Österreichisches Weltraum Forum Austrian Space Forum
Wie sieht die Landschaft auf dem Mars aus? Gibt es Gebirge wie hier auf der Erde? Sprich, müssen Besatzungen von Mars-Missionen Kletterausbildungen absolvieren?
Die Marsoberfläche ist divers: Zwar ist der Großteil eine weite, staubige, rote Wüste, doch gibt es inmitten dessen auch zahlreiche hervorstechende Merkmale. Da wären zum einen die Polkappen, die, ähnlich wie auf der Erde, aus Eis bestehen. Oder Blockgletscher, die flüssiges Wasser und vielleicht sogar Leben beherbergen könnten.
Und natürlich gibt es auch Berge. Der größte und massivste von allen ist der Vulkan Olympus Mons. Mit einer Höhe von 27 km könnte man den Mount Everest dreimal aufeinander stapeln, um die Spitze von Olympus Mons zu erreichen. Und mit einem Durchmesser von 600 km deckt er eine Fläche ab, die breiter ist als die Distanz zwischen Innsbruck und Wien.
Obwohl diese Orte interessante Forschungsziele sind, werden die ersten Besatzungen doch sicher erstmal ebene Flächen betreten. Immerhin tragen sie auf allen Erkundungsreisen schwere Raumanzüge, die einen Klettereinsatz deutlich erschweren. Stattdessen überlassen wir die Erkundung der Mars-Berge erstmal unseren robotischen Hilfskräften, wie z.B. dem Mars-Rover „Curiosity“, welcher aktuell am Mount Sharp forscht. Mehr Informationen dazu findet ihr hier.
Wie ist die Marsoberfläche beschaffen? Also die Zusammensetzung? Könnte man dort eine Pflanzenart ziehen, die dann für ein künstliches Klima sorgen würde, so dass dann Wasser und dadurch Leben auf dem Mars möglich wäre?
Die Marsoberfläche ist überzogen mit oxidiertem Eisenstaub, welcher dem Planeten seine rote Farbe verleiht. Anders ausgedrückt: Die Oberfläche rostet. Darunter liegen hauptsächlich verschiedene Gesteinsorten. Pflanzen würden dort also nicht wachsen können. Dies ist nur einer der vielen Gründe, warum menschliches Leben auf dem Mars nur durch eine Vielzahl technischer Hilfsmittel existieren können wird, wie z.B. Habitate, Raumanzüge, Gewächshäuser, etc.
Was passiert, wenn man am Mars den Boden gießt mit einer Gießkanne? Wie jetzt auf der Erde in der heißen Jahreszeit? Fallen die Wassertropfen denn überhaupt auf den Boden oder schlittern sie ins Weltall hinaus? Saugt der Marsboden das Wasser auf? Entsteht eine Pfütze?
Würde man den Marsboden mit einer Gießkanne gießen, so würde der Großteil des Wassers schnell verdampfen und sich in der Atmosphäre als Wasserdampf verteilen. Das liegt daran, dass die Marsatmosphäre viel dünner als die der Erde ist und deshalb ein deutlich geringerer Druck vorherrscht. Bei so geringem Druck wie auf dem Mars hat Wasser einen Siedepunkt unterhalb der Zimmertemperatur. Sollte dennoch ein Teil des Wassers den trockenen Boden erreichen, dann könnten einzelne Tropfen Reaktionen mit dem Salz im Boden eingehen und dadurch im Porenraum gebunden werden.
Wie groß ist der Mars?
Der Durchmesser des Mars beträgt in etwa 6.800 Kilometer und damit die Hälfte des Erddurchmessers. Mars ist damit der zweitkleinste Planet im Sonnensystem, nur Merkur ist kleiner. Bis 2006 war auch Pluto noch ein kleinerer Planet, doch dann wurde ihm der Planetenstatus aberkannt und der eines Zwergplaneten zugewiesen.
Erde-Mars Größenvergleich
Wie könnte die Elektrizitäts- und Trinkwasserversorgung funktionieren?
Das wird eine der wichtigsten Fragen in der Vorbereitung bemannter Marsmissionen sein, denn Versorgungsflüge wie die zur Internationalen Raumstation kommen aus Kosten- und Planetenkonstellationsgründen nicht in Frage. Eine Crew muss auf dem Mars autark sein und sich mit den Ressourcen des Planeten versorgen können.
Für die Elektrizität auf dem Mars sorgt die Sonne. Zwar ist die Energiemenge, die den Planeten erreicht, aufgrund der höheren Distanz niedriger als auf der Erde, doch reicht sie aus, um zumindest kleinere Robotersonden zu versorgen. Für größere (bemannte) Stationen würde das nicht mehr ausreichend oder effizient sein. Stattdessen gehen die meisten Pläne von der Nutzung von kleinen Nuklearreaktoren aus, wie etwa dem Reaktor für den „Curiosity“-Rover. Bereits in der damaligen Sowjetunion wurden z.B. militärische Außenposten mit sogenannten Radio-Thermonukleid-Generatoren (RTG’s) versorgt. Alle Raumschiffe jenseits der Marsbahn benötigen diese Technologie, da die Sonne zu schwach strahlt in dieser Entfernung.
Für die Wasserversorgung wird es nötig sein, jeden Tropfen, den die Crew abgibt, wiederzuverwenden. Sei es Schweiß, Tränen, Urin oder Waschwasser – jegliche Wasserquelle wird gesammelt, gereinigt und dann erneut genutzt. Das mag auf den ersten Blick gewöhnungsbedürftig klingen, doch auch dieses System wird seit jeher auf der Internationalen Raumstation eingesetzt und hat sich bestens bewährt.
