Wird der Mensch auf dem Mars landen? Erfahren Sie mehr über die Geschichte der Marserkundung und die 7 wichtigsten Herausforderungen bei der Entsendung von Menschen zum Mars

Die Erforschung des Mars ist seit langem Gegenstand der menschlichen Faszination. Während Missionen zum Mars häufig Gegenstand von Science-Fiction-Büchern und -Filmen sind, ist die Realität möglicherweise nicht so weit entfernt. Die jüngsten Fortschritte in der Weltraumtechnologie und die rasche Kommerzialisierung des Weltraummarktes könnten bald eine bemannte Mission zum Mars ermöglichen. Wenn man sich die 300.000-jährige Geschichte der menschlichen Erforschung ansieht, wird außerdem klar, dass die Notwendigkeit der Erforschung von grundlegender Bedeutung für unsere Natur ist. Auf diese Weise ist eine Mission zum Mars nicht wirklich eine Frage des Ob – sondern eher eine Frage des Wann.

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• Warum sollten Menschen zum Mars reisen?
• Was ist die Geschichte der Mars-Erforschung?
• 7 Hauptherausforderungen, um zum Mars zu gelangen
• Wie kommt der Mensch letztendlich zum Mars?
• Möchten Sie mehr über Weltraumforschung erfahren?
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Warum sollten Menschen zum Mars reisen?

Eine der größten Auswirkungen einer Mission zum Mars wäre das Auffinden von Leben oder Beweisen für ausgestorbenes Leben, egal wie einfach dieses Leben sein mag. Es würde nicht nur die Frage beantworten, ob wir allein im Kosmos sind, sondern auch darauf hinweisen, dass überall im Universum Potenzial für Leben vorhanden ist.

Was ist die Geschichte der Mars-Erforschung?

Viele Raumschiffe, die auf der Marsoberfläche gelandet sind, darunter Viking 1, Viking 2 und der Mars Pathfinder. Raumfahrzeuge wie die Mariner 4, Mariner 9, Mars Express, 2001 Mars Odyssey, Mars Global Surveyor und Mars Reconnaissance Orbiter haben Vermessungsarbeiten durchgeführt, um die Oberfläche des Mars zu kartieren. Mars Exploration Rovers sowohl der NASA als auch der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) erforschten die Oberfläche des Mars und schickten wertvolle Daten und Bilder zurück zur Erde.

Im Jahr 2010 kündigte US-Präsident Barack Obama im Kennedy Space Center in Texas einen Vorschlag für eine bemannte Marsmission bis 2030 an. Die NASA plant, die Rover-Mission Mars 2020 zu starten, die einen unbemannten Mars-Lander zum roten Planeten schicken wird, um die Lebenszeichen der Vergangenheit und Gegenwart zu erforschen.

Die NASA testet zum ersten Mal auch Raumschiffe, die Menschen zum Mars transportieren sollen.

7 Hauptherausforderungen, um zum Mars zu gelangen

Die technische und technische Herausforderung, zum Mars zu gelangen, ist entmutigend. Erde und Mars haben unterschiedliche Umlaufbahnen um die Sonne, wodurch sich der Abstand zwischen den beiden Planeten ständig ändert. Selbst mit einem optimalen Startfenster ist es immer noch eine lange Reise ins Unbekannte mit einem unerprobten Schiff, das alles transportiert, was Sie brauchen, ohne dass kritische Gegenstände nachgeliefert werden können. Und das ist erst der Anfang. Weitere Herausforderungen sind:

