Bemannter Marsflug
Der bemannte Marsflug ist ein erklärtes Fernziel der US-amerikanischen Weltraumbehörde NASA und der europäischen Raumfahrtagentur ESA und gilt allgemein als das bisher ehrgeizigste Zukunfts-Projekt der Raumfahrt.
Die ersten Planungen zu einem bemannten Marsflug entstanden im Vorfeld und im Verlauf des Apollo-Projekts der USA. Nach der Mondlandung 1969 wurde dieses Ziel aber nicht zuletzt aus finanziellen Gründen wieder in Frage gestellt. Auch US-Präsident George H. W. Bush stellte in seiner Regierungszeit derartige Pläne vor, die aber wieder verworfen wurden.
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Ernsthafte Planungen der USA und Europa
Die europäischen Raumfahrt-Agentur ESA setzte 2001 das Aurora Programm auf, dessen Ziel unter anderem die Planung einer bemannten Mond- und Marsmission ist. Da jedoch die finanziellen Möglichkeiten der ESA relativ gering sind, dürften diese Pläne nur in einer internationalen Zusammenarbeit umzusetzen sein. US-Präsident George W. Bush stellte Anfang 2004 eine neue langfristige Planung für die NASA vor, die den Schwerpunkt hin zu bemannten Missionen zum Mond und zum Mars verlagerten. Dafür soll im ersten Schritt bis 2014 (nach neusten Planungen sogar bis 2010) mit dem Crew Exploration Vehicle ein neues bemanntes Raumfahrzeug konstruiert werden, mit dem die Astronauten unter anderem zum Mond fliegen könnten. Gemessen an den heute zur Verfügung stehenden wissenschaftlichen, technischen und finanziellen Mitteln ist ein bemannter Flug zum Mars zwar vorstellbar, aber nur mit großen Anstrengungen zu realisieren. Einig ist man sich in dem Vorhaben, dass unbemannte Missionen die Landung von Menschen auf dem Mars vorbereiten sollen und werden. Sowohl das amerikanische wie auch das europäische Programm sieht dies so vor.
Absichten von Russland und Indien
Am 9. April 2004 stellte auch eine Gruppe renommierter russischer Raumfahrtwissenschaftler entsprechende Pläne vor. Diese sieht eine Landung von 6 Astronauten bis zum Jahr 2014 mit einem Budget von 5 Milliarden Dollar vor. Die russische Raumfahrtagentur bezeichnete diese Pläne als „Unsinn“.
Indiens Präsident Abdul Kalam unternahm am 26. Juni 2004 einen ersten entsprechenden Vorstoß seines Landes, in dem er auf einer Videokonferenz in Bangladore den USA anbot, ein amerikanisch-indisches Team bis zum Jahr 2050 auf den Mars zu schicken. Diese Offerte wurde im Rahmen einer kurz vorher vereinbarten engeren Zusammenarbeit im Bereich der Raumfahrt abgegeben. Darüber hinaus ist der Vorstoß auch auf Grund der Biografie von Kalam erklärbar, war er doch in der Vergangenheit für die Entwicklungen indischer Raketenprogramme verantwortlich.
Chinas Pläne zielen auf den Mond
Über Pläne, die Volksrepublik China könne eine bemannte Marsmission starten, wurde bisher nichts bekannt. Zwar hat man ein ambitioniertes Raumfahrtprogramm, welches neben weiteren bemannten Flügen auch eine Raumstation und Mondmissionen vorsieht, über eine Marsmission denkt man offiziell jedoch noch nicht nach.
Ziele einer zukünftigen Mission
Neben dem vordergründigen Ziel eines bemannten Marsflugs, mehrere Menschen von der Erde auf die Oberfläche des Mars und wieder zurück zu bringen, ist die Suche nach Leben außerhalb der Erde eines der wichtigsten Ziele einer solchen Mission.
Viele Wissenschaftler vertreten die Ansicht, dass die unbemannte Erforschung mit Raumsonden oder Landungsrobotern alleine nicht ausreichen wird.
Nur einen einzelnen Astronauten auf die Reise zu schicken, erscheint nicht realistisch, unter anderem wegen der Projektorganisation und der Weltraummedizin.
Befürworter einer Marskolonisation wollen Menschen auf den Planeten senden, die den Rest ihres Lebens als Vorkolonisatoren dort verbringen sollen. Langfristig ist dann, nach einem Terraforming, die Besiedlung geplant.
Auswirkungen auf die Astronauten
Physiologie
Neben der Gefährdung durch die Einwirkung von Strahlungen auf den Menschen, die durch technische Maßnahmen vermindert werden kann, gilt die lang anhaltende Schwerelosigkeit während des Raumflugs als größtes medizinisches Problem. Muskeln und Kreislauf werden durch die fehlende Schwerkraft erheblich geschwächt.
Psychologie
Neben den körperlichen Auswirkungen eines Langzeitfluges rückte in den vergangenen Studien auch ein psychologischer Aspekt in den Blickpunkt. Die lange Isolationsphase eines Astronauten und der damit verbundenen Abkopplung von einer sich verändernden Umwelt kann gerade in einer kleinen Gruppe zu erheblichen Spannungen führen. Forschungsergebnisse aus verschiedenen Projekten auf der Erde wie z.B. Biosphere 2 belegen das.
Diskussion der Technik
Unfallgefahr
Nach dem heutigen Stand der Technik würde ein Raumschiff etwa sechs Monate für den Hinflug und die gleiche Zeit für den Rückflug benötigen. Dabei müsste etwa ein Jahr Wartezeit auf dem roten Planeten einkalkuliert werden, bis der Mars auf seiner Bahn wieder am erdnächsten Punkt angekommen ist. Durch diese lange Missionsdauer von etwa zwei Jahren steigt die Gefahr und die Wahrscheinlichkeit von technischem Versagen lebenswichtiger Systeme und unvorhersehbarer externen Ereignissen, beispielsweise ein Einschlag von Mikrometeoriten in das Raumschiff.
