Weltraumwohnungen, Teil 3: Wie wir auf dem Mars leben werden

Wir haben bereits darüber gesprochen, wie Menschen in Weltraumkolonien und auf dem natürlichen Satelliten der Erde - dem Mond - leben werden . Es ist Zeit zu diskutieren, wie man auf anderen Planeten existiert. Die Wende des Mars ist gekommen.

Der rote Planet ist der Erde am nächsten, mit Ausnahme der Venus. In nur 9 Monaten können Sie Ihr Ziel erreichen. Die Menschheit entwickelt Technologien, die es ermöglichen, zum Mars zu gelangen, dort eine dauerhafte Basis zu schaffen, Bergbau einzurichten und diesen Planeten sogar zu terraformieren, um das Leben der Menschen auf ihm zu vereinfachen.



Die UdSSR untersuchte den Roten Planeten im Rahmen der Programme Mars und Phobos. Das am 1. November 1962 gestartete Raumschiff Mars-1 war das erste, das auf dem Flugweg zum Mars gestartet wurde. In einer Entfernung von 106 Millionen Kilometern von der Erde hat das Gerät zuletzt Kontakt aufgenommen. Seine Aufgabe bestand jedoch darin, Daten über den Flug selbst zu sammeln: die Intensität der kosmischen Strahlung, die Verteilung der meteorischen Materie, die Magnetfeldstärke der Erde und das interplanetare Medium. Der Mars-2-Orbiter untersucht den Planeten seit mehr als 8 Monaten aus der Umlaufbahn. Der Mars-3-Lander war der erste, der erfolgreich auf der Oberfläche des Planeten landete, obwohl er sich nach 20 Sekunden ausschaltete. Die Mars-2- und Mars-3-Orbiter halfen dabei, die Eigenschaften der Oberfläche und Atmosphäre des Mars anhand der Art der Strahlung zu untersuchen, thermische Anomalien zu identifizieren und die Temperatur der nördlichen Polkappe zu messen.Die Geräte mit den Seriennummern 4, 5, 6, 7 machten Fotos von der Oberfläche, einschließlich Farbe, und sammelten weiterhin verschiedene Daten über den Planeten, einschließlich der chemischen Zusammensetzung der Atmosphäre.

Von 1962 bis 1972 schickte die NASA im Rahmen des Mariner-Programms 10 Raumschiffe zum Mars und zur Venus. Mariner-4 flog in einer Entfernung von 9.846 Kilometern von der Oberfläche des Planeten und war der erste, der den Mars aus nächster Nähe fotografierte. Die Geräte Mariner-6 und Mariner-7 flogen in einer Entfernung von weniger als 3,5 Tausend Kilometern vom Planeten noch näher heran. Mariner-9 wurde der erste künstliche Satellit eines anderen Planeten und fotografierte etwa 85% der Oberfläche. In den 1970er Jahren startete die NASA das Viking-Programm. Zwei Geräte wurden 1975 verschickt und arbeiteten das erste bis 1978, das zweite bis 1980. Abstiegsfahrzeuge nahmen Bodenproben zur Analyse auf Lebenszeit.

1996 schickte die NASA die unbemannte Forschungsstation Mars Global Surveyor. Im Jahr 2005 war diese Station das erste Raumschiff, das ein anderes Gerät im außerirdischen Orbit fotografierte. Nach fast zehnjähriger Arbeit ging die Kommunikation mit dem Gerät verloren.

Der Marsrover Sojoner arbeitete 1997 fast drei Monate auf dem Mars, und Spirit arbeitete von 2004 bis 2010. Jetzt wird der Planet von Opportunity untersucht , die eigentlich nur 90 Tage arbeiten sollte, aber seit Januar 2004 mehrere Jahre funktioniert, und von Curiosity , das im August 2012 an die Oberfläche kam.

Heute ist der Mars nach der Erde der am meisten untersuchte Planet im Sonnensystem. Aber für seine Kolonisierung sind noch viele Fragen zu lösen.