1. Das richtige Raumschiff bauen . Die Reise zum Mond ist eine dreitägige Reise, daher reicht ein nützliches Raumschiff wie die Apollo aus. Die erste Mars-Mission erfordert eine viel längere Reise, daher müsste das Raumschiff mehr Wohnraum, mehr Platz für Backup-Systeme, Ausrüstung für Weltraumspaziergänge, ein zuverlässiges Antriebssystem und – vielleicht am wichtigsten – Erholungseinrichtungen haben, um die Astronauten zu beschäftigen , produktiv und gesund während der Raumfahrt.
2. Luft- und Wasserrecyclingfähigkeiten . Vieles von dem, was das Lebenserhaltungssystem auf der Internationalen Raumstation (ISS) tut, ahmt das nach, was natürlich auf der Erde passiert. Prozessoren reinigen die Luft der Astronauten, filtern Spurengase und entfernen das ausgeatmete Kohlendioxid. Der Sauerstoff wird nach Möglichkeit abgesaugt und wieder in die Kabine abgegeben, die geringen Verluste werden jedoch durch gespeicherten Sauerstoff ergänzt. Wasser wird in ähnlicher Weise aus Urin und Entfeuchtern recycelt, typischerweise mit einer Effizienz von etwa 90 %. Das ist besser denn je, aber immer noch transportiert jedes Frachtschiff Luft und Wasser zur ISS. Wir müssen zu praktisch 100 % Recycling gelangen, bevor wir zuversichtlich zum Mars und darüber hinaus in den Weltraum reisen.
3. Nahrungswachstum . Für Weltraummissionen zum Mars und darüber hinaus wird es weniger praktisch sein, zubereitete Nahrung mitzubringen. Derzeit werden auf der ISS Experimente durchgeführt, um zu untersuchen, wie man Pflanzen anbaut, indem man beispielsweise testet, in welche Richtung eine Pflanze ohne Schwerkraft wächst, wie man bestäubt und welche Arten von hydroponischem Boden am besten sind. Die Fähigkeit, sich im Weltraum selbst zu ernähren und Nahrung anzubauen, ist nur eine der vielen benötigten Technologien für Missionen zum Mars und die zukünftige Weltraumforschung.
4. Belastung für den menschlichen Körper . Längere Schwerelosigkeit belastet den menschlichen Körper. Es gibt erhebliche Auswirkungen auf das Gleichgewicht, die Blutdruckregulation, die Knochendichte und manchmal das Sehvermögen. Für Astronauten, die zum Roten Planeten reisen, wird es kein Bodenunterstützungsteam geben, das nach der Landung auf der Marsoberfläche hilft. Das Gewicht und die Konfiguration der Mars-Raumanzüge müssen auch die Anpassungszeit an die Schwerkraft des Mars berücksichtigen. Darüber hinaus ist die natürliche Umgebung auf der Oberfläche des Planeten tödlich für das menschliche Leben; die Marsatmosphäre hat einen sehr niedrigen Luftdruck, keinen Sauerstoff, 96% Kohlendioxid, hohe Strahlung und kosmische Strahlung. Der Lebensraum und die Raumanzüge müssen die Besatzungen vor der Marsatmosphäre schützen.
5. Fehlende Kommunikation . Das Leben auf dem Mars wird auch psychologisch eine Herausforderung sein. Selbst wenn Erde und Mars am nächsten sind, 35 Millionen Meilen voneinander entfernt, brauchen die Funkwellen etwa vier Minuten, um von hier nach dort zu gelangen. Wenn die Mars-Crew also ein Signal nach Houston sendet, hören sie am schnellsten eine Antwort von der NASA acht Minuten später – im schlimmsten Fall 48 Minuten später. Eine Kommunikation in Echtzeit wird somit unmöglich sein, und die Mars-Besatzung muss wissen, wie sie technisch und mental selbstständig sein kann, insbesondere im Falle eines Staubsturms oder eines anderen Notfalls.
6. Den richtigen Weg bestimmen . Der Weg, den wir zwischen Erde und Mars nehmen, muss entschieden werden. Jeder Tag Reisezeit ist ein weiterer Tag, der mit Essen, Trinken, Atmen der Schiffsluft und Abfallproduktion sowie interplanetarer Strahlung und dem Risiko kritischer Systemausfälle verbracht wird. Wenn genügend Treibstoff vorhanden ist, könnte ein direkterer Weg gewählt werden, der die Orbitalmechanik brutal erzwingt. Wenn wir effizientere Motoren erfinden, könnten wir sie länger befeuern und weniger ausrollen, was auch die Gesamtzeit verkürzt.
7. Vorsichtig landen . Selbst wenn wir es bis zur Marsatmosphäre schaffen, stellt die Landung eine weitere Herausforderung dar . Sobald wir Orbitalgeschwindigkeit erreicht haben, könnten wir die dünne Atmosphäre des Mars nutzen, um Bremsreibung zu erzeugen, die Lenkung genau in sie einzutauchen, um allmählich auf die richtige Geschwindigkeit zu verlangsamen. Aber das gesamte Transitschiff musste robust genug sein, um die damit verbundene Hitze und den Druck auszuhalten. Eine Kompromissoption könnte darin bestehen, den Lebensraum, der uns zum Mars gebracht hat, abzuwerfen, in eine Kapsel zu steigen und direkt an die Oberfläche zu reiten. Aber die Marsatmosphäre ist viel dünner als die der Erde, was bedeutet, dass Fallschirme nicht annähernd so gut funktionieren. Es ist jedoch dick genug, um durch Reibung eine Erwärmung zu verursachen, sodass das Schiff einen entsprechenden Hitzeschutz benötigt. Das schwerste Objekt, das wir 2018 auf dem Mars gelandet haben, war der Curiosity Rover der NASA (Teil der Mars Science Laboratory Mission), der (auf der Erde) etwa eine Tonne wiegt. Ein Schiff mit Besatzung würde viel mehr wiegen als ein Mars-Rover. Um Menschen auf den Mars zu bringen, müssen wir wahrscheinlich die Marsatmosphäre nutzen, um das Raumschiff teilweise zu verlangsamen, und dann Feuerwehrfahrzeuge, um die Geschwindigkeit zur Oberfläche zum Landeplatz zu verlangsamen.

