Die Horizon-Sonde ist dabei, sich dem Zwergplaneten Pluto am nächsten zu nähern, nachdem sie eine neunjährige, drei Milliarden Meilen lange Reise absolviert hat. Pluto ist so weit entfernt, dass es im Kuipergürtel liegt, einer Region des Sonnensystems jenseits der Planeten. Dies erhöht die Möglichkeit, dass die Raumfahrt eines Tages grenzenlos sein könnte.
Im Moment sind jedoch alle Augen auf den Mars gerichtet, eine nur 180-tägige Reise und ein mögliches Ziel für eine zukünftige menschliche Kolonie., Und das ist nicht nur Science-Fiction—das Weltraumrennen hat bereits begonnen.
Mars One
Die Mars One-Siedlung
Ein Beispiel ist die niederländische Firma Mars One, die plant, eine Einwegreise mit vier Astronauten zum Mars zu starten und 2027 zu landen. Weitere Besatzungen werden sich ihnen alle zwei Jahre anschließen, um eine Kolonie zu bilden. Skeptiker lehnen Mars One weitgehend als Stunt ab, aber ein tragfähigerer Vorschlag ist der Orion der Nasa, die erste Mission seit Apollo, die Menschen in den Weltraum bringen soll. Eine Rückreise zum Mars ist für die 2030er Jahre geplant.,
In Vorbereitung darauf untersuchen die Nasa und die Europäische Weltraumorganisation (ESA) den Mars mit einer Vielzahl von Raumfahrzeugen, um das Rätsel zu lösen, wie der Mars den größten Teil seiner Atmosphäre verloren hat. Im Jahr 2021 wird der Rover der Nasa eine experimentelle Wetterstation auf dem Mars und ein Gerät zur Umwandlung von Kohlendioxid in Sauerstoff testen.
Vieles wurde bereits entdeckt. Zwei der aufregendsten Funde in diesem Jahr betreffen Wasser, einen der lebenswichtigen Bestandteile des Lebens, wie wir es kennen., Mit leistungsstarken Infrarotteleskopen haben Nasa-Wissenschaftler bestätigt, dass der Mars einst mehr Wasser hatte als der Arktische Ozean, und einige davon sind in Mars-Polkappen eingeschlossen. Das Hubble-Weltraumteleskop entdeckte unterdessen noch mehr Wasser unter der Oberfläche von Jupiters größtem Mond Ganymed—ein weiteres zukünftiges Weltraumziel.
Wie kommen wir zum Mars?
Am weitesten haben wir Astronauten zum Mond geschickt, etwa 240.000 Meilen entfernt. Dies ist ein kleiner Brut im Vergleich zur 35-Millionen-Meilen-Reise zum Mars. Das Erreichen des roten Planeten erfordert ernsthafte Hardware., Die Nasa wird ihre neue Schwerlastrakete Space Launch System (SLS) einsetzen, um Orion-die neue Generation von Raumfahrzeugen—in den Weltraum zu treiben. Die SLS ist leistungsfähiger als jede vorherige Rakete und schießt über 8,4 Millionen Pfund Schub, gleich 135 Boeing 747s. Die Computer, auf denen die Software auf Orion läuft, haben die Fähigkeit, 480 Millionen Anweisungen pro Sekunde zu verarbeiten.
Es gibt Spekulationen, dass Astronauten während der Reise zum Mars in einen „Hyperschlaf“ (ein therapeutisches Koma) versetzt und intravenös am Leben gehalten werden, um Ressourcen zu schonen., Obwohl ein beliebter Trope von Science-Fiction-Filmen, Experten halten dies für unwahrscheinlich.
Wie werden wir Leben?
Der Mensch braucht selbsttragendes Wasser, Nahrung und Sauerstoff, um auf dem Mars zu überleben. Das Extrahieren von Wasser, das in Eis eingeschlossen ist, wird entscheidend sein, aber mit der jüngsten Entdeckung von fließendem Wasser auf dem Mars ist es möglicherweise nicht allzu schwierig.
Die Nasa entwickelt ein Baggergerät namens RASSOR (Regolith Advanced Surface Systems Operations Robot), mit dem Wasser, Eis und Kraftstoff aus Planetenboden abgebaut werden können. Mars One plant auch, einen Wasserabzieher zu schicken, um den Boden zu erhitzen, bis das Wasser verdunstet ist., Das Wasser wird dann kondensiert und gelagert, der trockene Boden ausgestoßen und der Vorgang wiederholt. Mars One behauptet, dass seine Astronauten jeden Tag 50 Liter recycelbares Wasser haben werden.