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Um auf dem Mars zu leben, müssen Sie dorthin fliegen. Es wäre ein großer Fehler, Menschen sofort dorthin zu schicken. Daher soll es verschiedene Geräte auf den Planeten liefern, die später den Einsatz von Wohngebäuden, Modulen für den Anbau von Pflanzen und einer Raketentreibstoffproduktionsanlage (Sie müssen irgendwann zur Erde zurückkehren!)

In der UdSSR zu Beginn ermöglichen In den 1960er Jahren begann die Entwicklung eines schweren interplanetaren Schiffes. Parallel dazu wurden zwei Projekte entwickelt. Das erste Maksimov-Fahrzeug mit der Besatzung an Bord hatte ein Wohnabteil, einen Arbeiter mit einem Tor für den Weltraum, ein Abstiegsfahrzeug und ein korrigierendes Antriebssystem. Der Apparat der Feoktistov bestand darin, das Schiff im Orbit zusammenzubauen, eine Besatzung von 4 Personen und ein Abstiegsfahrzeug. Das Projekt wurde wegen des Mondrennens geschlossen.

In den USA arbeiteten sie von 2004 bis 2010 am Constellation-Programm, im Rahmen dessen sie bemannte Flüge zum Mars planten. Eines der Ziele war das neue bemannte Forschungsschiff Orion.

SpaceX, ein amerikanisches Unternehmen, arbeitet an einem interplanetaren Transportsystem. Das Projekt beinhaltet die Schaffung eines wiederverwendbaren Raumtransports, um Menschen zum Mars zu bringen. Das System wird aus einem Mehrweg-Trägerraketen, einem Raumfahrzeug und einem interplanetaren Raumfahrzeug zum Tanken bestehen.

Eine der Hauptbedrohungen für einen bemannten Flug zum Mars ist die Strahlung. Sonneneruptionen, die eine erhöhte Strahlungsdosis garantieren, müssen möglicherweise in speziellen Räumen gewartet werden. Ein vollständiger Schutz des Raumfahrzeugs kann es erheblich erschweren und auch die Flugkosten erhöhen. Es gibt aber auch einen anderen Weg - ein Magnetfeld zu erzeugen, das bei starken Sonneneruptionen eingeschaltet werden muss.



Es ist wichtig, über das gescheiterte Mars One-Programm zu sprechen, das bis 2015 eines der bekanntesten war, dank der offenen Rekrutierung derjenigen, die zum Mars fliegen möchten, und der enormen Menge an PR im Internet, in den Medien und im Fernsehen. Fünf Jahre nach Beginn der Arbeiten stellte sich heraus, dass es weder Geld noch technische Lösungen für die Umsetzung des Projekts gab.

Landwirtschaft

Die Frachtlieferung zum Mars wird auf jeden Fall eine ziemlich teure Aufgabe bleiben. Zwischen den Fenstern für den Flug vergehen 26 Monate. Der Flug selbst dauert 9 Monate und es dauert einige Zeit, um die Details zu erarbeiten, die Fracht zusammenzustellen und abzuholen. Um eine Kolonie zu gründen, ist daher die autonomeste Existenz von Menschen auf dem Planeten so wichtig wie möglich.

Eines der wichtigsten zu lösenden Probleme ist die Entwicklung der Landwirtschaft . Seit mehr als fünfzig Jahren erforschen Wissenschaftler und Astronauten die Auswirkungen der Mikrogravitation auf Samen und überlegen, wie Farmen auf Raumstationen und anderen Planeten errichtet werden können. 1960 wurden zusammen mit Belka und Strelka die Samen von Mais, Weizen, Erbsen und Zwiebeln in die Umlaufbahn gebracht, und 1974 befand sich an der Orbitalstation Salyut-4 ein Oasis-Pflanzenzüchter.


