Wie würde eine Mars-Kolonie aussehen?

Es gibt heute keinen Mangel an Menschen, die eine Meinung darüber haben, ob Menschen den Mars kolonisieren sollten oder nicht. Auf der Pro-Seite gibt es diejenigen, die glauben, dass eine Mars-Siedlung als "Backup-Ort" für die Menschheit dienen wird, falls es zu einer Katastrophe kommtEreignis passiert hier auf der Erde.

Auf der anderen Seite gibt es diejenigen, die das Gefühl haben, dass die Konzentration auf den Mars den Fokus von den Bemühungen zur Rettung des Planeten Erde stiehlt. Es gibt auch diejenigen, die glauben, dass die Naturgefahren es zu einer schlechten Idee machen, während die Leute auf der anderen Seite es denkensind es genau diese Dinge, die es zu einer aufregenden Herausforderung machen.

Aber wenn Sie über die Argumente für und gegen die Kolonialisierung hinausblicken, stellt sich die unvermeidliche Frage, ob wir uns auf dem Mars niederlassen können und wie diese Ansiedlung aussehen würde. Die Frage geht über die bloße Ästhetik hinaus und umfasst alles von Architektur und Bau bis hin zu Lebensmitteln.Transport und allgemeine Gesundheit.

Wie genau würde eine Kolonie auf dem Mars aussehen und wie würde sie funktionieren?

Das Leben auf dem Mars zum Leben erwecken :

Um fair zu sein, es gibt keinen Mangel an Ideen, wie Menschen eine Kolonie auf dem Roten Planeten errichten könnten. Sie sind auch sehr detailliert und reichen von verschiedenen Arten von Strukturen, die gebaut werden könnten, wie sie gebaut würden, was siewürde gebaut werden und wie sie vor den Elementen geschützt würden.

Andererseits müssten sie es sein, um die vielen Herausforderungen zu bewältigen, die das Leben auf dem Mars mit sich bringen würde. Dazu gehören ohne darauf beschränkt zu sein :

• Extreme Entfernung von der Erde

• Atmungsaktive Atmosphäre

• Extreme Temperaturen

• Erhöhte Strahlenbelastung

• Planetweite Staubstürme

Wenn man all dies berücksichtigt, wird klar, dass bei allen Bemühungen um den Aufbau einer Zivilisation auf dem Mars viele spezifische Bedürfnisse berücksichtigt werden müssen. Um diese zu erfüllen, müssen sich Kolonisten ziemlich stark auf eine ziemlich fortschrittliche Technologie verlassen.

Lebensräume müssen versiegelt und unter Druck gesetzt, stark isoliert und beheizt, gegen Sonneneinstrahlung und kosmische Strahlung abgeschirmt, in Bezug auf Wasser, Strom und andere wichtige Dinge autark und so weit wie möglich mit lokalen Ressourcen gebaut werden -aka. In-Situ-Ressourcennutzung ISRU.

Zum Mars kommen :

Mit den derzeitigen Methoden ist die Reise zum Mars lang und potenziell gefährlich und kann nur stattfinden, wenn sich Erde und Mars am nächsten Punkt ihrer Umlaufbahn befinden. Dies wird als " bezeichnet. Mars Opposition , "wo sich Mars und Sonne auf direkt gegenüberliegenden Seiten der Erde befinden. Diese treten alle 26 Monate und alle 15 oder 17 Jahre auf. Eine Opposition fällt damit zusammen, dass sich der Mars am nächsten Punkt seiner Umlaufbahn mit der Sonne befindet auch bekannt als.Perihel.

Im Durchschnitt umkreisen Mars und Erde in einer durchschnittlichen Entfernung von 225 Millionen km 140 Millionen mi. Während einer Opposition kann die Entfernung zwischen Erde und Mars jedoch auf nur 55 Millionen km 34 Millionen mi sinkenDa es sich nicht gerade um einen Direktflug handelt, ist die Reisezeit keine einfache Sache zur Berechnung der Entfernung geteilt durch die Durchschnittsgeschwindigkeit.

Dies liegt daran, dass sowohl die Erde als auch der Mars um die Sonne kreisen, was bedeutet, dass Sie eine Rakete nicht direkt auf den Mars richten, starten und erwarten können, ihn zu treffen. Stattdessen müssen von der Erde aus gestartete Raumschiffe die sich bewegende Natur von berücksichtigensein Ziel zu zeigen, wo Mars wird sein eine Methode, die als ballistische Erfassung bezeichnet wird.

