Die Terraformung des Mars ist mit diesem Ansatz gerade realistischer geworden

Die Menschen haben sich gefragt, ob wir das Klima des Mars verändern können, um es für Menschen bewohnbar zu machen, und wir könnten der Beantwortung dieser Frage näher denn je sein.

Der Mars, einer der beiden erdnächsten Nachbarn zusammen mit der Venus, ist der vierte Planet von der Sonne. Man kann ihn leicht am Nachthimmel erkennen, da er als heller roter Punkt leuchtet.

Der Mars ist trocken, kalt und felsig, mit einer dünnen Atmosphäre und einem sehr niedrigen Oberflächendruck. Diese Faktoren erschweren es dem Planeten, flüssiges Wasser zu unterstützen, da jedes Oberflächenwasser schnell verdampft oder gefriert.

Der Mars ist jedoch nicht völlig wasserlos. Vor Milliarden von Jahren ermöglichte die wärmere und dichtere Atmosphäre des Planeten das Fließen von Wasser, was sich in Flussbetten, Seesedimenten, Deltas und wasserveränderten Gesteinen zeigt, die jetzt unter dem Boden gefroren sind. Eine kürzlich in Proceedings of the National Academy of Sciences veröffentlichte Studie legt nahe, dass enorme Wassermengen in einer Tiefe von 11,5 bis 20 Kilometern unter der Marsoberfläche eingeschlossen sein könnten.

Dieses Grundwasser könnte potenziell ganze Ozeane füllen und den Planeten bis zu einer Tiefe von ein bis zwei Kilometern bedecken.

“Wir haben keine Hinweise auf Leben auf dem Mars gefunden, aber zumindest haben wir einen Ort identifiziert, der prinzipiell Leben unterstützen könnte.”

– Michael Manga, der leitende Autor der Studie von der University of California (UC)

Das Verständnis des Wasserkreislaufs des Planeten ist “kritisch”, um die Entwicklung des Klimas, der Oberfläche und des Inneren des Mars zu begreifen.

Diese Entdeckung wurde durch Daten des NASA‑Insight‑Landers ermöglicht, der 2018 zum Mars geschickt wurde. Während seiner vierjährigen Mission zeichnete Insight unschätzbare Informationen über die innere Struktur des Planeten auf, darunter Meteoriteneinschläge, Erdbeben bis zu einer Stärke von 5 und Vibrationen aus vulkanischen Gebieten. Diese seismischen Ereignisse erzeugten Wellen, die Geophysikern erlaubten, das Innere des Mars zu untersuchen.

Mit einem mathematischen Modell der Gesteinsphysik kamen Wissenschaftler zu dem Schluss, dass die seismischen Daten von Insight eine tiefe Schicht aus zerbrochenem magmatischem Gestein anzeigen, die mit flüssigem Wasser gesättigt ist.

Allerdings befindet sich dieses Wasser in winzigen Rissen und Poren in der Mitte der marsianischen Kruste, was seine Nützlichkeit für die Versorgung einer zukünftigen Marskolonie mit Wasser einschränken könnte.

Möglichkeiten, den Mars bewohnbar zu machen, suchen

In den letzten Jahrzehnten wurden zahlreiche Methoden vorgeschlagen, den Mars zu terraformen. 1971 schlug Carl Sagan vor, die nördlichen Polkappen zu verdampfen, um die Wahrscheinlichkeit von flüssigem Wasser auf dem Planeten erheblich zu erhöhen. Forschungen, die 2018 von der NASA finanziert wurden, ergaben jedoch, dass die Verarbeitung aller verfügbaren Quellen auf dem Mars den atmosphärischen Druck nur auf etwa 7 % des Erddrucks erhöhen würde, was immer noch nicht ausreicht, um den Planeten bewohnbar zu machen.

