Vom Mond zum Mars: Wir erobern den Weltraum

Von Keplers Gesetzen der Planetenbewegung bis zu H.G. Wells' «Krieg der Welten»: Der Mars bringt Menschen auf Ideen und lässt sie Grosses denken.

Jetzt motiviert er uns, wieder zum Mond zu fliegen und endlich den Fuss auf einen anderen Planeten zu setzen.

Im Februar 2021 landete der Rover Perseverance nach knapp halbjährigem Flug auf dem Mars. Sein Auftrag: Die Geologie des Planeten genauer erforschen und nach Spuren von Leben suchen. In wissenschaftlicher und philosophischer Hinsicht höchst faszinierende Aufgaben.

Für den Laien auf den ersten Blick spektakulärer ist das gut Auto-Batterie-grosse Instrument MOXIE, das im Rover schlummert: Es verfügt nämlich über die Fähigkeit, elektrochemisch aus Kohlendioxid (CO₂) Sauerstoff (O₂) und Kohlenmonoxid (C) zu machen.

Das Experiment ist in der Zwischenzeit geglückt, und MOXIE hat auf dem Mars Sauerstoff hergestellt. Wer gerne Filme sieht, dessen Gedanken wandern jetzt vielleicht zur Atmosphären-Maschine aus dem Schwarzenegger-Klassiker «Total Recall». Davon sind wir zwar noch weit entfernt, aber die Sauerstoffherstellung vor Ort brächte dem Vorhaben einer bemannten Marsmission grosse Vorteile.

Damit wären nämlich zwei dringende Probleme einer bemannten Marsmission gelöst. Denn der Sauerstoff könnte den Astronauten nicht nur als Atemluft dienen, sondern auch zur Herstellung von Raketentreibstoff für den Rückflug. Das würde die Last des «Proviants» deutlich reduzieren, den man zum Mars mitbringen müsste.

Im Rahmen einer sogenannten «In-Situ Resource Utilization» müssten keine oder wenige Ressourcen zum Mars befördert werden. Diese, allen voran Sauerstoff, Wasser (aus unterirdischem Eis) und Methan, könnte man vor Ort aus Mars-Atmosphäre und -Boden gewinnen.

Im Moment existieren bei der NASA verschiedene Ideen, wie eine bemannte Mission genau ablaufen könnte. Eine davon ist, dass Roboter und Maschinen, die man vor den Astronauten zum Mars schickt, die nötigen Rohstoffe abbauen. So fänden diese bei ihrer Ankunft einen vollen «Vorratsschrank».

Alle Missionen zum Mars bislang waren «Aller simple», Flüge ohne Wiederkehr. Das soll sich bald ändern. Um nämlich den Marsboden gründlich erforschen zu können, sollen von Perseverance gesammelte Gesteinsproben auf die Erde zurückgebracht werden.

Der Missionsverlauf der «Mars Sample Return Mission» sieht vor, dass ein «Fetch Rover» der ESA die Proben einsammelt. Derselbe Lander, der den Rover auf den Mars bringt, soll auch ein sogenanntes «Ascent Vehicle» transportieren. Dieses soll die Proben in den Orbit transportieren, wo eine ESA-Rakete sie aufnimmt und zur Erde bringt.

Die Erfahrungen einer solchen «Abholmission» kommen genauso wie die immer besseren Klimadaten und ausgeklügelteren Landemanöver einer bemannten Marsmission zugute.

Möchtet ihr mehr erfahren über die Technik der Mars-Rover? Hier findet ihr einen Link zur Mars-Ausstellung im Verkehrshaus der Schweiz in Luzern.

Vor einer bemannten Marsmission steht bei der NASA die Rückkehr zum Mond auf dem Programm. Das nächste Grosse Ziel im «Artemis» genannten Mondprogramm der NASA heisst «Gateway»: Eine Raumstation im Mond-Orbit, von der aus in der zweiten Jahrzehnthälfte regelmässige Expeditionen zum Mond unternommen werden sollen.

Von «Gateway» aus lassen sich Mond-Missionen viel einfacher bewerkstelligen, da nicht für jede Mission die Erdatmosphäre durchquert werden muss. Von diesen Missionen versprechen sich die NASA-Verantwortlichen wertvolle Erfahrungen für Einsätze im erdfernen Raum. Unter anderem sollen Wege gefunden werden, wie man Astronauten gegen die intensive Strahlung ausserhalb der Erdatmosphäre schützen kann.

Des Weiteren soll auf dem Mond auch nach Rohstoffen gesucht werden. Dabei soll einerseits das oben angesprochene In-Situ-Verfahren ausprobiert werden, um Treibstoff herzustellen. Andererseits scheint es auf dem Mond aber auch Bodenschätze wie seltene Erden zu geben. Entsprechend könnte die Artemis-Mission den Aufbruch in eine neue Art der Raumfahrt bedeuten, deren wirtschaftlicher Nutzen ihre Kosten übersteigt.

2021 gab es gleich zwei Grossereignisse in der Raumfahrt, und bei beiden war das Verkehrshaus-Planetarium dabei. Mit beeindruckenden Visualisierungen und Erklärungen bereicherte man einen internationalen Livestream der Gesellschaft deutschsprachiger Planetarien. Und zum Start des neuen James-Webb-Teleskops gab es einen Themenabend mit hochkarätigen Gästen, unter ihnen Claude Nicollier.

Die Bilder im obigen Livestream-Video (ab Minute 5) geben einen Einblick in die Rechenpower des hochmodernen Verkehrshausplanetariums. Die Fahrt durch den Kosmos ist nämlich nicht vorgerendert, sondern jedes Bild wird live generiert aus tagesaktuellen Daten wissenschaftlicher Datenbanken.

Der Flug zum Mars wird mit dieser Technologie zum virtuellen Kinderspiel. Das ist aber nur die Spitze des Eisbergs: Mit seinen elf Hochleistungscomputern kann das Planetarium jeden Punkt im bekannten Universum ansteuern. So wird das Planetarium zu einem eigentlichen Weltraumsimulator mit 500 Quadratmeter grossen, nahtlosen Bildern auf der Projektionskuppel.

Wer also denkt, ein Flug zu unserem Nachbarplaneten grenze an Grössenwahn, besucht am besten einmal das Planetarium im Verkehrshaus. Selten wird einem das Verhältnis zwischen unseren technischen Höchstleistungen und der schieren Grösse des Kosmos deutlicher vorgeführt als hier.

Alles Weitere findet ihr unter den folgenden Links zum Verkehrshaus-Planetariums und zu den Shows Planetarium LIVE und Winterhimmel LIVE. Alles zur Mars-Ausstellung im Verkehrshaus findet ihr hier.