Raumfahrt: Der Wettlauf zum Mars hat begonnen
Er ist der zweite Mensch, der seinen Fuß auf einen fremden Himmelskörper gesetzt hat: Am 21. Juli 1969 gegen 4:15 Uhr, etwa 20 Minuten nach Neil Armstrong, betrat Buzz Aldrin den Mond. Jetzt fordert der 83-Jährige in seinem Buch Mission to Mars(öffnet im neuen Fenster) , den Nachbarplaneten zu besiedeln.
Vier Jahrzehnte nach seiner Mondlandung drängt Aldrin erneut darauf, dass die USA eine Führungsrolle im Weltraum behaupten. Die Technik sei bald so weit, sagte er kürzlich auf der Konferenz Humans To Mars(öffnet im neuen Fenster) (H2M). Bis 2030 oder 2040 sollte es möglich sein, eine ständige Siedlung auf dem Mars zu unterhalten.
Doch die Zeiten haben sich seit Aldrins Mondfahrt geändert: Statt nur zwei sind heute eine ganze Reihe von Konkurrenten am Start. Das Rennen zum Mond sei ein Zweikampf gewesen, das zum Mars ein olympischer Wettbewerb, sagt Nasa-Direktor Charles Bolden. Und einige der Wettkämpfer sind ungeduldig: Schon in wenigen Jahren wollen zwei private Raumfahrtunternehmen Missionen auf die Reise schicken - das eine begnügt sich mit einem Vorbeiflug, das andere will gleich landen und sucht gar schon freiwillige Kolonisten. Auch die großen Raumfahrtnationen USA und Russland sowie die Europäische Union wollen zum Nachbarplaneten. Dabei gelten im Weltraum noch die alten ideologischen Grenzen, wie der Umgang mit China zeigt.
Nasa: Priorität Mars
Einer der wichtigsten Akteure in diesem Bereich ist nach wie vor die National Aeronautics and Space Administration(öffnet im neuen Fenster) (Nasa). Für die US-Raumfahrtbehörde habe der Mars Priorität, sagte Bolden in seiner Rede bei der H2M(öffnet im neuen Fenster) . "Unser gesamtes Explorationsprogramm ist auf dieses Ziel ausgerichtet."
"Das Interesse, Menschen zum Mars zu schicken, ist niemals größer gewesen" , stellte Bolden befriedigt fest. 2012 habe die Nasa auch die zweitgrößte Zahl an Astronautenbewerbungen erhalten - über 6.300. Das Interesse drückt sich auch konkret in Zahlen aus: 17,7 Milliarden US-Dollar will Präsident Barack Obama der Nasa 2014 als Etat zur Verfügung stellen - das ist eine Milliarde mehr als in diesem Jahr.
Schließlich hat Obama selbst das Ziel Mars gesteckt : Mitte der 2030er Jahre, so verkündete er 2010, sollten Menschen den Nachbarplaneten umrunden und wieder auf die Erde zurückkehren. Danach wollen die USA Menschen auf dem Mars landen lassen. "Ich erwarte, dass das zu meinen Lebzeiten passieren wird." , erklärte der US-Präsident seinerzeit. Immerhin: Die Arbeiten sind schon im Gange.
Orion und Space Launch System
Orion Multi-Purpose Crew Vehicle(öffnet im neuen Fenster) (MPCV) heißt das Raumfahrzeug, mit dem die Astronauten künftig durch das Weltall reisen sollen. Vom Konzept her gleicht es eher dem alten Apollo-Programm als den schicken, aber doch recht anfälligen Spaceshuttles, die für Missionen in den sogenannten Deep Space ohnehin nicht geeignet gewesen wären: Das MPCV besteht aus einem konischen Mannschafts- und Servicemodul, das von einer Trägerrakete ins All transportiert wird.