Obwohl der Mars über reichlich Kohlendioxid verfügt, würde das Abbauverfahren nur einen atmosphärischen Druck von etwa 10–14 % des Erddrucks erzeugen, was zu einer durchschnittlichen Temperaturerhöhung von 10 Grad Celsius führt. Die Oberfläche des Mars hat durchschnittlich etwa -80 Grad Fahrenheit.

Vor einigen Jahren schlugen Forscher der Harvard University vor, den Planeten für Menschen mit Silica‑Aerogel geeignet zu machen, einem leichten und transparenten Feststoff, der den Treibhauseffekt der Erdatmosphäre nachahmt.

Dafür schlugen die Forscher einen Silica‑Aerogel‑Schild mit einer Dicke von zwei bis drei Zentimetern vor. Dieser Schild lässt genügend sichtbares Licht durch, um die Temperatur dauerhaft über den Schmelzpunkt des Wassers zu erhöhen, blockiert zudem gefährliche ultraviolette Strahlung und ermöglicht Photosynthese. All dies wird erreicht, indem die Wärme im Boden eingeschlossen wird, ohne dass eine interne Wärmequelle erforderlich ist.

Diese Forschung wurde von den Eiskappen des Mars inspiriert, die Wassereis und CO₂ in gefrorener Form enthalten. Ähnlich wie die gasförmige Form von CO₂ lässt die gefrorene Form Sonnenlicht durch, während sie Wärme zurückhält und im Sommer unter dem Eis Wärmepolster erzeugt.

Allerdings erfordert diese Methode enorme Mengen an Silica‑Gel, die hergestellt und dann zum Mars transportiert werden müssen.

Wasser ist jedoch nicht das einzige Problem auf dem Mars. Die Atmosphäre muss ebenfalls für Menschen atembar gemacht werden. Der Perseverance‑Rover der NASA hat das Ziel, CO₂ in Sauerstoff umzuwandeln, und seit seiner Ankunft auf dem Mars im Februar 2021 hat dieses Gerät produziert 4,3 Unzen Sauerstoff.

Eine weitere Mars‑Mission hat gezeigt, dass der Rote Planet weiterhin seine Atmosphäre verliert, weil ihm ein schützendes Magnetfeld fehlt. Da der Sonnenwind ständig die Atmosphäre und das Wasser des Mars abträgt, bräuchte der Planet ein Magnetfeld von 10.000 bis 20.000 Gauss, um sich wirksam zu schützen. Leider existiert die dafür notwendige Technologie noch nicht.

Die Terraformung des Mars ist eindeutig eine spannende, aber schwierige Aufgabe, die mit unserer heutigen Technologie unmöglich zu sein scheint. Dennoch erforschen Wissenschaftler weiterhin neue Methoden, und eine bahnbrechende Studie hat einen neuen Ansatz gefunden, um den Mars lebensfreundlicher zu machen.

Klicken Sie hier, um mehr über Weltraumnahrung zu erfahren, die uns dabei helfen wird, die nächste Welle von Pionieren der Menschheit zu ernähren.

Marsstaub verwenden, um ihn für mikrobielles Leben geeignet zu machen

Veröffentlicht in Science Advances Anfang dieses Monats zeigte die Studie, durchgeführt von Forschern der Northwestern University, der University of Chicago und der University of Central Florida, dass ein Drittel der Marsoberfläche flach vergrabenes H2O enthält, aber zu kalt für Leben bleibt. 

Um den Planeten zu erwärmen, haben Wissenschaftler Strategien vorgeschlagen, die denen auf der Erde ähneln, indem sie Material in die Atmosphäre freisetzen, um den natürlichen Treibhauseffekt zu verstärken.

Allerdings erfordert dieser Prozess eine große Menge an Zutaten, die auf der Marsoberfläche einfach nicht in ausreichender Menge vorhanden sind. Die neue Studie fand heraus, dass stattdessen etwas, das auf dem Mars leicht verfügbar ist, genutzt werden kann.

