Eine Raumstation im Mondorbit und bemannte Flüge zum Mars: Die nächsten Jahre bringen Bewegung in den Kosmos.
Mars
Der Mars beflügelt unsere Phantasie mehr als die meisten anderen Ziele im Weltraum. Ein Terraforming mit künstlicher Atmosphäre, wie es dieses Phantasiebild suggeriert, würde aber mehrere Tausend Jahre in Anspruch nehmen. - Pixabay

Das Wichtigste in Kürze

  • Der Perseverance-Rover sondiert derzeit das Terrain für eine bemannte Marsmission.
  • Um sich für diese Mission vorzubereiten, will die NASA wieder zum Mond fliegen.
  • Mond- und Marsmissionen sollen mit vor Ort abgebauten Rohstoffen operieren.

Von Keplers Gesetzen der Planetenbewegung bis zu H.G. Wells' «Krieg der Welten»: Der Mars bringt Menschen auf Ideen und lässt sie Grosses denken.

Jetzt motiviert er uns, wieder zum Mond zu fliegen und endlich den Fuss auf einen anderen Planeten zu setzen.

Perseverance

Im Februar 2021 landete der Rover Perseverance nach knapp halbjährigem Flug auf dem Mars. Sein Auftrag: Die Geologie des Planeten genauer erforschen und nach Spuren von Leben suchen. In wissenschaftlicher und philosophischer Hinsicht höchst faszinierende Aufgaben.

Für den Laien auf den ersten Blick spektakulärer ist das gut Auto-Batterie-grosse Instrument MOXIE, das im Rover schlummert: Es verfügt nämlich über die Fähigkeit, elektrochemisch aus Kohlendioxid (CO₂) Sauerstoff (O₂) und Kohlenmonoxid (C) zu machen.

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Die Atmosphäre des Mars besteht zu 95 % aus CO₂ und zu gerade einmal 0.3 % aus Sauerstoff. Im Gegensatz zu den 21 % Sauerstoff der Erdatmosphäre. - NASA/JPL/Malin Space Science Systems

Das Experiment ist in der Zwischenzeit geglückt, und MOXIE hat auf dem Mars Sauerstoff hergestellt. Wer gerne Filme sieht, dessen Gedanken wandern jetzt vielleicht zur Atmosphären-Maschine aus dem Schwarzenegger-Klassiker «Total Recall». Davon sind wir zwar noch weit entfernt, aber die Sauerstoffherstellung vor Ort brächte dem Vorhaben einer bemannten Marsmission grosse Vorteile.

Atemluft und Rückflugticket

Damit wären nämlich zwei dringende Probleme einer bemannten Marsmission gelöst. Denn der Sauerstoff könnte den Astronauten nicht nur als Atemluft dienen, sondern auch zur Herstellung von Raketentreibstoff für den Rückflug. Das würde die Last des «Proviants» deutlich reduzieren, den man zum Mars mitbringen müsste.

Im Rahmen einer sogenannten «In-Situ Resource Utilization» müssten keine oder wenige Ressourcen zum Mars befördert werden. Diese, allen voran Sauerstoff, Wasser (aus unterirdischem Eis) und Methan, könnte man vor Ort aus Mars-Atmosphäre und -Boden gewinnen.

Habitate könnten mit 3D-Druckern und lokalen Ressourcen erstellt werden, noch bevor die ersten Astronauten ankommen.

Im Moment existieren bei der NASA verschiedene Ideen, wie eine bemannte Mission genau ablaufen könnte. Eine davon ist, dass Roboter und Maschinen, die man vor den Astronauten zum Mars schickt, die nötigen Rohstoffe abbauen. So fänden diese bei ihrer Ankunft einen vollen «Vorratsschrank».

Ein erstes «Retour-Ticket» zum Mars

Alle Missionen zum Mars bislang waren «Aller simple», Flüge ohne Wiederkehr. Das soll sich bald ändern. Um nämlich den Marsboden gründlich erforschen zu können, sollen von Perseverance gesammelte Gesteinsproben auf die Erde zurückgebracht werden.

Der Missionsverlauf der «Mars Sample Return Mission» sieht vor, dass ein «Fetch Rover» der ESA die Proben einsammelt. Derselbe Lander, der den Rover auf den Mars bringt, soll auch ein sogenanntes «Ascent Vehicle» transportieren. Dieses soll die Proben in den Orbit transportieren, wo eine ESA-Rakete sie aufnimmt und zur Erde bringt.

