Der Marstraum gegen die Marsische Realität
Seit Jahrzehnten hat die Science-Fiction die Faszination der Menschheit für den Mars angeheizt. Von den Abenteuer-Abenteuer von Edgar Rice Burroughs bis zu Ridley Scotts sorgfältigem Überlebensdrama The Martian hat die Popkultur den Roten Planeten konsequent als feindselige, aber letztendlich eroberbare Grenze dargestellt. Arnold Schwarzenegger forderte das Publikum denkwürdig auf, in Total Recall "zum Mars zu gehen", und Elon Musk hat den größten Teil eines Jahrzehnts damit verbracht, zu versprechen, dies zu einer buchstäblichen Möglichkeit zu machen. Aber wie viel von dem, was wir auf dem Bildschirm sehen, spiegelt die echte Wissenschaft des Marsüberlebens wider?
Die Antwort, so Planetenwissenschaftler, Raumfahrtingenieure und medizinische Forscher, ist sehr wenig. Obwohl Filme und Fernsehserien das Drama des außerirdischen Lebens teilweise erfassen, unterschätzen sie kontinuierlich oder ignorieren mehrere existenzielle Bedrohungen völlig, denen sich jeder zukünftige Marsbesieder gegenübersehen würde. Die Kluft zwischen Science-Fiction und wissenschaftlichen Fakten ist nicht rein akademisch. Sie prägt öffentliche Erwartungen, beeinflusst politische Entscheidungen und beeinflusst sogar die Milliarden Dollar, die in private Raumfahrtunternehmen fließen.
Das Strahlungsproblem, über das niemand spricht
Vielleicht ist die schwerwiegendste Auslassung in der Science-Fiction-Darstellung des Mars die Strahlenumgebung des Planeten. Anders als die Erde verfügt der Mars über kein globales Magnetfeld und hat nur eine hauchzarte Atmosphäre, etwa einhundert Mal dünner als die unsere. Diese Kombination bedeutet, dass die Marsoberfläche sowohl von galaktischen kosmischen Strahlen als auch von Sonnenteilchenereignissen im Wesentlichen ohne natürlichen Schutz bombardiert wird.
Die gesundheitlichen Auswirkungen sind schwerwiegend. Wissenschaftler schätzen, dass Astronauten auf einer Hin- und Rückreise zum Mars ein zusätzliches Krebsmortalitätsrisiko zwischen ein und neunzehn Prozent haben, abhängig von der Dauer der Oberflächenexposition und der verfügbaren Abschirmtechnologie. Das ist nur die Reise und ein kurzer Aufenthalt. Der Langzeitaufenthalt würde diese Risiken dramatisch verschärfen und möglicherweise DNA-Schäden, Katarakte, Herz-Kreislauf-Erkrankungen und kognitiven Rückgang verursachen.
In den meisten Science-Fiction-Filmen gehen Charaktere in relativ leichten Anzügen oder sogar in Hemdsärmeln in Habitaten mit anscheinend gewöhnlichen Wänden über den Mars. Die Realität würde Meter Regolit-Abschirmung, unterirdische Siedlungen oder fortschrittliche Materialwissenschaften erfordern, die es noch nicht gibt. Der Aufbau einer Zivilisation auf dem Mars würde zunächst ein Strahlungsproblem lösen erfordern, das kein Film ehrlich darstellen wollte.
Gravitation: Die Langsamkeitskrise der Gesundheit
Der Mars hat eine Oberflächengravitation von 0,38g, etwa ein Drittel der Erde. Die Science-Fiction neigt dazu, dies als nebensächliche Überlegung oder lustige Neuheit zu behandeln und zeigt Charaktere, die mit etwas mehr Schwung in ihren Schritten hüpfen. Die medizinische Realität ist viel besorgniserregender, obwohl sie zugegeben noch schlecht verstanden wird.
Wir wissen aus Jahrzehnten der Forschung an Bord der Internationalen Raumstation, dass Mikrogravitation zu Muskelatrophie, Knochendichteverlust, Flüssigkeitsumverteilung und Sehproblemen führt. Was wir nicht wissen, ist, ob 0,38g ausreicht, um diese Auswirkungen zu verhindern, oder ob es diese nur verlangsamt. Kein Mensch hat jemals für einen längeren Zeitraum in Teillast gelebt, was dies zu einer der größten Unbekannten in der Weltraummedizin macht.