Das Servicemodul, das neben einem Antrieb auch Systeme zur Erzeugung und Speicherung von Strom sowie Tanks für Wasser, Sauerstoff und Stickstoff enthält, wird bei der Rückkehr vor dem Wiedereintritt in die Erdatmosphäre abgetrennt. Lediglich das Mannschaftsmodul wird an Fallschirmen zur Erde zurückkehren und im Pazifik wassern. Da Orion viel größere Distanzen zurücklegen soll - schließlich geht es nicht nur mal eben zum Mond, sondern erst zum Asteroiden-Gürtel und später zum Mars -, ist das Modul größer als die alte Apollo-Kommandokapsel. Um es in den Weltraum zu befördern, ist auch mehr Schubkraft nötig. Die soll das Space Launch System(öffnet im neuen Fenster) (SLS) liefern - das ist die neue Trägerrakete, die die Nasa für die Ära der Raumfahrt entwickelt und die die alten Saturnraketen in den Schatten stellt. Der Erstflug eines SLS ist für 2017 geplant .
Neuer Wettlauf ins All
Doch nicht nur die Nasa peilt den Mars an - tatsächlich hat längst ein Rennen zu dem Planeten begonnen. Aber das sei, sagte Bolden, anders als der "ursprüngliche Wettlauf ins All" , der wie "ein Spiel von zwei Gegnern" gewesen sei - und in dem die USA zunächst unterlagen: Es war die UdSSR, die den ersten Satelliten in die Erdumlaufbahn schoss und später den ersten Menschen folgen ließ. Das wollten die USA nicht auf sich sitzen lassen: Auf den Mond wollten sie unbedingt vor der Sowjetunion.
Der neue Wettlauf ins All hingegen sei "ein Turnier von Konkurrenten, das mehr der Endrunde der Basketball-Profiliga, den Olympischen Spielen oder dem Rennen um die Triple Crown(öffnet im neuen Fenster) ähnelt" , sagte Bolden. Die Nasa hat mehr Konkurrenz bekommen: Eine ganze Reihe von Rivalen will auf den Mars, und das sind nicht mehr staatliche Stellen, sondern auch Privatunternehmen. Das Unternehmen Mars One(öffnet im neuen Fenster) etwa, das in diesem Frühjahr einiges Aufsehen erregt hat.
Mars One: Zum Mars - ohne Rückfahrschein
Die Idee der Niederländer: eine Kolonie auf dem Mars zu gründen, und das schon recht bald. In drei Jahren will Mars One das erste Raumschiff zum Mars schicken. Es soll - ebenso wie mehrere folgende - Versorgungsgüter auf den Nachbarplaneten bringen: Solarzellen, Rover, Systeme zur Lebenserhaltung, schließlich Wohnmodule. Bis 2021 soll die Kolonie bezugsfertig sein. Im Jahr darauf sollen die ersten Bewohner einziehen.
Bewerber gibt es mehr als genug: Über 78.000 Bewerbungen(öffnet im neuen Fenster) erhielt Mars One in den ersten beiden Wochen - mehr als zwölfmal so viele wie die US-Raumfahrtbehörde im ganzen vergangenen Jahr. Und die Niederländer nehmen noch bis zum 31. August Bewerbungen an. Zu den Bewerbern zählt auch der Magdeburger Stephan Günther, der im Gespräch mit Golem.de bekennt , "ein Weltraumverrückter" zu sein.
Die Resonanz verwundert ein wenig angesichts des Hakens des Vorhabens von Mars One: Die Kolonisten buchen einen Einwegtrip. Eine Rückkehr zur Erde ist nicht vorgesehen. Zum einen sei der Rücktransport zu teuer. Zum anderen könnten sich Menschen, die längere Zeit in der Schwerelosigkeit im Raumtransporter sowie in der geringeren Schwerkraft auf dem Mars verbracht hätten, den Bedingungen auf der Erde nicht mehr anpassen, argumentiert Mars One.
Keine Privatsphäre auf dem Mars
Finanzieren will Mars-One-Chef Bas Lansdorp das Vorhaben durch den Verkauf von Übertragungsrechten. Das ganze Projekt soll im Fernsehen übertragen werden. Die Zuschauer auf der Erde sollen alles live verfolgen können: die Auswahl der Kandidaten - vier aus zehntausenden -, die Flüge und natürlich alles, was auf dem Mars geschieht: die Landung der ersten unbemannten Schiffe, die Vorbereitungen und natürlich erst recht, wenn die Kolonisten eintreffen. Big Brother auf dem Mars.