Ein weiterer zu berücksichtigender Faktor ist der Treibstoff. Wenn Sie eine unbegrenzte Menge Treibstoff hätten, würden Sie Ihr Raumschiff auf den Mars richten, Ihre Raketen auf die Hälfte der Reise abfeuern, sich dann umdrehen und für die letzte Hälfte der Fahrt abbremsenSie könnten Ihre Reisezeit auf einen Bruchteil des aktuellen Tarifs reduzieren - aber Sie würden eine unmögliche Menge Kraftstoff benötigen.

Aus diesem Grund kann eine Mission zum Mars zwischen 150 und 300 Tage fünf bis zehn Monate dauern, um den Roten Planeten zu erreichen. Dies hängt alles von der Startgeschwindigkeit, der Ausrichtung von Erde und Mars ab und davon, ob oder nichtDas Raumschiff hat den Vorteil, dass es um einen großen Körper geschleudert wird, um einen Geschwindigkeitsschub zu erzielen auch bekannt als Schwerkraftunterstützung.

Unabhängig davon erfordern Missionen mit Besatzung ausnahmslos Raumfahrzeuge, die größer und schwerer als Roboter-Raumfahrzeuge sind. Dies ist notwendig, da Menschen im Weltraum Annehmlichkeiten benötigen, ganz zu schweigen von der Menge an Vorräten und Ausrüstung, die sie für die Durchführung einer Mission benötigen.

Marsgehäuse :

Die Herausforderungen, die sich aus Fern- und Naturgefahren auf dem Mars ergeben, haben zu einigen kreativen Vorschlägen geführt, wie Lebensräume geschaffen werden können, die vor der Umwelt schützen und vor Ort gebaut werden können. Viele dieser Ideen wurden als Teil eines Projekts vorgeschlagenIncentive Challenge, gesponsert von der NASA und anderen Organisationen. Einige Beispiele sind :

Die MakerBot Mars Base Challenge :
Dieser gemeinsame Wettbewerb, der vom 30. Mai bis 12. Juli 2014 lief, wurde von der NASA JPL veranstaltet und MakerBot Thingiverse - eine in Brooklyn ansässige 3D-Druckerei. Um der Konkurrenz willen erhielten die Teilnehmer Zugang zu MakerBot 3D-Druckern und wurden beauftragt, nützliche Basen zu entwerfen, die den Elementen standhalten und alle Annehmlichkeiten bietenvon zu Hause.

Von den über 200 Ideen, die für den Wettbewerb eingereicht wurden, wurden zwei als Gewinner des Wettbewerbs ausgewählt. Mars-Pyramide ein Design, das von der Pyramide von Gizeh inspiriert wurde. Diese spezielle Struktur wurde entworfen, um den schlimmsten Elementen standzuhalten und gleichzeitig für wissenschaftliche und technische Aktivitäten und Experimente konfiguriert zu sein.

Die Seiten der Pyramide würden aus Sonnenkollektoren bestehen, um Energie zu sammeln und den Bewohnern Ausblicke zu bieten, um das Gefühl der Isolation zu bekämpfen. Ein Atomgenerator würde Notstrom liefern, Wasser würde in der Nähe des Hauptkraftzentrums gespeichert und bei Bedarf erwärmt.und Lebensmittel würden mit einem nachhaltigen Aquaponiksystem an der Spitze der Pyramide angebaut.

Der zweite Gewinner war der Mars Akropolis , ein futuristisches Design, das Kohlefaser, Edelstahl, Aluminium und Titan in die Hauptstruktur einbezog, während eine Kombination aus Beton, Stahl und Marsboden die äußere Schutzwand bildete. Die Hauptstruktur bestand aus einem Fundament und drei Ebenendas beherbergte verschiedene Funktionen und Einrichtungen.

In Bodennähe würden Dekompressionskammern vor einem Luftdruckverlust schützen, während eine Reihe von Gewächshäusern Lebensmittel produzieren und dabei helfen würde, die Luft zu filtern und Sauerstoff zu produzieren. In Stufe 1 würde der Wasserreiniger untergebracht, während in Stufe 2 die Lebenden lebenQuartiere, Labore und ein Landedock würden platziert.