Lebensmittel müssen angebaut und geerntet werden, aber die Landwirtschaft im Weltraum ist nicht einfach. Sie können keine Pflanzen in die Erde plonen und auf Wasser streuen, da in der Schwerelosigkeit freier Boden und Wasser herumfliegen und „das Innere des Raumfahrzeugs verschmutzen“, warnt Dr. Anna-Lisa Paul, Expertin für Molekular-und Zellbiologie an der Universität von Florida.,
„Pflanzen können im Weltraum angebaut werden, aber alle erfordern das Management von Gasen, Wasser und einem wachsenden Substrat“, sagt Dr. Paul, der die Verwendung von Arabidopsis (Thale oder Mausohr-Kresse) auf der Internationalen Raumstation untersucht hat. Die Ernte ist perfekt für den Mars, der auf einer kleinen Petrischale wachsen kann und eng mit Gemüse wie Brokkoli und Rettich verwandt ist. Es reift schnell und Wissenschaftler kennen bereits seinen vollständigen genetischen Code.,
Es werden spezielle Anbausysteme benötigt, wie zum Beispiel VEGGIE (the Vegetable Production System project), eine mikrowellengroße Kammer, in der Pflanzen Kohlendioxid und Dünger mit kontrollierter Freisetzung erhalten, und Ventilatoren, die die Luft umrühren (schwere Gase sinken und leichte steigen auf der Erde auf, aber im Weltraum passiert das nicht).
Lebensmittel können auch „gedruckt“ werden. Die Nasa arbeitet mit Systems & Material Research Corporation (SMRC) zusammen, um einen 3D-Drucker zu entwickeln, mit dem Protein, Stärke und Fett in Aromen und Nährstoffen in Formen und Mikrostrahlen umgewandelt werden können., David J Irvin, Direktor von SMRC, prognostiziert, dass es 25 bis 50 Grundnahrungsmittel geben wird, einschließlich Brot und Gebäck.
„Wir versuchen nicht, für out-of-dieser-Welt entwickelt“, sagt Irvin. „Die Lebensmittelform ist praktisch, um gleichmäßige Garzeiten und effiziente Verarbeitungszeiten zu gewährleisten. So wird Pizza wie Pizza und Kekse wie Kekse aussehen. Wir planen nicht für Michelin-Sterne-Essen-nur gesunde und nahrhafte Mahlzeiten.“
Bei Mars One wurde unterdessen vorgeschlagen, dass die Kolonisten menschliche Abfälle recyceln könnten, um Nährstoffe für ihre Pflanzen bereitzustellen, und ihre Ernährung könnte Insekten und Algen enthalten.,
Pflanzen können auch zur Sauerstofferzeugung verwendet werden. Dr. Paul behauptet, eine Bank von photosynthetischen Organismen (wie Grünalgen) könnte für diese Aufgabe verwendet werden. Die Nasa plant auch, das Kohlendioxid, das die dünne Marsluft dominiert, mit MOXIE in Sauerstoff umzuwandeln-eine Maschine, die in der Lage ist, eine dreiviertel Unze Sauerstoff pro Stunde zu produzieren. Bei Erfolg wird ein größeres Gerät zwei Jahre vor der Landung von Astronauten auf dem Mars gestartet, um Sauerstoff für die menschliche Atmung und für Raketentreibstoff zu produzieren.
Physische und psychische Auswirkungen
Die Raumfahrt enthält eine Gesundheitswarnung., Mit der Internationalen Raumstation (ISS) als Testbett hat der Element Scientist Professor Peter Norsk vom Human Research Program der Nasa einige der physikalischen Herausforderungen untersucht, denen Astronauten gegenüberstehen werden.
Unser Körper arbeitet anders im Raum—auch so wie unser Blut fließt. Auf der Erde zieht die Schwerkraft Körperflüssigkeiten nach unten, aber im Weltraum passiert das nicht, so dass das Herz härter arbeiten muss, um mehr Blut und mehr Flüssigkeiten im Kopf auszupumpen und zusätzlichen Druck auf die Augen auszuüben., Russische Kosmonauten legen ihren Körper in Niederdruckkästen, um Blut in die Beine zu ziehen und Armbänder um ihre Oberschenkel und Oberarme zu tragen, damit sich Blut in den Venen der Gliedmaßen ansammelt. Die Nasa testet derzeit die Wirksamkeit dieser.
Astronauten auf der ISS machen täglich zwei Stunden Aerobic -, Widerstands-und Laufbandübungen, um die Auswirkungen der Schwerelosigkeit abzuwehren, was zu schneller Knochen-und Muskelverschwendung führt. Professor Norsk sagt, dass die gleiche Gegenmaßnahme auf dem Mars angewendet wird, der etwa ein Drittel der Schwerkraft der Erde hat., Die Verwendung des Osteoporosemedikaments Bisphosphonat zur Verhinderung von Knochenmassenverlust ist eine weitere Option, und die künstliche Schwerkraft wird mit einem Zentrifugenspinngerät getestet.
Die Ernährung wird ebenfalls wichtig sein, und Wissenschaftler untersuchen Lebensmittel, die die Knochengesundheit schützen und reich an Antioxidantien sind, um die Immunität zu stärken. Der Weltraum spielt Chaos mit dem Immunsystem—Blutplasmaproben, die Astronauten vor und nach einer Reise entnommen wurden, zeigen, dass einige Zellen bei Bedarf nicht einspringen und latente Viren wie Windpocken wecken, während andere überaktiv sind und Allergiesymptome verursachen.,
Neben körperlichen Herausforderungen kann die Isolation, Eingrenzung und der Verlust der Privatsphäre, die mit einer langen Raumfahrt verbunden sind, psychische Probleme wie Depressionen hervorrufen.