Die Forschung deutet darauf hin, dass die Marsgravitation den menschlichen Gang verändern würde und die bequeme Gehgeschwindigkeit auf etwa die Hälfte dessen begrenzt, was wir auf der Erde erreichen. Über Generationen hinweg könnten skelettale und muskuläre Anpassungen Menschen hervorbringen, die physisch nicht in die Gravitationsfalle der Erde zurückkehren können. Die Science-Fiction nickt gelegentlich zu dieser Möglichkeit, geht aber selten auf die tiefgreifenden Auswirkungen auf eine Spezies ein, die sich möglicherweise effektiv in zwei Gravitationspopulationen aufteilt.
Eine Atmosphäre, die Sie töten will
Die Marsatmosphäre besteht zu etwa fünfundneunzig Prozent aus Kohlendioxid, mit Spuren von Stickstoff und Argon. Es liefert im Wesentlichen keinen atembaren Sauerstoff und übt so wenig Druck aus, dass ungeschützte Exposition das Blut eines Menschen bei Körpertemperatur zum Sieden bringt. Das ist keine Metapher. Der niedrige Luftdruck bedeutet, dass der Siedepunkt von Blut unter siebenunddreißig Grad Celsius fällt.
Filme wie The Martian bekommen einige Dinge richtig und zeigen den Protagonisten in einem druckbeaufschlagten Habitat und Raumanzug. Aber sie nehmen immer noch Freiheiten, wie die Darstellung eines Marsstaubs Sturmes, der ein Raumschiff physisch umwerfen kann. In Wirklichkeit üben Marswinde, selbst mit höchster Geschwindigkeit, aufgrund der dünnen Atmosphäre so wenig Kraft aus, dass sie eine Flagge kaum flattern würde. Die echte Atmosphären Gefahr ist nicht Wind, sondern die ständige, unsichtbare Bedrohung der Druckentlastung.
Jede Lücke im Habitat, wie gering auch immer, wäre katastrophal. Die Aufrechterhaltung einer druckbeaufschlagten Umgebung über Jahre und Jahrzehnte in mehreren Strukturen mit der ständigen Abnutzung von Marsstaub stellt eine Herausforderung dar, die die Science-Fiction mit einer Montage oder einer kurzen Szene des Lochens ignoriert.
Das Perchlorat-Problem und der Traum von der Marslandwirtschaft
Eine der am liebsten Szenen in The Martian beinhaltet den Charakter von Matt Damon, der Kartoffeln in Marserde mit einer Kombination von Erdbakterien und menschlichen Abfällen anbaut. Es ist ein Sieg der Erfindungsgabe und macht großartige Filme. Es ist auch tiefgreifend irreführend.
Der Marserde ist mit Perchlorsäuren in Konzentrationen von etwa ein halbes Prozent bis ein Prozent gesättigt. Diese chlorbasierten Verbindungen sind giftig für Menschen, da sie die Schilddrüsenfunktion stören und die Iodaufnahme und den Stoffwechsel beeinträchtigen. Das einfache Einpflanzen von Kulturen in Marserde würde keine Nahrung erzeugen. Es würde Gift erzeugen.
Forscher haben Methoden zur Entgiftung des Marsbodens untersucht, darunter das Waschen und Schrubben von Regolith in Kombination mit mykorrhizalen Pilzen, die bis zu neunzig Prozent der Perchorate entfernen können. Selbst mit dieser Behandlung sind die Erträge bescheiden. Studien deuten darauf hin, dass behandelte Marserde etwa fünf Kilogramm Kartoffeln pro Quadratmeter erzeugen könnte, was vielversprechend klingt, bis Sie die Infrastruktur in Betracht ziehen, die erforderlich ist, um genug Boden zu verarbeiten, um selbst eine kleine Kolonie zu versorgen.
