elvellon Skang, 19. November 2016 @ 23:04

    Ich sage hier nur eines: Natürlich ist die Vorstellung faszinierend, eine ständig wachsende Marsbasis zu errichten. Aber so ein Mammut-Projekt ist nur mit einer geeinten Menschheit realisierbar. Gegenwärtig ist die Menschheit weder geistig-ethisch, noch materiell in der Lage, so ein Riesenvorhaben zu wuppen. Denn erst mit einem richtigen Habitat, dass Planzen und Tiere einschließt und wirklich PLATZ bietet, wird das Marsavorhaben richtig realistisch. Und die dazu nötige Krafzt und Energie aufzubringen, müssen erst mal die irdischen „Sandkastenschlachten“ sprich Raffgier und Krieg, überwunden werden. Unter der in der Gegenwart herrschenden Situation brauchen wir an eine permanente Marsbasis gar nicht erst zu denken.

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