Dass das Projekt bis ins Letzte durchdacht ist, scheint ein wenig fraglich. Auf einem Planeten, auf dem es - wie aktuelle Aufnahme zeigen - nur Sand im Überfluss gibt, müssten die Kolonisten wahrscheinlich dauerhaft von der Erde aus versorgt werden. Was aber ist, wenn die Übertragungsrechte nicht genug einbringen, um die Transporte zu finanzieren, was, wenn Mars One gar bankrott geht? Hinzu kommen die wenig lebensfreundlichen Bedingungen wie immense Temperaturschwankungen, eine deutlich höhere Strahlenbelastung oder die Unterbrechung des Funkkontakts aufgrund der Konstellation von Erde, Mars und Sonne. Doch von solchen Komplikationen lässt sich auch ein anderer Weltraumverrückter nicht abschrecken: Dennis Tito.
Inspiraton Mars: Familienausflug ins All
Kurz vor Lansdorps spektakulärem Aufruf hatte der US-Unternehmer Dennis Tito einen Mars-Plan angekündigt . Tito, der 2001 als erster Tourist zur ISS geflogen war, plant seinen nächsten Weltraum-Coup: einen Flug von der Erde zum Mars. Anders als Lansdorp spendiert er seiner Crew auch einen Rückflug zur Erde.
Inspiration Mars(öffnet im neuen Fenster) nennt der US-Unternehmer sein Vorhaben: Er will seine Mannschaft auf eine Rundreise(öffnet im neuen Fenster) zum Mars, um den Planeten herum und wieder zurück zur Erde schicken. Zwei Personen sollen die interplanetarische Reise antreten, eine Frau und ein Mann - idealerweise ein Ehepaar. Zwei Personen, damit sie sich gegenseitig Gesellschaft leisten, ein Paar, um der Verlorenheit im All eine Vertrautheit entgegenzusetzen.
Günstige Konstellation 2018
Auch Tito verfolgt einen ehrgeizigen Zeitplan: Am 5. Januar 2018 soll seine Mission starten. Warum gerade an diesem Datum? Dann stehen Erde, Mars und Venus besonders günstig zueinander. Das Raumschiff könnte die Schwerkraft der Planeten als Antrieb nutzen und so die Rundreise zum Mars in etwa anderthalb Jahren schaffen, die andernfalls zwei bis drei Jahre dauern würde. Erst 2031 werden die drei Planeten wieder so günstig zueinander stehen.
Um die Kosten niedrig- und die Entwicklungszeit kurzzuhalten, will Tito auf vorhandene Raumfahrttechnik zurückgreifen: Die Dragon(öffnet im neuen Fenster) , die Raumfähre des US-Raumfahrtunternehmens Space Exploration Technologies(öffnet im neuen Fenster) (SpaceX), schwebt ihm vor, soll als interplanetarisches Reisegefährt dienen. Weltraumerfahren ist sie ja schon: Sie ist schon mehrfach zur Internationalen Raumstation (ISS) geflogen , bisher allerdings nur unbemannt und nur in niedrigen Sphären. Für einen Flug zum Mars müsste sie mit ganz anderen Strahlenschutz- und Lebenserhaltungssystemen ausgestattet werden.
SpaceX: Musk mag Mars
SpaceX-Chef Elon Musk wird es dennoch gern hören. Nicht nur, weil seinem Raumfahrtunternehmen dann ein gutes Geschäft winkt. Er selbst strebt nämlich ebenfalls zum Mars. Mitte der 2020er Jahre, so erklärte er im vergangenen Jahr , sollte das möglich sein.
Ein Schlüssel für regelmäßige Besuche und eine Besiedelung des Mars sei eine wiederverwendbare Rakete, sagte er. Sie würde die Kosten für Marsflüge reduzieren. SpaceX selbst arbeitet an einem solchen Konzept mit der experimentellen Rakete Grasshopper .
