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Mars, der Rote Planet
https://de.wikipedia.org/wiki/Mars_(Planet)#/media/File:Water_ice_clouds_hanging_above_Tharsis_PIA02653_black_background.jpg

Eine zweite Erde? Der Mars ist der äussere Nachbar unseres Heimatplaneten.  Bild: Wikimedia

Der Mars lockt – doch kann man da überhaupt leben?



Seit Teleskope einen näheren Blick auf den Mars ermöglichten, hat der erdähnliche Planet die Fantasien und Sehnsüchte – manchmal auch die Ängste – der Menschen in besonderem Mass beflügelt. Mit der Entwicklung der Raumfahrt ist der Rote Planet tatsächlich in Reichweite gerückt. Schon Wernher von Braun plante bemannte Raumflüge zum Mars. Heute sind es Visionäre wie Elon Musk, die von einer Besiedlung des Mars träumen. 

Wie sieht es dort aus?

Der nach dem römischen Kriegsgott benannte Mars ist der äusserste der vier inneren Gesteinsplaneten, deren Bahnen innerhalb des Asteroidengürtels verlaufen. Von allen Planeten ist er der zweitkleinste; nur der Merkur ist noch kleiner. Dennoch ist die Schwerkraft auf dem Mars geringfügig niedriger als auf dem Merkur, denn der Mars weist mit 3,9 g/cm³ (Erde: 5,5 g/cm3) die niedrigste Dichte aller Gesteinsplaneten auf. 

Grössenvergleich Mars – Erde
https://de.wikipedia.org/wiki/Mars_(Planet)#/media/File:Mars_Earth_Comparison_2.jpg

Kleiner Nachbar: Der Mars (r.) hat nur gut ein Siebtel des Erdvolumens.  Bild: Wikimedia

Der Rote Planet – die Bezeichnung verdankt er seiner Färbung durch Eisenoxid-Staub auf seiner Oberfläche und in der Atmosphäre – ist bedeutend kleiner als die Erde. Das zeigt ein direkter Vergleich: Sein Durchmesser ist mit knapp 6800 km nur rund halb so gross, sein Volumen beträgt gut ein Siebtel und die Masse etwas mehr als ein Zehntel. Dafür hat der Mars gleich zwei Monde, Deimos und Phobos, die allerdings klein sind. 

Grössenvergleich Mars – Erde: Oberfläche des Mars auf eine Weltkarte projiziert.

Mars und Erde im Grössenvergleich: Der Mars ist zwar deutlich kleiner, aber seine Landfläche ist nur geringfügig kleiner als jene der Erde.  Bild: Pinterest

Der Mars ist etwa anderthalbmal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde (1,52 AE). Für eine Umrundung der Sonne benötigt er 687 Tage, ein Marstag ist dagegen nur wenig länger als ein Erdentag. Auch die Achsenneigung (25,2°) ist ähnlich – der Mars kennt daher wie die Erde ausgeprägte Jahreszeiten. 

Die Atmosphäre unseres Nachbarplaneten ist ausgesprochen dünn. Ihr Druck beträgt im Mittel nur rund sieben Millibar, das ist weniger als ein Prozent des irdischen Luftdrucks auf Meereshöhe. Die Lufthülle besteht zu 95,3 Prozent aus CO, der Rest ist vornehmlich Stickstoff und Argon. Sauerstoff ist nur in Spuren vorhanden. 

epa07192379 A handout photo made available by NASA late 26 November 2018, made with the Instrument Deployment Camera (IDC), located on the robotic arm of NASA's InSight lander, that took this picture off the Martian surface on 26 November 2018, the same day the spacecraft touched down on the Red Planet. The camera's transparent dust cover is still on in this image, to prevent particulates kicked up during landing from settling on the camera's lens. This image was relayed from InSight to Earth via NASA's Odyssey spacecraft, currently orbiting Mars.  EPA/NASA HANDOUT  HANDOUT EDITORIAL USE ONLY

Weite Gebiete auf dem Mars wirken wüstenähnlich, wie dieses Bild des Landers InSight zeigt. Es gibt aber auch gewaltige Schluchten und Vulkanmassive. Bild: EPA/NASA

Der Mars sieht aus wie ein trockener Wüstenplanet, doch vor Milliarden Jahren dürfte er wasserreich gewesen sein. Heute gibt es an der Oberfläche praktisch nur gefrorenes Wasser. In tieferen Schichten vermutet man jedoch grosse Mengen Wasser. Im Gegensatz zur Erde hat der Mars kein Magnetfeld mehr. 

Wie kommt man dahin?