In der Zwischenzeit würde Level drei als Nervenzentrum mit Flugbetreibern und Beobachtungsposten sowie dem Wasserreservoir der Kolonie fungieren. Dieses Reservoir würde sich ganz oben in der Siedlung befinden, wo es atmosphärisches Wasser sammeln und es für die Nutzung durch die Kolonie kondensieren könnteEinwohner und nutzen die Energie der Sonne, um sie zu erwärmen.

Reise zur Mars-Herausforderung :
angekündigt im Mai 2015, dies von der NASA gesponserter Incentive-Wettbewerb wollte kreative Ideen aus der Öffentlichkeit inspirieren, die eine kontinuierliche Besiedlung des Mars ermöglichen würden. Gemäß den Richtlinien suchte die NASA nach Ideen, die sich mit Fragen wie "Schutz, Nahrung, Wasser, atmungsaktive Luft, Kommunikation, Bewegung, soziale Interaktionen" befassenund Medizin. "

Darüber hinaus mussten sich alle Einsendungen auf Ressourceneffizienz, Durchführbarkeit, Vollständigkeit und Skalierbarkeit konzentrieren, um Missionen zu ermöglichen, die länger dauern und einen größeren Abstand zur Erde haben und sich schließlich der „Unabhängigkeit der Erde“ nähern15.000 US-Dollar wurden an die drei Konzepte vergeben, die alle diese Kriterien am besten erfüllten. Oktober 2015 Die Gewinner des Wettbewerbs wurden bekannt gegeben.

Sie enthalten die Mars Iglu : Ein ISRU-Lebensraum eingereicht von dem Luft- und Raumfahrtingenieur Arthur Ruff aus Toronto; Stärke aus der Mikroalgen-Chlorella als Hauptnahrungsquelle für eine sich selbst tragende Mars-Kolonie eingereicht von Pierre Blosse, Alumni des Keck Graduate Institute aus Iowa; und der Mars-Siedlungskonzepte eingereicht von dem Chemieingenieur Aaron Aliaga und dem Geophysiker Maleen Kidiwela aus Kalifornien bzw. Texas.

Die 3-D Printed Habitat Challenge :
Dieser Wettbewerb war ein Joint Venture zwischen den Centennial Challenges der NASA. Nationales Institut für additive Fertigungsinnovation auch bekannt als America Makes und Bradley University in Peoria, Illinois. Es war in drei Phasen unterteilt, von denen jede ihre eigene Geldbörse hatte, die auf die drei Gewinnerteams aufgeteilt wurde.

In Phase I Beim Designwettbewerb mussten die Teams Architektur-Renderings einreichen. Diese Phase wurde 2015 abgeschlossen und ein Preisgeld von 50.000 US-Dollar wurde belohnt. Zu den Gewinnerbeiträgen für diese Phase gehörten die Mars Ice House von Weltraumforschungsarchitektur SEArch und Clouds Architecture Office Wolken AO.

Das Konzept wurde von jüngsten Missionen inspiriert, die gezeigt haben, wie häufig Wassereis in unserem Sonnensystem vorkommt, insbesondere auf dem Mars. Dieses spezielle Design basiert auf der Fülle an Wasser und den ständig kalten Temperaturen in den nördlichen Breiten des Mars, um eine Behausung zu schaffenfür Entdecker.

Die Konstruktion würde von autonomen Robotern übernommen, die vor Ort Eis ernten und es mit Wasser, Fasern und Aerogel kombinieren würden, die dann als Schichtringe gedruckt würden. Diese Methode und die Auswahl der Baumaterialien würden Isolierung, Strahlenschutz bieten,und ein Blick auf die Umgebung für potenzielle Mars-Siedler.

Regolith Additive Manufacturing RAM von Team Gamma das auch mit dem People's Choice Award ausgezeichnet wurde. Dieses Konzept sieht die Verwendung von drei aufblasbaren dodekaedrischen Modulen vor, um die Grundform des Lebensraums zu bilden, während eine Reihe von halbautonomen Robotern dann Mikrowellen zum Schmelzen und Verteilen von Regolithen auch bekannt als verwenden."Sintern" darüber, um die schützende äußere Schicht des Lebensraums zu bilden.

Dritter Platz ging an die Einreise, Abstieg und Landung EDL -Konzept, eingereicht von Team LavaHive . T Das Erbenentwurf erforderte die Verwendung von zweckentfremdeten Raumfahrzeugkomponenten und eine als "Lavaguss" bekannte Technik, um die Verbindungskorridore und Unterlebensräume um einen aufblasbaren Hauptabschnitt herum zu schaffen.