Im März werden der amerikanische Astronaut Scott Kelly und der russische Kosmonaut Michail Kornienko zu einer „einjährigen Mission“ auf der ISS aufbrechen, bei der eine Vielzahl von psychologischen Tests stattfinden wird, um zu sehen, wie sie geistig zurechtkommen., Die Nasa verfolgt auch eine virtuelle Raumstation und verwendet ein Virtual-Reality-Headset, um beruhigende Geräusche, Gerüche und Bilder zu senden und Zugang zu einem virtuellen Therapeuten und einem selbstverwalteten Depressionsbehandlungsprogramm zu bieten.
Technische Herausforderungen
Untersuchung der Daten des Orion nach seinem erfolgreichen Test
Die technischen Versuche, den Mars zu erreichen und zu bewohnen, sind immens, aber die vielleicht größte Herausforderung ist die Bedrohung durch Strahlung., Astronauten, die über die Erdumlaufbahn hinaus reisen, befinden sich außerhalb des Schutzschildes der Erdatmosphäre und des Magnetfeldes und setzen sie galaktischen kosmischen Strahlen aus, die die DNA schädigen und das Krebsrisiko erhöhen.
Die Nasa verbietet ihren Astronauten, ihre Wahrscheinlichkeit, an Krebs zu sterben, um mehr als drei Prozent zu erhöhen, aber mindestens ein Experte hat geschätzt, dass die Exposition gegenüber Strahlung auf dem Mars das Leben eines Astronauten um 15 bis 24 Jahre verkürzen könnte.,
Die Nasa räumt ein, dass es „unzureichende Kenntnisse über die gesundheitlichen Auswirkungen von Strahlung, die Umgebung der Weltraumstrahlung und die Wirksamkeit von Gegenmaßnahmen“ gibt, um die Expositionsgrenzen der Besatzung für ausgedehnte Mond-und Marsmissionen zu empfehlen.
Bisher ist geplant, Raumfahrzeuge und Lebensräume abzuschirmen, um die Menschen im Inneren zu schützen. Orion verfügt über Strahlungssensoren und wird die bereits an Bord befindliche Masse verwenden, um die Materialmenge (einschließlich Ausrüstung, Vorräte, Start-und Wiedereintrittssitze) zu maximieren, die zwischen der Besatzung und der äußeren Umgebung platziert werden kann.,
Das Mars One Living Quarters wird mit 16 Fuß Erde bedeckt sein, um die Bewohner vor kosmischer Strahlung zu schützen. Ihre Wissenschaftler sagen, dass dies den gleichen Schutz wie die Erdatmosphäre bieten wird.
Ethische Fragen
Im Juni letzten Jahres hat der Ausschuss für menschliche Raumfahrt des National Research Council unter dem Vorsitz von Jonathan Lunine, Professor für Planetenwissenschaft an der Cornell University, vor dem US-Kongress ausgesagt, dass Menschen den Weltraum weiter erforschen sollten, aber für Jahrzehnte wären Mittel erforderlich, um den Mars zu erreichen., Ein solches Programm wird aber hunderte Milliarden kosten. Kann der Aufwand gerechtfertigt sein?
„Keine einzige Begründung rechtfertigt ein menschliches Raumfahrtprogramm“, sagt Professor Lunine. „Es ist das Aggregat. Die menschliche Raumfahrt bietet eine breite Palette von Vorteilen, die zusammengenommen einen überzeugenden Fall für ein solches Programm darstellen.“
Experten teilen diese Vorteile in praktische und aspirative. Praktische Vorteile sind wirtschaftlich, pädagogisch und politisch. Raumfahrt stimuliert die Luft-und Raumfahrtindustrie und lockt Menschen in Karrieren in Wissenschaft und Technik., Und während die Weltraumforschung zwischen den Ländern kollaborativ ist (im Gegensatz zum Weltraumrennen des 20th Jahrhunderts, das vom Kalten Krieg und der Notwendigkeit der Vorherrschaft in der Raumfahrt dominiert wurde), erhöht die Führung der finanziellen und technischen Aspekte eines Weltraumprogramms das Ansehen eines Landes auf der Weltbühne.
Aspirationale Rationales werden unterdessen als „gemeinsames menschliches Schicksal und Drang zur Erforschung“ beschrieben. Und letztendlich könnte die Landung auf dem Mars mehr bestrebt als praktisch sein. Während eine menschliche Landung in 35 bis 50 Jahren passieren könnte, könnte eine ganze sich selbst erhaltende Kolonie Jahrhunderte dauern.,“
„Sie können den Wert nicht wirklich quantifizieren“, sagt Lunine. „Aber die Menschen sind von ehrgeizigen Rationalen bewegt. Wenn das nicht der Fall wäre, würden alle Wirtschaft studieren und wir hätten keine Philosophen oder Kunstabsolventen, um der Existenz Farbe und Textur zu verleihen.“
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