Der Mars bewegt sich wie die Erde auf einer elliptischen Umlaufbahn um die Sonne. Etwa alle zwei Jahre – wenn der Mars in Opposition steht – sind sich die beiden Planeten besonders nahe. Der Abstand zwischen ihnen schwankt zwischen 56 und 401 Millionen km. Dies bedeutet aber nicht, dass ein Flug zum Mars genau dann starten muss, wenn der Planet der Erde am nächsten ist. 

Animiertes GIF GIF abspielen

Der Mars ist rund anderthalbmal so weit von der Sonne entfernt wie die Erde.  Bild: NASA

Ein Raumschiff oder eine unbemannte Raumsonde kann nämlich nicht auf einer geraden Linie zum Mars fliegen, wie man vielleicht denken könnte. Raumfahrzeuge beschreiben, ähnlich wie die Planeten selber, elliptische Bahnen um die Sonne. Sie beschleunigen nur dann, wenn sie starten und das Schwerefeld der Erde verlassen müssen – und allenfalls, wenn sie beim Ziel abbremsen. Ihre elliptische Bahn wird mit Vorteil so gewählt, dass sie die Bahn des Zielplaneten berührt.

Die in Hinsicht auf den Energieverbrauch günstigste Bahn hat bereits 1925 der deutsche Ingenieur Walter Hohmann berechnet: den sogenannten Hohmann-Transfer, der die Eigenbewegungen der beiden Planeten optimal nutzt. Es handelt sich um eine Übergangsbahn, die jeweils tangential am Startorbit beginnt und am Zielorbit endet.

Hohmann-Transfer: Transferbahn einer Mars-Sonde
https://de.wikipedia.org/wiki/Hohmann-Transfer#/media/File:MRO_Transfer_Orbit.png

Hohmann-Transfer am Beispiel einer Marssonde.  Bild: Wikimedia

Der Start erfolgt, wenn der Mars in einem Winkel von 44 Grad vor der Erde steht. Dies ist alle 26 Monate der Fall; es gibt dann jeweils ein Zeitfenster von vier bis sechs Wochen für den Start. Die Bahn des Raumfahrzeugs beschreibt dann eine halbe Ellipse und erreicht den Mars-Orbit dann, wenn der Planet auf der gegenüberliegenden Seite der Sonne steht (in Bezug auf die Erdposition beim Start). Diese Konstellation ist eine Konjunktion. 

Die Flugdauer hängt von verschiedenen Faktoren ab, darunter die Anfangsgeschwindigkeit des Raumfahrzeugs und der Energieverbrauch. Sie schwankt zwischen sechs und zehn Monaten. Der Marslander InSight war beispielsweise knapp sieben Monate unterwegs, während der 2007 gestartete Polarlander Phoenix beinahe zehn Monate benötigte. 

Wie kommuniziert man auf solche Entfernungen?

Wenn eine Raumsonde wie gerade eben InSight auf einem Millionen von Kilometern entfernten Himmelskörper landet, ist das eine technische Meisterleistung – nur schon deswegen, weil bei solchen Distanzen die Kommunikation zwischen Kontrollzentrum und Raumfahrzeug zeitlich verzögert erfolgt. Die Radiowellen bewegen sich zwar mit Lichtgeschwindigkeit –doch beim Landemanöver von InSight war der Mars gut acht Lichtminuten von der Erde entfernt. Dies bedeutet, dass jedes Signal gut acht Minuten unterwegs war, bis es beim Empfänger ankam. 

epa06794297 A handout photo made available by the NASA on 08 June 2018 shows a low-angle self-portrait of NASA's Curiosity Mars rover shows the vehicle at the site from which it reached down to drill into a rock target called 'Buckskin' on lower Mount Sharp, Mars, 05 August 2015. According to a NASA report from 08 June 2018, NASA’s Curiosity rover has found new evidence preserved in rocks on Mars that suggests the planet could have supported ancient life, as well as new evidence in the Martian atmosphere that relates to the search for current life on the Red Planet. While not necessarily evidence of life itself, these findings are a good sign for future missions exploring the planet’s surface and subsurface.  EPA/NASA/JPL-Caltech/MSSS / HANDOUT  HANDOUT EDITORIAL USE ONLY/NO SALES

Der Marsrover Curiosity verfügt über eine schwenkbare Antenne, die Direct-to-Earth-Kommunikation ermöglicht.  Bild: EPA/NASA

Zudem wird das Signal mit der Entfernung, die es überbrücken muss, schwächer – auch das Fernlicht eines Autos streut mit zunehmender Distanz. Die Empfangsantennen auf der Erde müssen daher sehr empfindlich und exakt auf den Sender ausgerichtet sein. Die Raumsonden verfügen überdies nur über begrenzte Energieressourcen, ihre Sendeleistung ist deshalb begrenzt. Und sie senden mit Radiowellen, die eine niedrige Frequenz haben – was wiederum die Menge an übermittelten Daten einschränkt. 