In Phase II Der Wettbewerb für strukturelle Mitglieder konzentrierte sich auf Materialtechnologien und erforderte von den Teams die Erstellung von strukturellen Komponenten. Er wurde im August 2017 mit einem Preisgeld von 1,1 Mio. USD abgeschlossen.

Diese Phase war in drei Ebenen unterteilt, in denen die Teams die Aufgabe hatten, Muster ihrer Struktur zu drucken, sie Druck- und Biegetests zu unterziehen und anschließend maßstabsgetreue Modelle ihrer Konzepte zu drucken.

In Phase III Der Vor-Ort-Habitat-Wettbewerb wurde ebenfalls in Ebenen unterteilt, in denen jedes Team einer Reihe von Tests unterzogen wurde, um seine Fähigkeit zu messen, einen Habitat autonom zu konstruieren. Diese Phase gipfelte im April in einem Kopf-an-Kopf-Habitat-Druck2019 mit einem Preisgeld von 2 Millionen US-Dollar.

Während dieser Phase stachen mehrere Teams durch ihre kreative Konzepte das ISRU und einzigartige architektonische Entwürfe zusammenführte, um hochfunktionale Lebensräume aus der Marsumgebung zu schaffen. Am Ende gingen die Hauptpreise jedoch an das Team AI. SpaceFactory von New York für ihren MARSHA-Lebensraum.

Laut Team ist das kegelförmige Design nicht nur die ideale Druckumgebung, sondern maximiert auch die nutzbare Fläche bei geringerem Platzbedarf. Es ermöglicht auch eine Struktur, die je nach Art vertikal unterteilt istAktivität und eignet sich dank seines Bottom-up-Designs gut für den 3D-Druck.

Das Team hat seinen Lebensraum auch als Flanschschale konzipiert, die sich an ihrem Fundament auf Gleitlagern bewegt, um Temperaturänderungen auf dem Mars die von Bedeutung sind zu bewältigen.

Die Struktur ist auch eine Doppelschale, die aus einer inneren und einer äußeren Schicht besteht, die vollständig voneinander getrennt sind. Dies optimiert den Luftstrom und lässt Licht von oben in den gesamten Lebensraum eindringen.

Hawaii Space Exploration Analog und Simulation auch bekannt als Hi-SEAS :
Verwenden eines Analogons für einen Lebensraum auf dem Mars, der sich an den Hängen des Vulkans Mauna Loa in Hawaii befindet NASA-finanziertes Programm führt Forschungsmissionen durch, um Missionen mit Besatzung zum Mars zu simulieren. Auf einer Höhe von 2.500 Metern über dem Meeresspiegel befindet sich der analoge Standort in einer trockenen, felsigen Umgebung, die sehr kalt ist und nur sehr wenig Niederschlag aufweist.

Dort leben die Besatzungen in einem Lebensraum, in dem sie Aufgaben ausführen, die einer Marsmission ähneln, einschließlich Forschung, Missionen an die Oberfläche in Raumanzügen und so autark wie möglich. Der Lebensraum selbst istIm Mittelpunkt der simulierten Mission steht eine Kuppel mit einem Durchmesser von 11 m und einer Wohnfläche von ca. 93 m².

Die Kuppel selbst ist luftdicht und verfügt über eine zweite Ebene, die loftartig ist und eine hohe Decke zur Bekämpfung von Klaustrophobie-Gefühlen bietet. Die sechs Personen einer Besatzung schlafen in stubenförmigen Kabinen mit einer Matratze, einem Schreibtisch undein Stuhl.

Komposttoiletten verwandeln ihren Kot in eine potenzielle Düngerquelle für die nächste Mission, eine Übungsstation sorgt für regelmäßiges Training und E-Mail-Kommunikation mit einer simulierten Zeitverzögerung ermöglicht den Kontakt mit der Außenwelt.

Andere Ideen sind die Mars Ice Home eine Idee des NASA Langley Research Center in Zusammenarbeit mit SEArch und Clouds AO. Nach dem Gewinn der Mars Centennial Challenge hat sich die NASA mit diesen Architektur- und Designbüros zusammengetan, um ihren preisgekrönten Vorschlag zu erweitern.

Das aktualisierte Konzept basiert auf einer aufblasbaren Kuppel und einer abnehmbaren Dekompressionskammer, die leicht sind und mit einfacher Robotik transportiert und eingesetzt werden können. Die Kuppel wird dann mit lokal geerntetem Wasser gefüllt, um die schützende Hauptstruktur zu bilden.