So weit der Westen. Was aber macht die Konkurrenz im Osten?
Russland: der Mars in Moskau
Die Russen lagen ja anfangs bei der Raumfahrt vorn. Auch auf dem Mars waren sie schon: Im Juni 2010 ist eine Mannschaft aus drei Russen, einem Italiener, einem Franzosen und einem Chinesen zum Nachbarplaneten gestartet. 520 Tage - vom 3. Juni 2010 bis zum 4. November 2011 - dauerte die Mission. Die sechs Raumfahrer flogen zum Mars, landeten auf dem Nachbarplaneten, einige stiegen aus, erkundeten ihn und kehrten zur Erde zurück.
Der Haken an der Mission: Der Weltraum befand sich im Institut für Biomedizin in der russischen Hauptstadt Moskau. Die sechsköpfige Crew(öffnet im neuen Fenster) hat die Erde nie verlassen. Sie harrte knapp anderthalb Jahre lang in einer raumschiffähnlichen Behausung von 250 Quadratmetern aus. Ziel des Gemeinschaftsprojekts Mars500(öffnet im neuen Fenster) war, die Bedingungen zu simulieren, denen Raumfahrer bei einer solchen Langzeitmission ausgesetzt sind. Dabei ging es um Fragen der Ernährung, um die Interaktion der Besatzung sowie um die psychische Belastung, die die lange Isolation in einer kleinen Gruppe für den Einzelnen darstellt.
Trockenkosmonauten unter Dauerbeobachtung
Deshalb wurden die sechs Trockenkosmonauten praktisch rund um die Uhr von Kameras beobachtet, laufend wurden Daten von dem Pseudoraumschiff und seinen Bewohnern erhoben. Lediglich in der eigenen Kajüte hatten sie ein wenig Privatsphäre. Big Brother wie bei Mars One - nur eben nicht auf dem Mars, sondern auf der Erde.
Zwei Faktoren blieben jedoch - gezwungenermaßen - außen vor: Weder die Strahlenbelastung noch die Auswirkungen der Schwerkraft ließen sich in Marskau simulieren. Dennoch werteten die beteiligten Forschungsinstitutionen das Projekt als Erfolg. Sie hätten wertvolle Daten sammeln können und seien dem Mars einen Schritt näher gekommen, resümierten sie.
Das kann die russische Raumfahrtagentur Roskosmos nicht unbedingt von sich behaupten: Ihre letzte Marsmission schlug fehl. 2011 startete sie Fobos-Grunt: Die Sonde sollte zum Marsmond Phobos fliegen, dort Bodenproben nehmen und sie zur Erde bringen. So weit kam die Sonde aber nicht: Schon in der Erdumlaufbahn war Endstation - Fobos-Grunt war per Funk nicht mehr zu erreichen und blieb im Orbit stecken. Im Januar 2012 schließlich stürzte die Sonde über dem Pazifik ab . Den nächsten Versuch unternimmt Roskosmos deshalb lieber nicht allein, sondern hat den Einstieg in ein bereits existierendes Projekt vorgezogen: Exomars.
Europa und Mars
Exomars(öffnet im neuen Fenster) ist Mitte des vergangenen Jahrzehnts von der europäischen Raumfahrtagentur, der European Space Agency(öffnet im neuen Fenster) (Esa), initiiert worden. Es war zunächst als rein europäische Mission geplant. 2009 stieg die Nasa ein - und nach drei Jahren wegen finanzieller Engpässe wieder aus. Im März 2013(öffnet im neuen Fenster) schloss sich stattdessen Roskosmos dem Esa-Projekt an.
2016 und 2018, so das Ziel(öffnet im neuen Fenster) , sollen zwei unbemannte Missionen starten: 2016 werden ein Marssatellit, der Trace Gas Orbiter(öffnet im neuen Fenster) (TGO, Spurengasorbiter), der die Atmosphäre untersuchen soll, und ein Eintritts-, Abstiegs- und Landedemonstrationsmodul(öffnet im neuen Fenster) (EDM) den Flug zum Mars antreten.