Die Idee ist, speziell entwickelte Staubpartikel zu verwenden, die den Mars um mehr als 50 Grad Fahrenheit (10 Grad Celsius) erwärmen können, um die Temperaturen des Planeten auf ein Niveau zu bringen, das für mikrobielles Leben geeignet ist.

Ähnlich wie natürlicher Staub können diese entwickelten Staubpartikel hoch in die Atmosphäre getragen werden, wodurch eine Verteilung von der Nähe der Oberfläche aus möglich ist.

Ein großer Schritt in Richtung Bewohnbarkeit des Mars: Diese Methode, die zwar Jahrzehnte umfasst, ist über 5.000‑mal effizienter als frühere Verfahren, um den Mars zu erwärmen. Diese logistisch einfachere und kostengünstige Strategie ermöglicht es uns, die Umwelt des Roten Planeten zu verändern, indem wir Ressourcen nutzen, die bereits auf dem Mars vorhanden sind, sodass kein Abbau seltener planetarer Ressourcen oder deren Import von der Erde erforderlich ist.

Die Studie besagt, dass ein kontinuierliches Freisetzen des Staubs mit 30 Litern pro Sekunde den gesamten Planeten um ≳30 Kelvin erwärmen würde, was bedeutet, dass das Eis zu tauen beginnt. Dies zeigt, dass wenn das Material in großem Maßstab auf dem Mars hergestellt oder geliefert werden kann, dann der Planet endlich erwärmt werden könnte, um ihn bewohnbar zu machen. Laut dem korrespondierenden Autor der Studie, Edwin Kite, außerordentlicher Professor für geophysikalische Wissenschaften an der University of Chicago (UIC):

“Das deutet darauf hin, dass die Hürde, den Mars zu erwärmen, um flüssiges Wasser zu ermöglichen, nicht so hoch ist, wie bisher angenommen.”

Das ist jedoch nur der Anfang, da die dünne Marsatmosphäre immer noch nicht atembar ist. Dennoch legt die Schaffung einer Umgebung, die für Mikroben bewohnbar ist und die allmählich Sauerstoff in die Atmosphäre bringen könnten, definitiv das Fundament.

Ein Schritt näher an einer nachhaltigen menschlichen Präsenz auf dem Mars

Der reichlich vorhandene Staub auf dem Mars, der reich an Aluminium und Eisen ist, kann den Planeten nicht allein erwärmen. Größe und Zusammensetzung des Staubs bewirken, dass er statt den Planeten zu erwärmen die Oberfläche leicht abkühlt.

In der neuesten Studie vermuteten die Forscher, dass, wenn Staubpartikel mit unterschiedlichen Formen oder Zusammensetzungen entwickelt werden, die Wärme effizienter eingeschlossen werden kann. Daher entwarfen die Forscher Partikel in Form kurzer Stäbe. Diese etwa 9 Mikrometer langen Nanopartikel haben die Größe von handelsüblichem Glitzer.

Die Nanoröhren wurden entwickelt, um thermisches Infrarot zu blockieren und Sonnenlicht effektiv auf die Oberfläche zu streuen. Diese Eigenschaften verstärken den natürlichen Treibhauseffekt des Mars und erwärmen den Planeten mehr als 5 × 10³‑mal effektiver als die besten Gase. Laut der leitenden Autorin Samaneh Ansari, Doktorandin an der Northwestern University in der Gruppe von Professor Hooman Mohseni:

“Wie Licht mit Objekten unterhalb der Wellenlänge interagiert, ist faszinierend. Wichtig ist, dass die Entwicklung von Nanopartikeln zu optischen Effekten führen kann, die weit über das konventionell von solch kleinen Partikeln erwartet wird hinausgehen.”

Wenn die Partikel kontinuierlich in die Atmosphäre des Mars freigesetzt werden, deuten Berechnungen auf einen Temperaturanstieg von über 50 Grad Fahrenheit hin. Diese wärmere Atmosphäre könnte bereits innerhalb von Monaten spürbar werden. Um die Erwärmung umzukehren, kann die Freisetzung der Partikel gestoppt werden, und der Effekt würde sich umkehren und innerhalb weniger Jahre aufhören.

