Können Menschen auf dem Mars leben? Die Technologie, die es möglich machen kann

Die Besiedlung des Mars durch den Menschen ist seit Jahrzehnten ein beliebtes Thema in der Science-Fiction. Aber in den letzten Jahren ist die Möglichkeit, Menschen auf den Mars zu schicken, sehr real geworden.

Da mehrere private Unternehmen und Regierungsbehörden in diesem Bereich arbeiten, könnten wir in naher Zukunft sehen, wie Menschen zum Mars geschickt werden. Doch welche Technologie muss dafür vorhanden sein?

In diesem Artikel werfen wir einen Blick auf einige der Technologien, die es Menschen ermöglichen, auf dem Mars zu leben.

Nuklearer Antrieb

Der erste Schritt ist, es zum Mars zu schaffen. Die durchschnittliche Entfernung von der Erde zum Mars beträgt etwa 140 Millionen Meilen und die Reise dauert derzeit zwischen sechs und acht Monaten. Der Transport zum Mars müsste eine kleine bis mittlere Gruppe von Menschen für diese Zeit, für die Zeit, die sie auf dem Mars sind, und für die Rückreise versorgen.

Je länger die Reise, desto teurer, schwieriger und gefährlicher ist die Reise. Kraftstoff, Lebenserhaltungssysteme und Nahrung müssen alle diese Dauer aushalten. Um die Reise zu beschleunigen, arbeitet die NASA an effektiveren Antriebssystemen, die nuklearen thermischen Antrieb verwenden.

Der nukleare Wärmeantrieb bietet die doppelte Effizienz der aktuellen Technologie. Ein Treibmittel wie flüssiger Wasserstoff wird über einen Kernreaktor erhitzt. Während der Wasserstoff in Gas umgewandelt wird, liefert er über eine Düse Schub und treibt das Raumfahrzeug an.

Aufblasbare Hitzeschilde

Da ein Raumschiff sehr groß sein muss, um Menschen auf der Reise zum Mars zu unterstützen, wird die Landung äußerst schwierig. Dies gilt insbesondere wegen der Unterschiede in der Marsatmosphäre im Vergleich zur Erde. Da es dünner ist, sinkt ein Raumschiff viel schneller ab als auf der Erde, und typische Technologien wie Fallschirme werden den Abstieg nicht verlangsamen.

Derzeit sind Hitzeschilde starre Metallstrukturen, die beim Wiedereintritt in die Atmosphäre die Hauptlast der Hitze aufnehmen. Da die Geschwindigkeit so hoch ist, entstehen durch die Reibung immense Temperaturen an der Vorderseite des Raumfahrzeugs. Ein Hitzeschild strahlt Wärme vom Raumfahrzeug ab und schützt das darunterliegende Raumfahrzeug. Diese Art von Hitzeschild ist einfach zu sperrig, um auf ein Raumfahrzeug der Größe angewendet zu werden, die für den menschlichen Transport zum Mars erforderlich ist.

Hier kommen aufblasbare Hitzeschilde ins Spiel. Ein aufblasbarer Hitzeschild, wie er von der NASA entwickelt wird, könnte diesen Prozess drastisch verbessern. Dieser aufblasbare Hitzeschild wird als Low-Earth-Orbit Flight Test of an Inflatable Decelerator (LOFTID) bezeichnet und ist sechs Meter breit, hergestellt besteht aus synthetischen Fasern, die 15-mal stärker als Stahl sind und sich entfalten und aufblasen können, wenn das Raumfahrzeug in den Mars eindringt. Atmosphäre. Dadurch, dass wir weniger Platz einnehmen als ein herkömmlicher Hitzeschild, aber bei der Inflation größer ist, können wir sicher auf dem Mars landen.

Schutz vor der Marsatmosphäre

Die Marslandschaft ist für den Menschen unwirtlich. Science-Fiction hat zur Verfügung gestellt viele Lösungen für dieses Problem. Aber wie würde es im wirklichen Leben aussehen?

Die Marsatmosphäre ist dünner und viel kälter und besteht zu über 95 % aus Kohlendioxid mit nur 0,13 % Sauerstoff. Und es gibt viel höhere Strahlungswerte. Das bedeutet, dass die Menschen in sich selbst erhaltenden Lebensräumen leben müssen.

Erstens müssen die Lebensräume in der Lage sein, Gase im richtigen Verhältnis zum Atmen des Menschen zu erzeugen und zu recyceln. Die vorgeschlagene Hauptmethode besteht darin, den Stickstoff und das Argon, die in der Marsatmosphäre vorhanden sind, zu recyceln und Sauerstoff hinzuzufügen. Der Anteil könnte 40 % Stickstoff, 40 % Argon und 20 % Sauerstoff betragen.