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Noch vor dem «Fetch Rover» wird die ESA 2022 den ExoMars-Rover auf den Mars schicken. Einen genauen Nachbau dieses faszinierenden Stücks Ingenieurskunst sowie der Mars-Rover Pathfinder und Opportunity kann man in der Marsausstellung im Verkehrshaus bewundern. - Verkehrshaus der Schweiz

Die Erfahrungen einer solchen «Abholmission» kommen genauso wie die immer besseren Klimadaten und ausgeklügelteren Landemanöver einer bemannten Marsmission zugute.

Möchtet ihr mehr erfahren über die Technik der Mars-Rover? Hier findet ihr einen Link zur Mars-Ausstellung im Verkehrshaus der Schweiz in Luzern.

Vorspiel auf dem Mond

Vor einer bemannten Marsmission steht bei der NASA die Rückkehr zum Mond auf dem Programm. Das nächste Grosse Ziel im «Artemis» genannten Mondprogramm der NASA heisst «Gateway»: Eine Raumstation im Mond-Orbit, von der aus in der zweiten Jahrzehnthälfte regelmässige Expeditionen zum Mond unternommen werden sollen.

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Der Mond ist rund 1000 mal so weit von der Erde entfernt wie die Internationale Raumstation ISS (408 km gegenüber 384 400 km). Reisen zum Mond und darüber hinaus brauchen entsprechend äusserst leistungsstarke Raketen; die dafür entwickelten SLS-Raketen und Orion-Kapseln sollen später auch Astronauten zum Mars bringen. - Unsplash

Von «Gateway» aus lassen sich Mond-Missionen viel einfacher bewerkstelligen, da nicht für jede Mission die Erdatmosphäre durchquert werden muss. Von diesen Missionen versprechen sich die NASA-Verantwortlichen wertvolle Erfahrungen für Einsätze im erdfernen Raum. Unter anderem sollen Wege gefunden werden, wie man Astronauten gegen die intensive Strahlung ausserhalb der Erdatmosphäre schützen kann.

Des Weiteren soll auf dem Mond auch nach Rohstoffen gesucht werden. Dabei soll einerseits das oben angesprochene In-Situ-Verfahren ausprobiert werden, um Treibstoff herzustellen. Andererseits scheint es auf dem Mond aber auch Bodenschätze wie seltene Erden zu geben. Entsprechend könnte die Artemis-Mission den Aufbruch in eine neue Art der Raumfahrt bedeuten, deren wirtschaftlicher Nutzen ihre Kosten übersteigt.

Von Anfang an dabei – das Verkehrshaus der Schweiz

2021 gab es gleich zwei Grossereignisse in der Raumfahrt, und bei beiden war das Verkehrshaus-Planetarium dabei. Mit beeindruckenden Visualisierungen und Erklärungen bereicherte man einen internationalen Livestream der Gesellschaft deutschsprachiger Planetarien. Und zum Start des neuen James-Webb-Teleskops gab es einen Themenabend mit hochkarätigen Gästen, unter ihnen Claude Nicollier.

Livestream der Landung von Perseverance auf dem Mars.

Die Bilder im obigen Livestream-Video (ab Minute 5) geben einen Einblick in die Rechenpower des hochmodernen Verkehrshausplanetariums. Die Fahrt durch den Kosmos ist nämlich nicht vorgerendert, sondern jedes Bild wird live generiert aus tagesaktuellen Daten wissenschaftlicher Datenbanken.

Der Flug zum Mars wird mit dieser Technologie zum virtuellen Kinderspiel. Das ist aber nur die Spitze des Eisbergs: Mit seinen elf Hochleistungscomputern kann das Planetarium jeden Punkt im bekannten Universum ansteuern. So wird das Planetarium zu einem eigentlichen Weltraumsimulator mit 500 Quadratmeter grossen, nahtlosen Bildern auf der Projektionskuppel.

In der Show «Planetarium LIVE» kann das Publikum Wünsche anbringen, wo die Reise hingehen soll; das ist keine «Vorführung» im klassischen Sinn mehr.

Wer also denkt, ein Flug zu unserem Nachbarplaneten grenze an Grössenwahn, besucht am besten einmal das Planetarium im Verkehrshaus. Selten wird einem das Verhältnis zwischen unseren technischen Höchstleistungen und der schieren Grösse des Kosmos deutlicher vorgeführt als hier.

Alles Weitere findet ihr unter den folgenden Links zum Verkehrshaus-Planetariums und zu den Shows Planetarium LIVE und Winterhimmel LIVE. Alles zur Mars-Ausstellung im Verkehrshaus findet ihr hier.

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Für viele der Einstieg in die Faszination Universum: Sternbilder. Die Planetariumsshow «Winterhimmel Live» gibt Auskunft über alles von den markanten Sternbildern über die momentan sichtbaren Planeten bis hin zu versteckten Perlen am Firmament. - Verkehrshaus der Schweiz