Durch die hohe Entfernung zur Erde ist eine Hilfeleistung im Falle eines solchen Unfalls von der Erde aus unmöglich, es sei denn, die Havarie ereignete sich bei Ab- oder Rückflug in Erdnähe. Eine Umkehr aus der Hinflugbahn heraus wäre ein Manöver, das aus bahnmechanischen Gründen ebenfalls nicht möglich ist.
Auf dem Mars angekommen, stellt die Atmosphäre des Planeten für die Astronauten die größte Gefahr dar. Im Gegensatz zum Mond ist auf dem Mars mit ständigen kurzfristigen Veränderungen der Umweltbedingungen zu rechnen. Dazu zählen der relativ schnelle Wechsel von Tag und Nacht und somit der Temperaturen an der Oberfläche sowie ganz besonders die atmosphärischen Bewegungen in Form von horizontalen und vertikalen Winden mitsamt der Staublast, die sie bewegen. Eine Landung unter diesen Bedingungen wäre sehr schwierig. Weiter dürften auf dem Mars unbekannte Gefahren lauern, die jede Bewegung auf der Oberfläche zum Risiko werden lassen werden, wie etwa optische oder akustische Phänomene und Täuschungen, erst kürzlich entdeckte, mit den sehr häufigen Windhosen in Verbindung stehende elektrische Entladungen, verdeckte Spalten und ähnliches weiter.
Missionsszenarien
Mars Direct
Mars Direct ist ein Missionsplan, der 1990 von Robert Zubrin erstellt wurde. Es werden Startraketen von der Kapazität der Saturn V benötigt. Bevor Menschen Richtung Mars geschickt werden, startet ein unbemanntes Raumfahrzeug, das auch das Raumschiff zur Rückkehr beinhaltet, von der Erde und landet am Mars. Dieses führt einen kleinen Kernreaktor mit, der 100 kW elektrische Leistung liefert. Mit 6 Tonnen von der Erde mitgebrachtem Wasserstoff, dem Kohlendioxid der Marsatmosphäre und der elektrischen Energie aus dem Kernreaktor wird Methan und Wasser erzeugt (Sabatier-Prozess). Das Wasser wird elektrolytisch gespalten, der Wasserstoff wird wieder zur Methan- und Wasserherstellung verwendet. So entstehen aus 6 Tonnen Wasserstoff und Kohlendioxid aus der Marsatmosphäre 24 Tonnen Methan und 48 Tonnen Sauerstoff, die bei tiefen Temperaturen als Flüssigkeiten gespeichert werden. Zusätzliche 36 Tonnen Sauerstoff sollen durch Elektrolyse von Kohlendioxid gewonnen werden. Von den so erzeugten 108 Tonnen Treibstoff und Oxidationsmittel werden 96 Tonnen für die Rückkehr zur Erde benötigt, der Rest wird für Fahrzeuge auf der Marsoberfläche verwendet.
Beim nächsten Startfenster, also 26 Monate nach dem unbemannten Raumschiff, startet das bemannte Raumschiff. Damit während der 6-monatigen Reise zum Mars keine Schwerelosigkeit herrscht (eine Adaption an die Marsschwerkraft würde danach Zeit kosten), wird die Oberstufe der Startrakete mit einem Seil mit dem bemannten Raumschiff verbunden, das System wird danach in Rotation versetzt, um Marsschwerkraft zu simulieren. Kurz vor der Landung, die in unmittelbarer Umgebung des 26 Monate früher gestarteten unbemannten Schiffs erfolgen soll, wird diese Seilverbindung wieder getrennt. Das bemannte Raumschiff bringt das Habitat mit, in dem die Astronauten auf der Marsoberfläche leben. Falls die Landung aufgrund von Fehlern weiter weg von der ursprünglichen Landestelle erfolgt, so sollen die Astronauten mit dem mitgeführten Fahrzeug bis zu 1000 km zu dieser fahren können. Nach ca. 1,5 Erdjahren auf der Marsoberfläche sollen die Astronauten mit dem bereitstehenden Rückkehrraumschiff den Mars wieder verlassen und zur Erde zurückkehren.
Ungefähr gleichzeitig mit dem Start einer bemannten Mission soll das nächste unbemannte Schiff zur Treibstofferzeugung gestartet werden, damit später die nächste Region der Marsoberfläche erforscht werden kann.
Die Kosten für drei solcher Missionen werden auf ca. 50 Milliarden US-Dollar geschätzt, wesentlich weniger als die 400 Milliarden US-Dollar, auf die die Kosten eines bemannten Marsflugs 1989 nach einer Initiative von US-Präsident George H. W. Bush geschätzt wurden.
Möglicher Nutzen der Mission
Durch die hohen Anforderungen in den Bereichen Antriebstechnik, Sicherheitstechnik, Lebenserhaltungssysteme und exobiologischer Forschung wird die Entwicklung neuer und verbesserter Systeme notwendig. Viele erwarten einen so genannten Innovationsschub in bestimmten Sparten, der im weiteren Verlauf der staatlichen ökonomischen Systeme einen Teil der hohen Kosten amortisiert.
Siehe auch: Mars (Planet), Marskolonisation
Weblinks
- Mars Society Deutschland
- extrasolar-planets.com - Bemannte Marsmission (dt.)
- Raumfahrer.net: Planet Mars (deutsch)
- NASA: Human Mars Exploration (englisch)