Das Ice Home dient auch als Lagertank, der für die nächste Besatzung nachgefüllt werden kann. Bei Bedarf kann es auch am Ende der Mission in Raketentreibstoff umgewandelt werden.

Bevölkerung :

Eine der schwierigeren Fragen zur Mars-Besiedlung hat mit der Anzahl der beteiligten Personen zu tun. Kurz gesagt, wie viele Personen können maximal in einer einzelnen Kolonie ernährt werden? Und wenn diese Personen effektiv abgeschnitten würdenWie viele von der Erde müsste es geben, um eine sich selbst tragende Bevölkerung am Laufen zu halten?

In diesem Fall sind wir einer Reihe von Studien verpflichtet, die von Dr. Frederic Marin von der Astronomisches Observatorium von Straßburg Mit einer maßgeschneiderten Software für numerischen Code bekannt als HERITAGE konnten Marin und seine Kollegen feststellen, wie groß eine Raumschiff-Crew mit mehreren Generationen sein muss.

Sie stellten fest, dass mindestens 98 Personen benötigt werden, um eine gesunde Bevölkerung zu erhalten, in der das Risiko genetischer Störungen und anderer negativer Auswirkungen von Mischehen minimiert wird. Gleichzeitig gingen sie die Frage anwie viel Land benötigt würde, um sie zu erhalten.

Angesichts der Tatsache, dass Trockenfutterbestände keine praktikable Option wären, da sie sich während der Jahrhunderte, in denen sich das Schiff auf der Durchreise befand, verschlechtern und verfallen würden, müssten Schiff und Besatzung für den Anbau ihrer eigenen Lebensmittel ausgerüstet sein.

Hier stellten sie fest, dass für eine maximale Bevölkerung von 500 Personen mindestens 0,45 km² künstliches Land benötigt würden. Aus dieser Landmenge könnte die Besatzung alle erforderlichen Lebensmittel mit einer Kombination anbauender Aeroponik und konventionellen Landwirtschaft.

Diese Berechnungen können sehr einfach auf eine Mars-Siedlung angewendet werden, da die meisten der gleichen Überlegungen gelten. Auf dem Mars geht es ähnlich wie bei einem Raumschiff darum, wie Nachhaltigkeit und Selbstversorgung über lange Zeiträume gewährleistet werden können.

Es ist auch von unschätzbarem Wert zu wissen, wie viele Menschen mit einer bestimmten Menge Land unterstützt werden können, da Planer damit festlegen können, wie groß eine Siedlung sein kann oder muss.

Transport :

Das Thema Transport ist ein weiteres großes Thema und gilt sowohl für den Weg zum Mars Raumschiff als auch für die Fortbewegung Infrastruktur. Im Fall des ersteren gibt es ein paar nette Ideen, die in Umlauf gebracht wurdeneinige wirklich interessante Konzepte, die entwickelt werden.

Auf der öffentlichen Seite entwickelt die NASA eine neue Generation von Raketen und Raumfahrzeugen mit schwerem Start, um die geplante "Reise zum Mars" zu erreichen. Der erste Schritt dabei ist die Entwicklung der Space Launch System SLS, mit dem Astronauten in den kommenden Jahren in den cislunaren Raum um den Mond gebracht werden.

Dort treffen sie sich mit einer Umlaufbahn, die als bekannt ist. Lunar Orbital Platform-Gateway LOP-G. An dieser Station ist das Weltraumtransport DST, ein Schiff, auf das man sich verlässt Solarstromantrieb SEP, um die monatelange Reise zum Mars zu machen, wenn er sich in der Opposition befindet.

Sobald die Sommerzeit die Marsumlaufbahn erreicht, trifft sie sich mit dem Mars Base Camp, einer weiteren Raumstation, die über einen wiederverwendbaren Lander den Mars Lander Zugang zur Oberfläche bietet. Sobald die Missionen mit Besatzung zum Mars abgeschlossen sind, wird diese Transportinfrastruktur eingerichtetkönnte für den zivilen Gebrauch umgerüstet werden.

Vorausgesetzt, die Menschen haben die Möglichkeit, in den cislunaren Raum zu gelangen, könnte die Sommerzeit alle zwei Jahre Menschen vom Erd-Mond-System zum Mars befördern, was einen allmählichen Aufbau ermöglicht. Hier könnten private Luft- und Raumfahrtunternehmen ins Spiel kommen.