Es gibt jedoch noch viel mehr zu tun, da Mitautor Mohseni glaubt, dass wir Nanopartikel herstellen können, die nicht nur eine höhere Effizienz besitzen, sondern sogar ihre optischen Eigenschaften “dynamisch ändern” können.

Wie Kite feststellte:

“Man bräuchte immer noch Millionen Tonnen, um den Planeten zu erwärmen, aber das ist fünftausendmal weniger als bei früheren Vorschlägen, den Mars global zu erwärmen.”

Diese Methode würde jedes Jahr 2 Millionen Tonnen Partikel erfordern. Mehrere Faktoren sind noch unbekannt. Beispielsweise haben Wissenschaftler noch nicht ermittelt, wie schnell die Partikel aus der Atmosphäre verschwinden würden. Da der Mars Wolken und Wasser hat, ist es möglich, dass das Wasser einfach als Regen zurückfällt, wenn der Planet erwärmt und das Wasser um die Partikel kondensiert.

“Klima‑Rückkopplungen sind wirklich schwer exakt zu modellieren,” erklärte Kite und betonte die Notwendigkeit weiterer Daten nicht nur vom Mars, sondern auch von der Erde. “Wir müssten langsam und reversibel vorgehen, um sicherzustellen, dass die Effekte wie beabsichtigt funktionieren,” fügte er hinzu.

Es ist bemerkenswert, dass der Fokus der Studie darauf lag, den Mars auf ein Niveau zu erwärmen, das für mikrobielles Leben geeignet ist, und nicht darauf, ihn für Menschen atembar zu machen.

Dennoch stellt diese innovative Terraformungs‑Idee einen bedeutenden Fortschritt in der Forschung dar, der die Lücke zwischen dem derzeitigen Habitabilitätszustand des Mars und dem, was wir für möglich halten, verringert. Darüber hinaus eröffnet sie neue Wege für die Erkundung, und wie Kite vorschlägt, könnten wir “einen Schritt näher an dem seit langem gehegten Traum sein, eine nachhaltige menschliche Präsenz auf dem Mars zu etablieren.”

Unternehmen, die an Marsmissionen arbeiten

Der Mars zieht nicht nur Forscher, sondern auch Unternehmen an, die Aufwand und Kapital investieren, um den Planeten zu verstehen, zu erkunden und für Menschen bewohnbar zu machen. Unternehmen wie Boeing, Virgin Galactic (SPCE ) und Northrop Grumman (NOC ) waren an der Weltraumerkundung, Marsmissionen, der Zusammenarbeit mit der NASA oder der Entwicklung der Infrastruktur für eine Marskolonie beteiligt. Werfen wir also einen Blick auf einige prominente Namen in diesem Bereich.

#1. SpaceX 

Gegründet von Elon Musk, ist SpaceX (SPCX ) an der Spitze der Entwicklung von Technologien, um Menschen zum Mars zu transportieren. Seit Jahren teilt Musk seinen Plan, den Mars zu kolonisieren, und nutzt seine Mittel, um diese Pläne zu finanzieren, da “die Errichtung einer autarken Stadt auf dem Mars viele Ressourcen erfordern wird.” Er glaubt, “es gibt eine hohe Dringlichkeit, das Leben multi‑planetar zu machen.”

Im Jahr 2015 teilte Musk seine Pläne, den Mars bewohnbar zu machen, die beinhalteten, ihn zu nuklearisieren und zwei kleine pulsierende Sonnen über den Polen zu erzeugen, um ihn zu erwärmen. Bei SpaceX arbeiten die Mitarbeiter derzeit an einem Mars‑Stadtplan, während ihr Starship‑Raumschiff zusammen mit seiner Super‑Heavy‑Rakete für interplanetare Reisen konzipiert ist, was das Unternehmen zu einem Schlüsselakteur für zukünftige Marsmissionen macht.