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Obwohl es finanziell und logistisch schwierig wäre, zum Mars zu gelangen, glauben Wissenschaftler, dass dies letztendlich durch die Befolgung einiger wichtiger Schritte erreicht werden kann:

• Erkunde weiter den Mond . Missionen zum Mond und zum Mars sind miteinander verflochten, da der Mond die Möglichkeit bietet, neue Werkzeuge wie Lebenserhaltungssysteme und menschliche Lebensräume zu testen, die in einer zukünftigen Mars-Mission verwendet werden könnten. Die weitere Erforschung des Mondes ist entscheidend für einen Flug zum Mars.
• Entwickle fortschrittlichere Raumschifftechnologie . Es gibt keine Raumstationen im Weltraum, was bedeutet, dass das Schiff, das die Menschen zum Mars bringt, die Reise ohne Auftanken antreten muss. Die NASA entwickelt derzeit ein solarelektrisches Antriebssystem für den Weltraumflug. Darüber hinaus benötigt das Raumschiff ein Weltraumnavigationssystem, Raketen, die stark genug sind, um Astronauten die gesamte Reise und zurück zu befördern, und eine Landeausrüstung, die auf dem Mars funktioniert, der eine dünne Atmosphäre hat.
• Entwerfen Sie Raumanzüge, um die Sicherheit von Astronauten zu gewährleisten . Die Umwelt auf dem Mars ist lebensfeindlich: Das Fehlen einer Ozonschicht bedeutet, dass es keinen eingebauten Schild gegen ultraviolette Strahlung gibt, und die Superoxide auf dem Marsboden können Menschen beeinträchtigen, die auf seiner Oberfläche gehen. Ingenieure müssen Raumanzüge für schützende Lebensräume entwerfen, um Schäden am menschlichen Körper zu verhindern.

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