Die Datenübermittlung zwischen einem auf dem Mars gelandeten Raumfahrzeug und der Erde kann direkt oder mittels einer Art Relaisstation im Mars-Orbit erfolgen. Der Marsrover Curiosity verfügt beispielsweise über eine schwenkbare sogenannte Hochgewinnantenne, die Direct-to-Earth-Kommunikation ermöglicht. Der Löwenanteil an der Datenübertragung erfolgt jedoch über den Mars Reconnaissance Orbiter (MRO), der auch bei der Landung von InSight beteiligt war. Wenn der Orbiter jedoch hinter dem Mars-Horizont verschwindet, ist keine Datenübertragung vom Rover möglich. 

Mars Reconnaissance Orbiter (MRO)

Der Mars Reconnaisance Orbiter dient als eine Art Relaisstation im Mars-Orbit. Bild: mars.nasa.gov/mro/

Kann man dort leben?

Der Mars ist zwar der erdähnlichste Planet im Sonnensystem und weist einige Gemeinsamkeiten mit unserem Heimatplaneten auf. So gibt es eine Atmosphäre und Wasser. Und auch die Schwerkraft dürfte mit 38% der irdischen ganz angenehm sein. 

Leider gibt es auch einige gewichtige Nachteile. So hat der Mars den grössten Teil seiner Atmosphäre und seines flüssigen Wassers schon längst verloren. Die Atmosphäre ist so dünn, dass Menschen nicht ohne Druckanzug überleben können. Auch der geringfügige Sauerstoffanteil an der Gashülle ist nicht lebensfreundlich. 

Dazu kommt das Problem des fehlenden globalen Magnetfelds. Es ist nur ein Hundertstel so stark wie das irdische – dies bedeutet, dass die kosmische Strahlung nahezu ungehindert auf die Oberfläche des Planeten prasselt. Dies – im Verein mit der fehlenden Ozonschicht – erschwert die Bedingungen für Lebewesen enorm. 

Da der Mars weiter von der Sonne entfernt ist, kommt dort weniger Sonnenenergie an. Es ist daher sehr kühl – im Schnitt beträgt die Oberflächentemperatur frostige –50 °C. In Polnähe liegt die Durchschnittstemperatur sogar bei –140 °C und in der Nähe des Äquators immer noch bei –23 °C. Über diese unwirtliche Eiswüste toben obendrein gewaltige Sandstürme. 

All diese Faktoren würden menschliche Kolonisten in beengte Druckbehälter zwingen, die mit Klimaanlagen CO2 in Sauerstoff umwandeln müssten. Daran könnte auf die Schnelle auch das sogenannte Terraforming – so es denn überhaupt machbar wäre – nichts ändern. Pläne, auf dem Mars mit Hilfe von gewaltigen, FCKW-Gase ausstossenden Fabriken einen sich selbst verstärkenden Treibhauseffekt in Gang zu setzen, könnten nur schon an der Menge des vorhandenen CO2 scheitern.

Darstellung einer Kolonie auf dem Mars

Menschen könnten auf dem Mars nur in Druckanzügen und in Druckbehältern überleben.  Bild: Universetoday.com

Falls es dennoch klappen würde, könnten die Kolonisten ihre Druckanzüge frühestens nach 500 oder 1000 Jahren an den Haken hängen – erst dann wäre die Atmosphäre dicht genug. Atemgeräte wären allerdings noch während über 100'000 Jahren notwendig. Die oberen Schichten der künstlich angereicherten Atmosphäre würden zudem ständig vom Sonnenwind ins Weltall befördert. 

Alles in allem sind die Hindernisse für menschliches Leben auf dem Mars beträchtlich, besonders wenn es dauerhaft sein soll. 

