Wissenschaftler skizzieren die Grundlagen einer Kolonie auf dem Mars

Anonim

EPFL-Wissenschaftler haben die Schritte beschrieben, die erforderlich sind, um eine sich selbst tragende Forschungsbasis auf dem Mars zu schaffen, die auf lange Sicht bewohnbar wäre. Ihre Arbeit kann Forschern helfen, Prioritäten für Weltraumprogramme zu setzen, die den Mars sowie das Sonnensystem als Ganzes erforschen.

Wenn es jemals Leben auf dem Mars gab, sind seine Spuren am häufigsten an den Polen des Planeten zu finden. Oder genauer, in seinen polaren Schichten, die sich aus Schichten von Eis und Staub zusammensetzen, die sich über Jahrtausende aufgebaut haben. Laut einem Team von EPFL-Wissenschaftlern wären die Pole der logischste Ort, um eine Forschungsbasis und möglicherweise Kolonien einzurichten. Dieses Team hat eine Schritt-für-Schritt-Strategie zusammen mit der erforderlichen Technologie entwickelt, um eine Forschungsbasis auf dem Mars zu schaffen, die sich selbst trägt und eine langfristig bemannte Präsenz aufnehmen kann. Die Ergebnisse ihrer Arbeit werden demnächst in der Acta Astronautica veröffentlicht und werden heute auf der Konferenz der Internationalen Konferenzen für Tourismus in Vixouze, Frankreich, präsentiert.

"Die Pole stellen am Anfang vielleicht mehr Herausforderungen dar, aber sie sind langfristig der beste Standort, da sie natürliche Ressourcen beherbergen, die wir vielleicht nutzen können", sagt Anne-Marlene Rüede, Erstautorin der Studie und ein Student Minoring in Space Technology im Space Engineering Center der EPFL (eSpace). Und obwohl die Wissenschaftler weit in die Zukunft denken - Kolonien, die sich über mehrere Generationen hinweg entwickeln würden - gingen sie in ihrem Design noch sehr detailliert vor. "Wir wollten eine Strategie entwickeln, die auf den entsprechend ausgewählten Technologien basiert und ein Testszenario skizzieren, damit die Astronauten in 20 Jahren eine solche Weltraummission durchführen können", fügt sie hinzu.

Zuerst die Basis, dann die Crew

Die Strategie der EPFL-Wissenschaftler sieht vor, während des Polarsommers eine sechsköpfige Besatzung zum Nordpol des Mars zu schicken, um die 288 Tage des kontinuierlichen Lichts zu nutzen und sie dann sicher zur Erde zurückzubringen. Das erste neue Element ihrer Strategie ist, dass sie in zwei Phasen stattfinden würde. Zuerst wurden Roboter geschickt, um einen minimalen Lebensraum für die Crew zu schaffen und die natürlichen Ressourcen zu testen, die vor Ort verfügbar sind. Dann würde die Besatzung hinzukommen. Dieser Ansatz würde die Nutzlast minimieren, die Raumtransporter tragen müssten, und die Mission für die Besatzungsmitglieder so sicher wie möglich machen. Ingenieure müssen jedoch noch Raketen entwickeln, die 110 Tonnen Ausrüstung bewältigen können.

Damit die Forschungsbasis neun Monate - und vielleicht sogar noch länger - bemannt bleiben kann, sollen die natürlichen Ressourcen des Mars, vor allem Wasser, optimal genutzt werden. Die Entdeckung von Eis an den Polen bedeutet, dass die Basis theoretisch Wasser, Sauerstoff und Stickstoff produzieren könnte - Verbindungen, die für das menschliche Leben essentiell sind. Andere Chemikalien in der Luft des Mars (insbesondere CO2) und im Boden (wie Silizium, Eisen, Aluminium und Schwefel) könnten möglicherweise für die Herstellung von Materialien wie Ziegel, Glas und Kunststoff oder sogar Brennstoffen wie Wasserstoff und Methanol verwendet werden. All dies würde die Forschungsbasis auf lange Sicht autark machen.

Aber zunächst müssen lebenswichtige Ressourcen wie Nahrung und Energie von der Erde transportiert werden. Dazu gehören gefriergetrocknete Lebensmittel, ein Thoriumreaktor und Batterien.

Ein drei Meter dicker Iglu

Die Forschungsbasis würde aus drei Modulen bestehen: einem zentralen Kern, Kapseln und einer Kuppel. Der zentrale Kern würde 12, 5 Meter hoch und fünf Meter im Durchmesser sein und würde den minimalen Lebensraum sowie alles, was die Mannschaft brauchte, beherbergen. Die drei Kapseln würden um den minimalen Lebensraum gebaut und dienen als Luftschlösser zwischen diesem Raum und dem Äußeren. Roboter würden diese Strukturen in der ersten Phase der Mission aufbauen. Die Kuppel würde den gesamten Sockel bedecken und würde aus Polyethylenfasern bestehen, die mit einer drei Meter dicken Eisschicht bedeckt wären - eine Art Iglu. Die Kuppel würde auch einen zusätzlichen Lebensraum darstellen, eine zweite Barriere bieten, um die Besatzung vor Strahlung und Mikrometeoroiden zu schützen und dazu beitragen, den Druck innerhalb der Basis konstant zu halten.

Eine weitere Neuerung im Plan der Wissenschaftler ist die Schaffung eines Kransystems, das den Mars umkreist und während der zweiten Mission gestartet wird. Dieses System würde als Übergabepunkt zwischen den von der Erde kommenden Raumfähren und der Forschungsbasis auf dem Mars dienen. Ein spezielles Kranfahrzeug, das von den Wissenschaftlern entworfen wurde, entlädt Ausrüstung von Space Shuttles auf die Marsoberfläche. "Das Kranfahrzeug könnte mehrmals wiederverwendet werden und würde mit auf dem Mars produziertem Treibstoff angetrieben werden. Es würde die Nutzlast reduzieren, die Raumtransporter zur Forschungsbasis tragen müssten", sagt Claudio Leonardi, ein weiterer an der Studie beteiligter Wissenschaftler. "Das Andocksystem des Fahrzeugs würde dem der Internationalen Raumstation ähneln: Sobald ein Shuttle angedockt war, würde das Fahrzeug die Fracht und die Besatzung entladen und auf dem Mars absetzen." Das Besondere an ihrem Fahrzeugdesign ist, dass sich die Motoren über dem Fahrzeugschwerpunkt befinden und das Fahrzeug für sechs Missionen eingesetzt werden kann. Der Treibstoff für den Aufstieg würde in situ und für den Abstieg von der Erde kommen.

"Wir müssten eine erste Mission durchführen, um alles zum ersten Mal auszuprobieren. Und je besser diese erste Mission durchdacht ist, desto schneller werden wir in der Lage sein, die Dinge voranzutreiben und zur Kolonisierung überzugehen", sagt Anne-Marlene Rüede. In Wirklichkeit haben die Wissenschaftler keine Stellung zu der Aussicht genommen, den Mars zu kolonisieren. Aber einer der Hauptvorteile dieser Forschung besteht darin, dass die Systeme, die sie vorsieht, für Robotermissionen im Allgemeinen verwendet werden könnten, egal ob Mars, Mond, Land oder anders.

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