Zum Beispiel könnten Besatzungen mit einer beliebigen Anzahl von privaten Startanbietern in den cislunaren Raum transportiert werden. Ein gutes Beispiel ist das New Glenn Rakete, ein schweres Trägerraketenfahrzeug, das von einem privaten Luft- und Raumfahrtunternehmen entwickelt wird Blauer Ursprung .

Wie von CEO Jeff Bezos Gründer von Amazon angegeben, wird diese Rakete die Kommerzialisierung und Besiedlung des Low Earth Orbit LEO ermöglichen. Mit ihren Schwerlastfähigkeiten könnte sie jedoch auch Menschen auf die erste Etappe ihrer Rakete schickenReise zum Mars.

In einem anderen Sinne haben SpaceX und sein Gründer Elon Musk die Entwicklung einer superschweren Rakete und eines Raumschiffs verfolgt, die als die bekannt sind. Super Heavy und Raumschiff . Sobald dieses System abgeschlossen ist, können direkte Missionen zum Mars durchgeführt werden, was laut Musk zur Schaffung einer Mars-Siedlung führen wird Mars Base Alpha .

Für den Transport auf dem Roten Planeten gibt es zahlreiche Möglichkeiten, von Rovers bis hin zum Nahverkehr. Im letzteren Fall hat Elon Musk 2016 im ersten Fall eine mögliche Lösung vorgeschlagen. Hyperloop Pod Wettbewerb .

Zu dieser Zeit drückte Musk aus, wie dieses Konzept für eine "fünfte Transportart" auf dem Mars noch besser funktionieren würde als auf der Erde. Normalerweise würde der Hyperloop auf Niederdruckschläuche angewiesen sein, damit er genau die Geschwindigkeiten erreichen kannvon bis zu 1.200 km / h 760 mph.

Aber auf dem Mars, wo der Luftdruck naturgemäß weniger als 1% des Luftdrucks auf der Erde beträgt, würde ein Hochgeschwindigkeitszug wie der Hyperloop überhaupt keine Niederdruckrohre benötigen. Mit Magnetschwebebahnen, zu denen Menschen transportiert werdenund von verschiedenen Siedlungen in sehr kurzer Zeit könnte den Planeten durchqueren.

Strahlenschutz :

Natürlich muss jeder Lebensraum oder jede Siedlung auf dem Mars die sehr reale Bedrohung durch Strahlung berücksichtigen. Aufgrund seiner dünnen Atmosphäre und des Fehlens einer schützenden Magnetosphäre ist die Marsoberfläche erheblich mehr Strahlung ausgesetzt als die Erde.Über lange Zeiträume könnte diese erhöhte Exposition zu Gesundheitsrisiken bei Siedlern führen.

Auf der Erde sind Menschen in Industrienationen durchschnittlich 0,62 rad 6,2 mSv pro Jahr . Da der Mars eine sehr dünne Atmosphäre und keine schützende Magnetosphäre hat, empfängt seine Oberfläche etwa 24,45 rad 244,5 mSv pro Jahr - mehr, wenn ein Sonnenereignis eintritt. Daher muss jede Siedlung auf dem Roten Planeten entweder gehärtet werdengegen Strahlung oder aktive Abschirmung vorhanden.

Im Laufe der Jahre wurden einige Konzepte dafür vorgeschlagen. Zum größten Teil wurden Siedlungen unterirdisch gebaut oder Schutzräume mit dicken Wänden aus lokalem Regolith gebaut dh 3D-gedruckt.gesinterte "Schalen.

Darüber hinaus werden die Ideen etwas phantasievoller und technologisch viel fortgeschrittener. Zum Beispiel bei der 2018 Amerikanisches Institut für Luft- und Raumfahrt AIAA SPACE and Astronautics Forum and Exposition , Bauingenieur Marco Peroni schlug einen Entwurf für a modulare Marsbasis und Raumfahrzeuge, die es zum Mars transportieren würden, die eine künstliche magnetische Abschirmung bieten würden.

Die Siedlung würde aus sechseckigen Modulen bestehen, die in einer sphärischen Konfiguration unter einem torusförmigen Gerät angeordnet sind. Dieses Gerät würde aus elektrischen Hochspannungskabeln bestehen, die Erzeugen Sie ein externes Magnetfeld von 4/5 Tesla, um die Module vor kosmischer und Sonnenstrahlung zu schützen.