Um diese Gase jedoch aus der Atmosphäre zu gewinnen, muss Kohlendioxid aus der Luft „gewaschen“ (entfernt) werden. Außerdem muss Sauerstoff produziert werden, indem er aus dem bereits auf dem Mars vorhandenen Wasser entfernt oder von der Erde geholt wird.

Schließlich wird es mit der zusätzlichen Sonnenstrahlung auf dem Mars eine Art Strahlenschutz für die Marsbewohner geben müssen. Zwei vorgeschlagene Methoden sind ein Strahlungsschild (der schwer und schwer von der Erde zum Mars zu transportieren ist) oder das Leben unter der Erde in Marshöhlen oder Lavaröhren. Aus genau diesem Grund wird ein aufblasbarer „Tor“ entwickelt, der unterirdische Systeme luftdicht abschließen kann.

Warm bleiben und fit bleiben

Die Durchschnittstemperatur auf dem Mars beträgt -80 Grad Fahrenheit oder -62,2 Grad Celsius. Und die Temperaturen können drastisch schwanken; während es nachts -100ºF (-73ºC) betragen kann, können die Tagestemperaturen +70ºC (ca.21ºC) erreichen. Dies bedeutet, dass die Temperaturkontrolle eine der größten Herausforderungen eines Marslebensraums sein wird.

Die Schwerkraft auf dem Mars ist ziemlich schwach (nur 38% der Erdanziehung). Die schwächere Gravitation bedeutet, dass Menschen, die auf dem Mars leben, ein höheres Risiko haben, die Knochendichte zu verlieren, was die Wahrscheinlichkeit von Frakturen drastisch erhöht. Und dabei sind die Monate in der Schwerelosigkeit auf der Reise zum Mars noch nicht eingerechnet.

Um längere Zeit in der Schwerelosigkeit zu überleben, Astronauten müssen konsequent trainieren. Die NASA erforscht Raumanzüge mit zusätzlichem Widerstand, um dem entgegenzuwirken. Inzwischen absolvieren Astronauten aus den USA und Russland einjährige Studien auf der Raumstation damit wir die Auswirkungen der geringeren Schwerkraft auf den menschlichen Körper besser verstehen und uns anpassen können.

Wasser-, Nahrungsmittel- und Kraftstoffproduktion

Wasser existiert auf dem Mars, obwohl ein Großteil davon salzhaltig ist. Dies bedeutet, dass eine Entsalzung erforderlich ist, um das Wasser trinkbar zu machen. Das gesamte Wasser würde hypothetisch recycelt, da dies energieeffizienter ist, als mehr Wasser zu sammeln und zu entsalzen. Aber was ist mit Pflanzen?

Die Marsoberfläche verfügt über alle notwendigen Komponenten für die Kultivierung von Pflanzen. Es enthält Wasser und organische Verbindungen, die Pflanzen zum Überleben brauchen. Aber es hat keine gastfreundliche Atmosphäre. Gewächshäuser, die effizient eine pflanzengerechte Atmosphäre erzeugen, werden oberste Priorität haben, da nur so Nahrung auf dem Mars erzeugt werden kann.

Alles, was wir erwähnt haben, benötigt Brennstoff, um Energie zu erzeugen. Die wahrscheinlichste Methode zur Treibstoffproduktion wird wieder das Wasser nutzen, das sich bereits auf dem Mars befindet. Wasser kann in Wasserstoff und Sauerstoff gespalten werden. Sauerstoff kann verwendet werden, um eine gastfreundliche Atmosphäre zu schaffen, während Wasserstoff ein wirksames Treibmittel ist. Vor der Entsendung von Personen muss daher eine automatisierte Wasserstoffaufbereitungsanlage vorbereitet werden, um sicherzustellen, dass Kraftstoff verfügbar ist.

Können Menschen also auf dem Mars leben?

Die Antwort ist ja – aber nicht einfach. Es gibt viele herausfordernde Hindernisse im Weg. Die größte Herausforderung besteht darin, zum und vom Mars zu gelangen, die raue Umgebung zu überleben und Nahrung, Wasser und Treibstoff zu produzieren.

Auch wenn dies unüberwindbar klingt, sind die Wissenschaftler optimistisch. Tatsächlich hat Elon Musk gesagt, dass SpaceX könnte Astronauten zum Mars schicken schon 2024. Und während die ersten Missionen wahrscheinlich nur für kurze Zeit auf dem Mars leben werden, ist das immer noch eine unglaubliche Leistung!

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Es klingt wie ein Meme. Offenbar absolut nicht.

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