Zwei Jahre später soll ein Rover(öffnet im neuen Fenster) folgen, der unter anderem zwei Meter tief in den Marsboden bohren und Proben entnehmen soll. Für einen späteren Zeitpunkt schließlich ist geplant, auf dem Mars entnommene Proben zur Erde zurückzubringen(öffnet im neuen Fenster) . Konkurrenz schließlich gibt es auch im Fernen Osten:
China: Taikonauten auf großer Fahrt
Denn auch die kommende Weltmacht China wird im Weltraum eine Rolle spielen. 2003 startete der erste Taikonaut von China aus in den Weltraum. 2011 haben die Chinesen eine experimentelle Raumstation, Tiangong I (Himmelspalast), in die Erdumlaufbahn geschossen. Im gleichen Jahr schickten sie noch eine unbemannte , im Jahr darauf eine bemannte Mission zu der Station.
Und China denkt schon weiter: Bis zum Ende des Jahrzehnts soll eine zweite chinesische Raumstation in die Erdumlaufbahn geschossen werden. Diese wird dann kein Provisorium. Ganz im Gegenteil hegen die Chinesen ehrgeizige Pläne: Der neue Himmelspalast soll die Nachfolge der Internationalen Raumstation antreten. Diese soll voraussichtlich im Jahr 2020 ausgedient haben und dann zum Absturz gebracht werden.
Bemannt zum Mars
Auch der Mars steht auf der Agenda der China National Space Administration(öffnet im neuen Fenster) (CNSA): 2006 erklärte die Weltraumagentur, zwischen 2014 und 2033 eine unbemannte Mission zum Mars schicken zu wollen. Zwischen 2040 und 2060 sollen sich Taikonauten, wie die fernöstlichen Raumfahrer genannt werden, auf die interplanetarische Reise begeben.
Der erste Versuch Chinas, den Mars zu erreichen, verlief indes wenig erfolgreich: 2011 wollte die CNSA die Sonde Yinghuo-1 zum Marsmond Phobos schicken - zusammen mit dem russischen Raumfahrzeug Fobos Grunt. Anders als mit dem Nachbarn Russland scheint eine Zusammenarbeit mit den USA vorerst nicht in Sicht.
Ideologische Differenz im All
Dabei wäre es doch praktisch, wenn die verschiedenen Raumfahrtagenturen und -unternehmen zusammenarbeiteten. Mit vereinten Kräften - und Etats - ließe sich ein solches Vorhaben wahrscheinlich besser umsetzen. Doch dazu wird es vorerst wohl nicht kommen: Im Weltraum ist der Kalte Krieg offensichtlich noch nicht zu Ende, wie Buzz Aldrin beklagt.
"Derzeit verbietet es der Kongress der Nasa leider, mit China überhaupt nur zu reden" , kritisierte der Weltraumveteran im Gespräch mit dem Nachrichtenangebot Universe Today(öffnet im neuen Fenster) . Der Widerstand der USA hat bisher auch eine chinesische Beteiligung an der ISS verhindert. Es fehle eine "Offenheit zwischen unseren beiden Ländern" . Jeder sei nur auf seinen eigenen Vorteil bedacht. Dabei gebe es "hier für die USA eine wunderbare Gelegenheit, eine globale Führungsrolle bei Weltraumaktivitäten auszuüben." . Vielleicht ist aber auch nicht die mangelnde Offenheit - oder Ideologie - das Problem, sondern der globale Führungsanspruch. Auch wenn die USA derzeit ohne Zweifel die Führung auf dem Mars innehaben.
Opportunity, Spirit, Curiosity: Pioniere auf dem Mars
Die Nasa ist bereits um und auf dem Mars präsent: Der Rover Curiosity(öffnet im neuen Fenster) ist im August 2012 auf dem Planeten gelandet und sucht seither nach den Spuren von Leben. Er hat zumindest schon Hinweise darauf gefunden , dass der Mars nicht immer so trocken war wie heute, sowie in Bodenproben jene chemischen Elemente , auf denen Leben, wie wir es kennen, beruht.