Peronis Plan sah auch ein Schiff mit einem kugelförmigen Kern von etwa 300 Metern Durchmesser vor, das als "Wanderkugel" bezeichnet wird und die Siedlung zum Mars transportieren würde. Die sechseckigen Basismodule würden herum angeordnetdiese Kugel oder abwechselnd in einem zylindrischen Kern untergebracht.

Dieses Raumschiff würde die Module zum Mars transportieren und durch denselben künstlichen Magnetschild geschützt sein, der zum Schutz der Kolonie verwendet wird. Während der Reise würde das Raumschiff künstliche Schwerkraft erzeugen, indem es sich mit einer Geschwindigkeit von 1,5 U / min um seine Mittelachse dreht, wodurch eine Schwerkraft von etwa 0,8 erzeugt wird g wodurch die degenerativen Auswirkungen der Exposition gegenüber Mikrogravitation verhindert werden.

Noch radikaler ist die Idee eines aufblasbaren künstlichen Magnetschilds, der am L1-Lagrange-Punkt des Mars platziert wird. Dieser Ort würde sicherstellen, dass der riesige Magnetschild in einer stabilen Umlaufbahn zwischen Mars und Sonne bleibt und ihn künstlich versorgtmagnetische Abschirmung gegen Sonnenwind und Strahlung.

Das Konzept wurde auf der “ Planetary Science Vision 2050 Workshop "im Jahr 2017 von Jim Green - dem Direktor der Planetary Science Division der NASA - im Rahmen eines Vortrags mit dem Titel" Eine zukünftige Marsumgebung für Wissenschaft und Erforschung . "

Wie Green angedeutet hat, könnte mit den richtigen Fortschritten ein Schild eingesetzt werden, der ein Magnetfeld von 1 oder 2 Tesla oder 10.000 bis 20.000 Gauß erzeugen kann, um den Mars abzuschirmen, seine Atmosphäre zu verdicken und die Durchschnittstemperaturen an der Oberfläche zu erhöhenund es für zukünftige Missionen mit Besatzung sicherer zu machen.

Staubstürme :

Staubstürme sind auf dem Mars relativ häufig und treten auf, wenn die südliche Hemisphäre den Sommer erlebt, der damit zusammenfällt, dass der Planet in seiner elliptischen Umlaufbahn näher an der Sonne liegt. Da die südliche Polarregion während des Mars-Sommers auf die Sonne gerichtet istin der Polkappe gefrorenes Kohlendioxid verdampft.

Dies bewirkt eine Verdickung der Atmosphäre und eine Erhöhung des Luftdrucks, wodurch der Prozess verbessert wird, indem Staubpartikel in der Luft suspendiert werden. In einigen Fällen können die Staubwolken eine Höhe von bis zu 100 km erreichen.

Aufgrund von Temperaturerhöhungen werden Staubpartikel höher in die Atmosphäre gehoben, was zu mehr Wind führt. Der entstehende Wind wirft noch mehr Staub auf und erzeugt eine Rückkopplungsschleife, die unter gerechten Bedingungen zu einem planetweiten Staubsturm führen kannrichtig.

Diese finden alle 6 bis 8 Jahre statt ungefähr drei bis vier Marsjahre und können Geschwindigkeiten von über 106 km / h erreichen. Wenn solche Staubstürme auftreten, können sie die Menge an Sonnenlicht, die die Oberfläche erreicht, erheblich reduzieren, die mit Sonnenkollektoren Chaos anrichten können.

Dies ist der Grund, warum die Gelegenheit Rover nicht mehr in Betrieb Sommer 2018 . Jedoch die Neugier Rover hat es geschafft, diesen Sturm auszureiten, da er von a angetrieben wird Multi-Mission Radioisotop Thermoelektrischer Generator MMRTG.

In dieser Hinsicht sollten zukünftige Siedlungen auf dem Mars über eine Notstromoption verfügen. Für den Fall, dass Staubstürme zu lang oder zu stark werden, wäre es praktisch, Kernreaktoren zu haben, die den Strombedarf einer Siedlung decken können, bis die Staubstürme klar sind.