Was die Finanzen von SpaceX angeht, wird berichtet, dass das Unternehmen laut einem WSJ‑Bericht $55 Mio. Gewinn bei $1,5 Mrd. Umsatz erzielt hat. Dies erfolgte, nachdem für das Jahr 2022 Gesamtausgaben von $5,2 Mrd. gemeldet wurden, während sich der Umsatz auf $4,6 Mrd. verdoppelte. Berichten zufolge wissen nicht alle Investoren von SpaceX über die Verluste oder Gewinne des Unternehmens Bescheid, da “viele SpaceX‑Investoren ihre Beteiligungen als langfristige Wette ansehen” und “nicht darauf bedacht sind, Ergebnisse zu sehen.”

#2. Lockheed Martin

Dieser Rüstungsgigant war beteiligt an den Marsmissionen der NASA, einschließlich der Entwicklung von Raumfahrzeugen und Technologien für Marskolonisierungsbemühungen. 1965 lieferte Mariner 4, gestartet mit einer Lockheed Atlas‑Agena‑D‑Rakete, Nahaufnahmen des Mars. Das Unternehmen arbeitete später mit der NASA am Mars‑Raumfahrzeug Phoenix Mars Lander zusammen.

Lockheed plant außerdem, in einem Jahrzehnt Menschen zum Mars zu schicken, mittels seines Mars Base Camp. Unter diesem Konzept werden Astronauten von der Erde zu einem marsumlaufenden Wissenschaftslabor transportiert, um in Echtzeit wissenschaftliche Erkundungen durchzuführen und den idealen Landeort für Menschen auf seiner Oberfläche zu bestimmen.

Dieses börsennotierte Unternehmen hat eine Marktkapitalisierung von $133,34 Mrd., seine Aktien werden derzeit zu $559,42 gehandelt, ein Anstieg von 23,43 % im laufenden Jahr (YTD). Lockheed hat ein EPS (TTM) von 27,58 und ein KGV (TTM) von 20,29 bei einer Dividendenrendite von 2,25 %.

Für die Ergebnisse des zweiten Quartals meldete das Unternehmen einen Anstieg des Nettoumsatzes um 9 % auf $18,1 Mrd. Da die geopolitischen Spannungen zunehmen und der Krieg zwischen Russland‑Ukraine und Israel‑Palästina andauert, erwartet Lockheed für das Jahr 2024 einen Nettoumsatz von $70,5 Mrd. bis $71,5 Mrd. Für den Rüstungsauftraggeber bleibt die F‑35 die höchste Priorität, während potenzielle Bestellungen für 300 F‑16‑Jets aus den Philippinen, der Türkei und Thailand gesehen werden.

Fazit

Science‑Fiction hat die Idee der Terraformung des Mars, um die menschliche Zivilisation zu unterstützen, durchdrungen, und wie die neuesten Forschungen zeigen, könnte diese Idee in nicht allzu ferner Zukunft Realität werden. 

Im Laufe der Jahre sind Vorschläge entstanden, den Planeten zu erwärmen, ihm zu ermöglichen, flüssiges Wasser zu erhalten, den Anbau von Feldfrüchten zu erlauben und Menschen das Atmen zu ermöglichen. Bisher bleiben all dies nur Ideen und Vorschläge. Dennoch steigt mit der Zeit die Machbarkeit der Terraformung erheblich, und damit werden die Hürden, den Mars bewohnbar zu machen, reduziert. 

Wenn wir den Roten Planeten besser verstehen und die Technologie voranschreitet, werden sich autarke Umgebungen bilden, die schließlich eine langfristige menschliche Präsenz auf dem Mars ermöglichen und neue Möglichkeiten und Chancen für die Menschheit schaffen.

Klicken Sie hier, um mehr über die zukünftige weltraumbasierte Wirtschaft zu erfahren.