Oase-1 im Memorial Museum of Cosmonautics. Source

Space-Pflanzenproduktion ist nicht auf Experimente in Mikrogravitation beschränkt. Es ist notwendig zu verstehen, wie sich Pflanzen in einem anderen Boden als der Erde und in einer Atmosphäre mit einer anderen Zusammensetzung verhalten. Meteoritenboden, wie er 2014 gefunden wurde, eignet sich für den Anbau von Spargel und Kartoffeln, muss jedoch für diese Zwecke zerkleinert werden. Es gibt viel Sand und Staub auf dem Mars, dies vereinfacht die Aufgabe. Aber es gibt noch ein anderes Problem: Schwermetalle.

Seit 2013 züchten niederländische Wissenschaftler Pflanzen in Nachahmung des Marsbodens. Der Gehalt an Schwermetallen in Erbsen, Radieschen, Roggen und Tomaten erwies sich als sicher für den Menschen. Studien zu anderen Kulturen wie Kartoffeln sind im Gange.

Die Marsatmosphäre besteht zu 95% aus Kohlendioxid, wodurch die Vegetation erhalten bleibt.


Der Forscher Wager Wamelink untersucht Pflanzen, die auf simuliertem Marsboden wachsen. Foto: Joep Frissel / AFP / Getty Images

Neben der menschlichen Ernährung können Pflanzen, Algen und Mikroorganismen eine besondere Rolle bei der Terraformierung des Planeten spielen und geeignete Bedingungen für das menschliche Leben auf ihm schaffen.

Terraforming

Mars und jetzt, nach einer Reihe von Merkmalen, ist teilweise für das menschliche Leben in Gegenwart von speziellen Geräten, einschließlich eines Pneumosuits, geeignet. Ein Tag auf dem Mars dauert 24 Stunden 39 Minuten 35. Auf dem Planeten gibt es einen Wechsel der Jahreszeiten, obwohl er auf dem Mars zweimal länger dauert. Eine Atmosphäre mit einer Dichte von 0,007 Erde bietet einen gewissen Schutz vor Sonnen- und kosmischer Strahlung. Es gibt definitiv Eis und möglicherweise Wasser in flüssiger Form .

Beim Terraforming können mehrere Probleme gelöst werden. Erstens ist es ein Anstieg des atmosphärischen Drucks, bei dem Wasser in flüssiger Form vorliegt. Jetzt kocht das Wasser auf dem Planeten bei +10 Grad, das heißt, es verwandelt sich direkt vom Eis in Dampf. Mit zunehmendem Druck wird es auch möglich sein, einen Höhenausgleichsanzug anstelle von Raumanzügen zu verwenden.

Zweitens können Sie auf dem Planeten die Temperatur auf 10 bis 20 Grad Celsius erhöhen. Jetzt beträgt die Durchschnittstemperatur –50 ° C und reicht von –153 ° C am Pol im Winter bis zu mehr als +20 ° C am Äquator am Mittag.

Drittens ist es notwendig, eine Biosphäre zu schaffen - um den Planeten mit Pflanzen, Pilzen und Bakterien zu bevölkern.


Dunkle Streifen sind geschätzte Flüsse von flüssigem Wasser auf dem Mars. Foto: NASA

Im Moment gibt es eine Reihe von Möglichkeiten, wie Wissenschaftler den Mars verändern können. Asteroiden können beispielsweise an die Oberfläche des Planeten gebracht werden, um die Atmosphäre zu erwärmen und mit Wasser und Gasen zu füllen. Künstliche Satelliten, die Sonnenlicht zum Erhitzen auf ihre Oberfläche fokussieren können, können in die Umlaufbahn gebracht werden.

Um Treibhausgase auf dem Mars zu isolieren und in großen Mengen die notwendigen Substanzen von denen auf dem Planeten zu erhalten, wird vorgeschlagen, Extremophile zu verwenden - dies sind Lebewesen, einschließlich Bakterien und Mikroorganismen, die unter extremen Bedingungen leben und sich vermehren können. Einige Arten von Cyanobakterien und Flechten 34 Tage lang konnten sich anpassen an die simulierten Marsbedingungen und den Prozess der Photosynthese beginnen.