Lebensmittelproduktion :

Ein weiteres großes Problem beim Leben auf dem Mars ist die Herausforderung, genügend Nahrung zu produzieren, um eine Kolonie von Menschen zu ernähren. Angesichts der Entfernung zwischen Erde und Mars und der Tatsache, dass Versorgungsmissionen nur etwa alle zwei Jahre eintreffen könnten, gibt es eineein starkes Bedürfnis nach Selbstversorgung, wenn es um Dinge wie Wasser, Kraftstoff und Getreide geht.

Bisher wurden mehrere Experimente durchgeführt, um festzustellen, ob Lebensmittel auf Marsboden wachsen können. Anfang der 2000er Jahre Experimente wurden von Forschern der Universität von Florida und des NASA-Büros für biologische und physikalische Forschung durchgeführt. Dies bestand darin, zu sehen, wie Pflanzen wachsen würden, wenn sie Marsdruckbedingungen ausgesetzt würden.

Ein weiteres Experiment, bei dem Erdbakterien zur Anreicherung des Marsbodens verwendet wurden - speziell Cyanobakterien Chroococcidiopsis . Es ist bekannt, dass dieses Bakterium unter extrem kalten und trockenen Bedingungen auf der Erde überlebt und durch die Bildung eines organischen Elements dazu beitragen kann, den Mars-Regolithen in Erde umzuwandeln.

2016 hat sich die NASA mit der in Lima ansässigen zusammengetan Internationales Kartoffelzentrum um zu testen, ob Kartoffeln könnten angebaut werden unter Verwendung von Marsbodenanaloga, die unter Verwendung von peruanischem Boden hergestellt wurden. Dieses Experiment wurde aus drei Gründen durchgeführt: Einerseits dienten die trockenen Bedingungen in der Region als gutes Faksimile für den Mars.

In Teilen der Anden sind Niederschläge ähnlich selten und der Boden extrem trocken - genau wie auf dem Mars. Trotzdem bauen die Anden in der Region seit Hunderten von Jahren Kartoffeln an.

Aber vielleicht war die größte Attraktion die Tatsache, dass das Experiment an die Szenen in erinnert Der Marsmensch wo Matt Damon gezwungen war, Kartoffeln auf Marsboden anzubauen . Kurz gesagt, es war ein spektakulärer PR-Schritt für die NASA zu einer Zeit, als sie versucht, Unterstützung für ihren Vorschlag zu sammeln " Reise zum Mars . "

In den letzten Jahren MarsOne der gemeinnützige Verein, der kürzlich Insolvenz angemeldet hat, führte auch Experimente durch, um zu sehen welche Pflanzen würden am besten wachsen auf Marsboden. Dies fand zwischen 2013 und 2015 in der niederländischen Stadt Nergena statt, wo Teams aus dem Wageningen Universität & Forschungszentrum gepflanzte Pflanzen in simuliertem Mars- und Mondboden, bereitgestellt von der NASA.

Im Laufe der Zeit testeten die Teams verschiedene Arten von Samen zusammen mit organischer Nährlösung, um festzustellen, welche in einer Mond- und Marsumgebung wachsen würden, wobei dieselben Samen als Kontrolle im Erdboden wachsen würden. Das Team bestätigte, dass Roggen,Radieschen, Gartenkresse, Erbsen, Tomaten und Kartoffeln könnten alle gut keimen und mehr Samen für die nächste Ernte produzieren.

Fazit :

Aus diesen vielen Vorschlägen und Ideen ergibt sich ein Bild der Mars-Besiedlung. Dies steht im Einklang mit unserem wachsenden Interesse am Mars und den sich entwickelnden Plänen zur Erforschung des Planeten. Auch wenn die Herausforderungen groß sein mögen, sind die vorgeschlagenen Lösungen beide innovativund potenziell wirksam.

Ob wir oder nicht sollte Kolonisieren Sie den Mars, die Tatsache bleibt, dass wir es können, wenn wir das richtige Engagement und genügend Ressourcen haben. Und wenn und wann wir dies tun, haben wir bereits eine ziemlich gute Vorstellung davon, wie Mars-Kolonien aussehen könnten.

Weiterführende Literatur :

• NASA - HI-SEAS
• NASA - Gewächshäuser für den Mars
• Mars One - Mission Machbarkeit
• NASA - Mars Space Pioneering
• NASA - Begrünung des Roten Planeten
• Gewinner der Thingiverse - Mars Base Challenge
• Centennial Challenges der NASA-NASA: 3D-Printed Habitat Challenge
• Unschuldig - NASA-Herausforderung: Pionierarbeit im Weltraum - Erreichung der Unabhängigkeit der Erde