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38Alle Kommentare anzeigen
    Alle Leser-Kommentare
  • Wander Kern 28.11.2018 21:11
    Highlight Highlight Für uns ist es ein weiterer Schritt ins All, für den Mars eine Tröpfcheninfektion. Ich wäre an seiner Stelle auch beunruhigt.
  • Jungleböy 28.11.2018 20:36
    Highlight Highlight Selbst wenn. Die würden sehr schnell heimweh bekommen.
  • Aerohead 28.11.2018 12:36
    Highlight Highlight Ich verstehe nicht, weshalb ein Leben unter solchen Umständen in irgendeiner Art lebenswert sein soll. Auf die Idee kann man auch nur kommen, wenn man aus lauter Technikbegeisterung die Menschlichkeit vergisst. Oder anders ausgedrückt: Wenn die Menschheit die Erde zugrunde gerichtet hat, hat sie ein Weiterbestehen auch nicht verdient.
  • roger.schmid 28.11.2018 12:34
    Highlight Highlight F*** Mars!
    Play Icon
  • Kyle C. 28.11.2018 11:27
    Highlight Highlight Es wäre wohl der kleinere Aufwand, mit der genetischen Veränderung des Menschen anzufangen, damit diese mutierte Spezies sich den dortigen Verhältnissen anpassen kann... ;)
  • sikki_nix 27.11.2018 23:29
    Highlight Highlight Sind schon aktive Terraformer unter euch? Wer generell an diesem Thema interessiert ist und Spiele mag, sollte isch dieses hier unbedingt zulegen. Nichts zu danken ;-)
    Benutzer Bild
  • Markus97 27.11.2018 22:39
    Highlight Highlight Eine Serie zum Thema Raumfahrt von Hueber würde mir echt gefallen :)
    • elnino 27.11.2018 23:56
      Highlight Highlight Gute Idee #astronobier statt #weindoch
  • happygoalone 27.11.2018 22:25
    Highlight Highlight Die uns zugeteilte Heimat sollte reichen, falls wir überhaupt noch daran interessiert sind.

    https://www.wwf.ch/de/nachhaltig-leben/footprintrechner
  • Zeit_Genosse 27.11.2018 21:59
    Highlight Highlight Wenn wir unserer Erde sorge tragen, dann brauchen wir das nicht. Das heisst nicht, dass wir keine Raumfahrt betreiben sollten. Doch die Besiedlung des Mars aus selbstentwickelter Not muss nicht sein, wenn wir die Kurve hier kriegen. Die Erde hat alles was uns gut tut. Also tun wir ihr gut und gut ist.
    • Hexentanz 27.11.2018 22:16
      Highlight Highlight Nun.. Die beste Erde nützt uns nichts, wenn dann ein Asteroid alles leben auslöscht.. Kolonisierung des Mars ist für mich die logische Weiterentwicklung der Zivilisation..

      Natürlich haben wir hier endlos Baustellen, aber trotzdem
    • DJ77 28.11.2018 00:28
      Highlight Highlight Die Kurve kriegen wir hier, wenn wir so weitermachen ganz bestimmt nicht. Und das wir jetzt schauen ob wir Menschen in irrgendeiner weise auf einem anderen erreichbaren Planeten überleben könnten, macht absolut sinn. Ist halt eine denkweise die Generationenübergreifend ist. Leider leben ganz viele Menschen auf Planet Erde im moment nicht so. Die über-über-übernächste Generation wird es den Jungs und Mädels bei der NASA danken. Schade ist es unserer Generation nicht bewusst, eventuell zu fest abgelenkt von Netflix, Instagram und keinen Weltkriegen.
    • Luca Regnipuzz 28.11.2018 00:57
      Highlight Highlight Jawohl! Unerklärlich, wehalb Du dafür geblitzt wirst.
    Weitere Antworten anzeigen
  • lilie 27.11.2018 21:48
    Highlight Highlight Danke für den sehr lesenswerten Artikel!

    Alle4dings hast du ein wichtiges Thema ausgespart: Was essen denn die Kolonialisten? Es können ja auch keine Pflanzen wachsen auf dem Mars und schon gar keine Tiere überleben.

    Labornahrung? Dazu müsste man die gesamten Ressourcen für zwei Jahre mal Anzahl Kolonialisten mitführen. Klingt für mich utopisch.
    • Pana 27.11.2018 23:36
      Highlight Highlight Matt Damon ass Kartoffeln.
    • _stefan 28.11.2018 00:40
      Highlight Highlight @lilie: Das "NASA Vegetable Production System (Veggie)" hat an Bord der ISS bereits erfolgreich Salat und Blumen gezüchtet. Ebenfalls wurde kürzlich der Satelit Eu:CROPIS ins All geschossen. Darin laufen Experimente mit Tomaten, welche mit Urin bewässert werden und Sauerstoff von Einzellern erhalten.