Elon Musk schlug vor, dass der schnellste und effektivste Weg zur Terraformierung des Mars in mehreren Regionen durch mehrere Explosionen von Kernladungen auf seiner Oberfläche besteht. Eine Infektion mit Strahlung kann in diesem Fall jedoch das Ergebnis zunichte machen.

Derzeit gibt es keine genaue Lösung für das Terraforming-Problem. Alle oben genannten Methoden sind nur Annahmen.


Stufen der Terraformierung des Mars. Wikipedia

Zuhause

Elon Musk beschrieb seine Pläne für die Kolonisierung des Mars. Die dritte Phase wird die Lieferung von Ausrüstung für den Bau der Mars Base Alpha und den Bau einer Raketentreibstoffanlage sein. Für Menschen wird es Hochburgen geodätischer Kuppeln aus Glasscheiben mit Kohlefaserrahmen geben. Solche Kuppeln schützen die Kolonisten bei Staubstürmen vor Wind. Im Laufe der Zeit wird unter Druck Luft in das Haus gepumpt, wodurch die Menschen in einem angenehmen Ökosystem leben können, das von Pflanzen umgeben ist.

Wie im Fall des Mondes wird davon ausgegangen, dass es bequemer ist, unter der Oberfläche zu leben. Auf dem Mars gibt es Lavaröhren und Höhlen, die für diese Zwecke verwendet werden können. Der Boden schützt auch vor Strahlung und schützt Menschen und Geräte vor Meteoritenschauern.



Derzeit gibt es keine vorgefertigten Technologien für den Bau von Gebäuden auf dem Mars. Tatsächlich beschränkt sich alles auf Skizzen und Pläne, deren Details geringer sind als bei der Kolonisierung des Mondes. Um neue Ideen zu erhalten, veranstaltete die NASA 2015 einen Wettbewerb , an dem unter anderem Architekten, Ingenieure und Wissenschaftler teilnahmen. Alle Projekte müssen einem Punkt entsprechen: Um einige oder alle Elemente zu erstellen, benötigen Sie einen 3D-Drucker. Die Bedingungen erforderten auch eine Wohnfläche von mindestens 93 Quadratmetern und die Verfügbarkeit von lebenserhaltenden Systemen, Sanitäranlagen, einem Ort zum Kochen und Schlafen.

Eine der besten Ideen war das LavaHive-Projekt. Dies ist ein aufblasbares System, von dem einige Elemente gedruckt werden müssen. Eine der nützlichen Eigenschaften eines solchen Gebäudes ist die Fähigkeit zu blasen, zu sammeln und zu transportieren.



Weniger auf den ersten Blick ein realistisches Projekt - Staye A While. Es wird vorgeschlagen, das Gebäude unter der Erde unter einem gefrorenen Meer in der Nähe des Äquators zu platzieren.



Heute verfügen wir über Technologien, die es ermöglichen, Ladungen mit hoher Wahrscheinlichkeit zum Mars zu liefern. Was ist mit Menschen? Viele weitere Probleme, einschließlich Strahlung, müssen gelöst werden, um über einen so langen Flug zu sprechen, wodurch die Besatzung am Leben und gesund bleibt. Es gibt Materialien auf dem Planeten selbst, die theoretisch für den Bau von Gebäuden mit denselben 3D-Druckern geeignet sind. Diese Technologie muss jedoch auch getestet werden, um über ihre Wirksamkeit zu sprechen. Unter Berücksichtigung der Zeit zwischen möglichen Schiffsstarts sollte sich die Kolonie etwa drei Jahre lang selbst versorgen. Es wäre verschwenderisch, Lebensmittel, Materialien und Werkzeuge für einen solchen Zeitraum mitzunehmen. Daher ist es wichtig, die Landwirtschaft auf dem Mars in Betracht zu ziehen.

Wann fliegen wir zum Mars? Wie wird die Wohnung des Kolonisten aussehen? Weder ich noch die NASA oder Roscosmos haben die genaue Antwort.

Source: https://habr.com/ru/post/de398777/