Realistischere Ansätze beinhalten Aeroponik und Hydrokultur, Anbau von Pflanzen ohne Boden überhaupt, using nährstoffreiche Wasser oder Nebel in kontrollierten Umgebungen. Diese Systeme könnten theoretisch etwa ein Kilogramm Nahrung pro Person pro Tag erzeugen, erfordern jedoch erhebliche Energie, Wasser und Wartung, alles sind seltene Güter auf dem Mars.
Wasser: Reichlich in der Theorie, flüchtig in der Praxis
Der Mars hat Wasser, hauptsächlich in unterirdischen Eislagem und polaren Eiskappen gebunden. Die Science-Fiction stellt die Wasserbeschaffung normalerweise als gelöstes Problem dar, möglicherweise mit einem Brunnen oder einem einfachen Extraktionsgerät. Die Realität ist erheblich komplizierter.
Das Extrahieren von Wasser aus Marseis erfordert energieintensive Erwärmung des Regolith oder direktes Graben von Eislagem, gefolgt von umfassender Reinigung, um Perchorate und andere Verunreinigungen zu entfernen. Jeder Tropfen Wasser auf dem Mars müsste dreifach als Trinkwasser, landwirtschaftliche Bewässerung und Rohstoff für die Sauerstofferzeugung durch Elektrolyse dienen. Die erforderlichen Recycling-Systeme müssten mit Wirkungsgraden funktionieren, die weit über das hinausgehen, was derzeit auf der Internationalen Raumstation eingesetzt wird.
Die psychologische Last der Marsisolation
Vielleicht ist die am wenigsten erkundete Herausforderung in der Science-Fiction die psychologische Auswirkung des Marslebens. Die Kommunikationsverzögerungen zur Erde liegen zwischen vier und vierundzwanzig Minuten auf einem Weg, was bedeutet, dass eine Echtzeit-Konversation unmöglich ist. Die Kolonisten würden in einer Weise wirklich isoliert sein, die noch keine menschliche Gemeinschaft erlebt hat.
Analogstudien, in denen Freiwillige in simulierten Marshabitaten lebten, dokumentierten einen kognitiven Rückgang von fünfzehn Prozent während längerer Isolationsperioden. Depression, zwischenmenschliche Konflikte und ein Phänomen, das Forscher "Drittquartals-Syndrom" nennen, ein motivationaler Zusammenbruch ungefähr drei Viertel durch eine Mission, sind durchgehend Befunde in jeder jemals durchgeführten Langzeitisolationsstudie.
Virtual-Reality-Simulationen von Erdumgebungen haben Versprechungen gezeigt, bis zu siebzig Prozent der Stimmungsmessungen wiederherzustellen, aber dies sind Notlösungen. Die grundlegende Frage, ob Menschen ihre psychologische Gesundheit bewahren können, während sie in einer öden, feindlichen Welt Millionen Kilometer von allem, was sie je kannten, leben, bleibt unbeantwortet.
Der ehrliche Weg nach vorne
Nichts davon bedeutet, dass die Marsbesiedelung unmöglich ist. Es bedeutet, dass es viel schwieriger ist, als die Science-Fiction uns glauben lässt. Die Herausforderungen sind real, zusammenhängend und in einigen Fällen noch schlecht verstanden. Das Lösen des Strahlungsproblems ist sinnlos, wenn die Lebensmittelversorgung fehlschlägt. Die Verbesserung der Wasserextraktion ist irrelevant, wenn Kolonisten psychologische Zusammenbrüche erleiden.
Was die Science-Fiction über den Mars falsch macht, ist nicht der Traum selbst, sondern der Zeitplan und die Schwierigkeit. Zum Mars zu gehen ist ein Ingenieurproblem mit bekannten Lösungen. Ein ganzes Leben auf dem Mars zu überleben und eine Zivilisation zu bauen, die Generationen überdauern kann, ist eine wissenschaftliche, medizinische und psychologische Herausforderung einer grundlegend anderen Ordnung. Experten stimmen darin überein, dass die Menschheit letztendlich den Mars erreichen wird. Sie wollen nur, dass wir verstehen, was das wirklich erfordern wird.
Dieser Artikel basiert auf Berichten von Space.com. Originalartikeln lesen.