      Natürlich ist das alles noch in den Kinderschuhen, aber die Forschung sieht zumindest vielversprechend aus.
    • Bert der Geologe 28.11.2018 08:19
      Highlight Highlight Kanibalismus wäre auch effizient, macht aber einsam.
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  • Bynaus @final-frontier.ch 27.11.2018 21:38
    Highlight Highlight Für Artikel wie diesen hier liebe ich Watson - sehr schön beschrieben und inhaltlich fast vollständig korrekt. :) Nur bei der kosmischen Strahlung müsste man korrigieren: das Magnetfeld spielt bei der Abschirmung der Erde (oder des Mars) von der galaktisch-kosmischen Strahlung praktisch keine Rolle. Die Atmosphäre hat hier die Hauptrolle. Da sie auf dem Mars so viel dünner ist, erreicht viel mehr Strahlung den Boden. Magnetfelder sind aber wichtig, um Atmosphären vor der Erosion durch den Sonnenwind zu schützen. Da hätte der terrageformte Mars ein (sehr langfristiges) Problem.
    • AfterEightUmViertelVorAchtEsser___________________ 28.11.2018 09:03
      Highlight Highlight Vielleicht könnte man ja mit gigantischen Kupferspulen ein riesiges künstliches Elektromagnetfeld erzeugen. Keine Ahnung wie viel Energie das verbrauchen würde, aber wenn die erzeugte Atmosphäre damit nicht weggeblasen würde, würde es sich vielleicht lohnen.
    • AfterEightUmViertelVorAchtEsser___________________ 28.11.2018 09:08
      Highlight Highlight Oder noch besser: gleich Supraleiter statt Kupfer verwenden.
    • Alnothur 28.11.2018 09:08
      Highlight Highlight Es müssten nicht mal so gigantische sein. Es gibt realistische Konzepte für Magnetfeld-erzeugende Satelliten.
  • Alnothur 27.11.2018 20:53
    Highlight Highlight Ein künstliches Magnetfeld zu erzeugen, und damit die Atmosphäre vor dem Sonnenwind zu schützen und das Terraforming anzustossen, ist sehr wohl technisch machbar, und ein kleinerer Aufwand, als man meinen könnte. Dazu braucht es einen Magnetfeld-Satelliten, der sich in einer Mars-Umlaufbahn immer auf der Linie Sonne-Mars befindet.
    • swisskiss 28.11.2018 20:39
      Highlight Highlight Alnothur: Nein ist es nicht! Nicht mal im Massstab 1 zu 100000 . Weder durch Dichte der Flussströme, technischen Apparatschaften, benötigten Energiemengen, noch Standorten. Magnetfeldsatellit: Ein Satellit, der einen konstanten Flussstrom in der Stärke von ca 30 Mikrotesla über Distanzen von mehreren Tausend Quadratkilometer liefert, muss die Leistung von ca. 30 herkömmlichen Atomkraftwerken haben. Völlig unsinnig!
  • Biotop 27.11.2018 20:44
    Highlight Highlight Gibt es auf unter oder in der Nähe vom Mars Ressourcen wie Erdöl/Bitcoins? Falls ja, wir Erdlinge sind dabei.
  • p4trick 27.11.2018 20:38
    Highlight Highlight Der Mars lockt? Aber auch nur wer in Zürich leben muss.. 😂
  • Holzkopf 27.11.2018 20:37
    Highlight Highlight ...stellt euch mal vor wie entsetzlich😱!
    Wenn bzgl. Marskolonisation doch alle Stricke reissen, müssten wir tatsächlich zum Äussersten schreiten und mit der Vernichtung der Erde so allmählich aufhören 😉

    🌎🌍🌏❤️❤️❤️
  • nick11 27.11.2018 20:13
    Highlight Highlight Wenn dann sowieso nur in Gebäuden, mit einem grossen Anteil unterirdischer Bauten. Beengt müssen die nicht unbedingt sein, die können sogar relativ gemütlich gemacht werden. Ich frage mich eher ob der Mensch bei so geringer Schwerkraft nicht degeneriert, aber evtl. kann man dies bis dahin mittels Genmaipulation ö.ä. korrigieren... auf jedenfall ein spannendes Thema.
  • Schleiger 27.11.2018 19:45
    Highlight Highlight Oder wir verteilen ganz viele Cyanobakterien. Unsere Erde hatte vor vielen vielen Jahren auch noch ganz viele CO2 und erst durch die Photosynthese in den Bakterien hat sich ein für uns geeignetes Klima entwickelt.
    • Palpatine 27.11.2018 21:21
      Highlight Highlight Das dürfte dann aber ein paar Millionen Jahre dauern...
    • Schleiger 27.11.2018 21:35
      Highlight Highlight Könnte ein Momentchen dauern...
      Vielleicht doch eher Biosphere 2 in einem Gebäudekomplex.
    • Agnesse 27.11.2018 21:41
      Highlight Highlight Diese Bakterien würden glaubs ebenfalls umgehend von der kosmischen Strahlung zerschossen werden.
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