Wie kann man sich gut vor den kalten Temperaturen auf dem Mars schützen? Wie gut hält da die Kleidung? Was passiert, wenn man den Helm öffnen muss?
Um der beißenden Kälte des Mars Stand zu halten wird herkömmliche Kleidung nicht viel helfen. Selbst die tapfersten Bergsteiger würden keine Reise bei -153 Grad wagen. Dafür gibt es den Raumanzug. Dieser reguliert die Temperatur und sorgt dafür, dass der Astronaut sich wohlfühlt. Doch auch wenn es auf dem Mars ziemlich kalt werden kann – die Temperatur ist nicht immer das größte Problem für zukünftige Entdecker. An warmen Sommertagen kann es angenehme 20 Grad warm werden.
Den Helm sollte man trotzdem nicht öffnen, denn dann ist man dem fehlenden Druck des Mars ausgeliefert. Da der Mars nur über eine sehr dünne Atmosphäre verfügt, gibt es dort weniger als 1% des Drucklevels der Erde. Da Flüssigkeiten bei niedrigerem Druck schneller zu Gas werden, würde das Blut der Person zu kochen beginnen und Blasen bilden, die die Haut nach außen drücken. Außerdem würde sie nicht länger atmen können, da der Sauerstoff ihrem Körper entweichen würde. Nach kurzer Zeit würde Person sterben.
Ein kleines Trostpflaster: Sie bekommt davon nicht mit, da sie schon nach wenigen Sekunden ohne Helm das Bewusstsein verlieren würde. Von daher am Besten einfach nicht den Helm öffnen!
What abilities do you have treating medical conditions on a mission to and on mars? How does the simulation handle it?
On the long trip to and from Mars, a crew will be far away from Earth. Therefore, there is a high probability that a crew will include a doctor to treat injuries and illnesses on the trip. The ground control on Earth will support them by monitoring their health throughout the entire mission.
The same concept was applied to our simulation. We had two biomedical engineers present at the Mission Support Center at all times, as well as at least one in the field. Should any medical issue have occurred during the mission, qualified and experienced personnel would have been there to help. The safety and good health of the analog astronauts will always be our highest priority during our missions.
Medical Officer Christian Lüthen checks vitals of analog astronaut Kartik Kumar (c) ÖWF (Paul Santek)
How do you cope with confined spaces and dealing with the same group of people for long periods of time?
This is an excellent question, to which the ultimate answer is not quite clear yet. When the US started the human spaceflight programs in the 50s, astronauts were mainly selected by their physical fitness and their military background. Most astronauts were pilots who were believed to be bold and capable of dealing with the yet unknown risks of space.
Nowadays, with all eyes on sending humans to Mars, things have changed. Mission times will be much longer than during the Apollo era and crews will be larger. Psychological conditions and social skills are much more important to astronauts than ever before. In order to not kill each other on the long journey which will take more than a year, crews need to get along on a personal level.
But whether this is feasible is not yet clear. Many studies and simulations focus on this very issues. The most prominent one is the ‘Mars 500’ mission at the Institute of Biomedical Problems in Moscow, where several crews of up to six people were locked together in a small spacecraft-like area to simulate a trip to Mars. The European Space Agency, a co-administrator of the study, deemed it a success and said that it served to show that people could get along if they were working towards a common goal. Read more about the study here.
MARS500 nach 1 Jahr im „Raumschiff“ (c) ESA
Was haben Zahimplantate mit dem Mars zu tun?
Bei der ersten Mondlandung musste man sich um Themen wie z.B. Zahnschmerz keine Sorgen machen – Neil Armstrong, Buzz Aldrin und Michael Collins waren damals nach nur acht Tagen bereits wieder zurück auf der Erde. Doch eine Reise zum Mars wird ganz andere Dimensionen annehmen. Allein für die reine Flugzeit muss man mehr als ein Jahr einplanen. Dabei kann viel schiefgehen und man will auf alle möglichen Probleme bestens vorbereitet sein, auch Zahnschmerz.
Oder anders gesagt: Alle Probleme, die wir bereits jetzt erforschen, können zukünftige Astronauten auf dem Weg zum Mars dann nicht mehr überraschen. Das Testen von Zahnimplantaten mag zwar auf den ersten Blick etwas weit hergeholt klingen, doch für die lange Reise zum roten Planeten muss man auch auf Zahnschmerz vorbereitet sein.
Kann man mit diesen schweren Raumanzügen auch stolpern? Wenn ja, wie kommt man ohne Hilfe wieder auf?
Ja, auch in Raumanzügen kann man stolpern – Stützräder sind im Design bislang nicht vorgesehen. Was würde dann am Mars passieren? Die Schwerkraft ist dort zwar deutlich geringer als auf der Erde, weshalb ein 75kg schwerer Astronaut dort nur ca. 25kg Körpergewicht wieder hochdrücken müsste. Jedoch trägt er dabei einen unter Druck stehenden, schweren Raumanzug, der das Aufstehen deutlich erschwert. Deshalb ist es so wichtig, dass die Astronauten körperlich topfit sind, denn sonst halten sie der Belastung nicht stand. Außerdem reist niemand alleine zum Mars, man hätte also sicher ein Crew-Mitglied dabei, welches beim Aufstehen hilft. Am besten ist es jedoch, die Augen aufzumachen und erst gar nicht hinzufallen.