Aber Curiosity ist nicht der einzige Rover der Nasa auf dem Mars: Opportunity(öffnet im neuen Fenster) , einer seiner Vorgänger, ist auch noch aktiv - weit über seine Lebenserwartung hinaus: Die Mission des im Januar 2004 auf dem Mars gelandeten Rovers war nur auf wenige Monate angelegt. Während sein Zwilling Spirit vor zwei Jahren aufgegeben wurde, sorgt Opportunity zuweilen noch für spektakuläre Entdeckungen .
Während Curiosity und Opportunity munter auf der Oberfläche umherfahren, kreist der Mars Reconnaissance Orbiter(öffnet im neuen Fenster) (MRO) um den Mars. Die Raumsonde hat ihre Primärmission schon abgeschlossen, dient aber noch als fliegende Kommunikationsplattform und liefert zuweilen Bilder von den Aktivitäten der Oberfläche .
Der nächste Marsbesuch wird auch schon vorbereitet: 2020 soll ein mit Curiosity praktisch identischer Rover starten. Allerdings zeigen kürzlich veröffentlichte Daten vom Flug des Rovers Curiosity, dass ein solches Unternehmen mit größeren Schwierigkeiten verbunden ist als bislang angenommen.
Strahlend durchs All
Die Nasa hatte mit Curiositys Messgerät Radiation Assessment Detector(öffnet im neuen Fenster) (Rad) die Strahlenbelastung während des interplanetarischen Flugs gemessen. Die Besatzung einer Raumfähre wäre einer Strahlendosis von etwa 0,66 Sievert (Sv) ausgesetzt. Diese Strahlendosis bedeutet für Menschen ein erhöhtes Krebsrisiko.
Der gemessene Wert überschreitet die hierzulande zulässigen Grenzwerte deutlich: Das Bundesamt für Strahlenschutz erlaubt beim beruflichen Umgang mit strahlendem Material im Jahr eine Dosis von 20 Millisievert (mSv). Für das ganze Berufsleben liegt der erlaubte Höchstwert bei 0,4 Sv. Für Astronauten liegt der Wert höher: Die Esa erlaubt eine Jahresdosis von 0,5 Sv und eine Lebensdosis von 1 Sv.
Ob sich der Gefahr beikommen lässt, ist unklar: Derzeit bieten Raumfahrzeuge nur Schutz vor der Solarstrahlung. Die macht aber nur den einen geringen Teil der Strahlendosis auf der Reise aus. Der große Rest entfiel auf die hochenergetische galaktische kosmische Strahlung, gegen die ein wirksamer Schutz kaum möglich ist.
Schnell durch Fusion
Eine Möglichkeit, die Strahlenbelastung auf dem Weg zum Mars zu verringern, ist, die Reise zu verkürzen - mit besseren Triebwerken. Das US-Raumfahrtunternehmen MSNW(öffnet im neuen Fenster) arbeitet an einem Fusionsantrieb, das die Reise zum Mars drastisch verkürzen soll.
Das Triebwerk nutzt Deuterium als Treibstoff. In einer Brennkammer wird ein winziges Tröpfchen des Wasserstoff-Isotops mit Hilfe von Ringen aus Lithium derart komprimiert, dass eine Fusionsreaktion ausgelöst wird. Die dauert zwar nur einige Millionstelsekunden, setzt aber genug Energie frei, um die Metallhülle zu ionisieren. Ein Magnetfeld stößt das Metallplasma dann mit einer Geschwindigkeit von 30 Kilometern pro Sekunde aus.
Mit einem solchen Antrieb verkürze sich die Flugzeit zum Mars auf einen bis drei Monate, erklärt MSNW. Zum Vergleich: Curiosity war gut acht Monate unterwegs. Bislang ist das aber noch Theorie. Im Spätsommer soll ein Prototyp des Fusionstriebwerks erstmals gezündet werden. 2020 könnte, so glaubt das Unternehmen, ein Raumschiff mit Fusionsantrieb (Fusion Driven Rocket, FDR) einsatzbereit sein und Aldrins Forderung nach einer Besiedelung des Mars Realität werden lassen.