Wissenschaft

Zum Mars gelangen: Hürden überwinden

In den späten 1960er Jahren haben die Vereinigten Staaten der Welt bewiesen, dass es möglich ist, Menschen auf dem Mond zu landen. Heute, Jahrzehnte nach dieser ersten Mission, wollen die Menschen wieder in eine andere Welt reisen, aber nicht nur zum Mond. Jetzt wollen sie auf dem Mars laufen. Um eine solche Mission zu erfüllen, sind Innovationen bei Raumfahrzeugen, Materialien und Konstruktionen erforderlich, und diese Herausforderungen werden von neuen Generationen von Ingenieuren und Wissenschaftlern bewältigt. Um diese Welten zu besuchen und zu kolonisieren, sind komplexe Raumschiffe erforderlich, um die Menschen nicht nur dorthin zu bringen, sondern sie auch zu schützen, sobald sie ankommen.

Die heutigen Raketen sind weitaus leistungsfähiger, effizienter und zuverlässiger als die bei den Apollo-Missionen verwendeten. Die Elektronik, die das Raumschiff steuert und die Astronauten am Leben erhält, ändert sich ständig, und ein Teil davon wird jeden Tag in Mobiltelefonen verwendet, die die Apollo-Elektronik beschämen würden. Heute hat sich jeder Aspekt der bemannten Raumfahrt wesentlich weiterentwickelt. Warum waren Menschen dann noch nicht auf dem Mars?

 

Der Weg zum Mars ist schwierig

Die Wurzel der Antwort ist, dass das Ausmaß einer Reise zum Mars unglaublich groß und komplex ist. Die Herausforderungen sind gewaltig. Zum Beispiel haben fast zwei Drittel der Mars-Missionen einen Misserfolg oder ein Missgeschick erlebt. Und das sind nur die Roboter! Es wird immer wichtiger, wenn Leute darüber reden, Leute auf den Roten Planeten zu schicken!

Überlegen Sie, wie weit sie reisen müssen. Der Mars ist ungefähr 150 Mal weiter von der Erde entfernt als der Mond. Das hört sich vielleicht nicht viel an, aber denken Sie darüber nach, was dies in Bezug auf zusätzlichen Kraftstoff bedeutet. Mehr Kraftstoff bedeutet mehr Gewicht. Mehr Gewicht bedeutet größere Kapseln und größere Raketen. Allein diese Herausforderungen haben eine Reise zum Mars in einem anderen Ausmaß als das einfache „Hüpfen“ zum Mond (was höchstens einige Tage dauert).

Dies sind jedoch die einzigen Herausforderungen. Die NASA hat Raumfahrzeugdesigns (wie Orion und Nautilus), die in der Lage wären, die Reise zu machen. Andere Agenturen und Unternehmen wie SpaceX und die chinesische Regierung haben Pläne, zum Mars zu gehen, aber selbst sie sind noch nicht ganz bereit, den Sprung zu wagen. Es ist jedoch sehr wahrscheinlich, dass irgendeine Form einer Mission fliegen wird, vielleicht frühestens innerhalb eines Jahrzehnts.

Eine künstlerische Darstellung des interplanetaren Transportsystems von SpaceX, das sich mit einer Besatzung dem Mars nähert. SpaceX, gemeinfrei gespendet.  

Es gibt jedoch noch eine andere Herausforderung: Zeit. Da der Mars so weit entfernt ist und die Sonne mit einer anderen Geschwindigkeit umkreist als die Erde, muss die NASA (oder jeder, der Menschen zum Mars schickt) die Zeit sehr genau auf den Roten Planeten starten. Missionsplaner müssen bis zum besten „Zeitfenster“ warten, wenn sich die Planeten in der richtigen Orbitalausrichtung befinden. Das gilt sowohl für die Reise dorthin als auch für die Heimreise. Das Fenster für einen erfolgreichen Start öffnet sich nur alle paar Jahre, daher ist das Timing entscheidend. Außerdem braucht es Zeit, um sicher zum Mars zu gelangen. Monate oder möglicherweise bis zu einem Jahr für die einfache Fahrt.

Während es möglich sein kann, die Reisezeit mit der derzeit in der Entwicklung befindlichen fortschrittlichen Antriebstechnologie auf ein oder zwei Monate zu verkürzen, müssen die Astronauten auf der Oberfläche des Roten Planeten warten, bis Erde und Mars wieder richtig ausgerichtet sind, bevor sie zurückkehren. Wie lange wird das dauern? Zumindest anderthalb Jahre.

 

Umgang mit dem Thema Zeit

Die lange Zeitspanne für die Reise zum und vom Mars verursacht auch in anderen Gebieten Probleme. Wie bekommen die Reisenden genug Sauerstoff? Was ist mit Wasser? Und natürlich Essen? Und wie kommen sie um die Tatsache herum, dass sie durch den Weltraum reisen, wo der energetische Sonnenwind der Sonne schädliche Strahlung um das Raumschiff sendet ? Und es gibt auch die Mikrometeoriten, die Trümmer des Weltraums, die das Raumschiff oder den Raumanzug eines Astronauten zu durchbohren drohen.

Die Lösungen für diese Probleme sind schwieriger zu erreichen. Aber sie werden gelöst, was eine Reise zum Mars möglich macht. Um die Astronauten im Weltraum zu schützen, muss das Raumschiff aus robusten Materialien gebaut und vor den schädlichen Sonnenstrahlen geschützt werden.

Die Probleme von Nahrung und Luft müssen mit kreativen Mitteln gelöst werden. Der Anbau von Pflanzen, die sowohl Nahrung als auch Sauerstoff produzieren, ist ein guter Anfang. Dies bedeutet jedoch, dass im Falle des Absterbens der Pflanzen die Dinge schrecklich schief gehen werden. Das alles setzt voraus, dass Sie genug Platz haben, um das Volumen der Planeten zu vergrößern, die für ein solches Abenteuer benötigt werden.

Astronauten könnten Nahrung, Wasser und Sauerstoff mitnehmen, aber genügend Vorräte für die gesamte Reise erhöhen das Gewicht und die Größe des Raumfahrzeugs. Eine mögliche Lösung könnte darin bestehen, Materialien zur Verwendung auf dem Mars vorauszuschicken, auf einer nicht geschraubten Rakete, um auf dem Mars zu landen und zu warten, wenn die Menschen dort ankommen. Das ist eine sehr praktikable Lösung, die mehrere Missionsplaner in Betracht ziehen.

Die Vorstellung eines Künstlers von einer Lebensmittelproduktionseinheit auf dem Mars mit dem Ausschnitt, der die Pflanzen zeigt, die Kolonisten benötigen würden.  NASA

Die NASA ist zuversichtlich, diese Probleme überwinden zu können, aber wir sind noch nicht ganz da. SpaceX sagt, es macht sich fertig. Die Pläne aus anderen Ländern sind weniger bekannt, aber sie meinen es auch mit dem Mars ernst. Dennoch sind die Pläne immer noch sehr theoretisch. In den kommenden zwei Jahrzehnten hoffen Missionsplaner, die Lücke zwischen Theorie und Realität zu schließen. Vielleicht kann die Menschheit dann tatsächlich Astronauten auf Langzeitmissionen zur Erforschung und eventuellen Kolonisierung zum Mars schicken.

Aktualisiert und bearbeitet von Carolyn Collins Petersen.

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