Ein luftgefülltes Marshabitat hat ja einen ordentlichen Innendruck.
In der Praxis braucht man mindestens etwa 0,3 Bar Innendruck mit einer Sauerstoffatmosphäre... es spricht aber auch einiges für eine Luftatmosphäre mit 1 Bar (wie auf der Erde oder auch auf der ISS).
Ein Marshabitat mit so einem Innendruck verhält sich entsprechend wie ein aufgeblasener Ballon. Man kann einfach Material darauf schütten, der Innendruck trägt das Gewicht der Aufliegenden Masse bis zu einem gewissen Grad. Man denke nur an einen mit 1 Bar aufgeblasenen Autoreifen. Wenn man den eingräbt wird er auch nicht gleich unter dem Gewicht der Erde zusammengedrückt...
Bei 0,3 Bar Innendruck könnte man immerhin bis zu satte
3t 7,8t (Abschirm- oder Isoliermaterial) pro Quadratmeter auf das Habitat schütten ohne das dieses irgendwie verstärkt werden müsste. Bei 1 Bar sogar
10t 26t. Bereits weniger als 1t Regolit pro Quadratmeter sollten eine ausgezeichnete Abschirmung gegenüber Strahlung und gleichzeitig eine gute Wärmeisolierung darstellen.
Habitatmodule könnte man in zylindrischer Form auf dem Mars fertigen, naheliegende Materialien sind Stahlblech (vor allem langfristig eine gute Lösung weil es auf dem Mars bekanntlich viel Eisen gibt das sich vor Ort gewinnen lässt) und eventuell Kunststoff (denkbar sind auch aufblasbare Module aus reißfester Folie). Auch Titan- und Aluminiumblech können eine Option sein, auch diese Elemente findet man in größeren Mengen auf dem Mars und lassen sich theoretisch langfristig dort gewinnen. Diese zylindrischen Module könnte man dann etwa zur Hälfte in einem dafür ausgehobenen Graben versenken und anschließend mit dem beim Ausheben des Grabens gewonnenen Material bedecken. Neben einer zylindrischen Form sind freilich auch andere Formen denkbar, etwa Ellipsoid oder Kugel.
Es gibt natürlich noch weitere Möglichkeiten. Eine davon ist entsprechende Habitate einfach von der Erde mitzubringen und/oder Lander bzw. Raketenstufen entsprechend zu adaptieren. Auch diese könnte man freilich wie dargestellt eingraben. Eine weitere Methode ist das Gewinnen von Ziegeln auf dem Mars. Aus diesen könnte man dann klassische Ziegelgewölbe bauen, diese anschließend eingraben, die Innenseite mit einer dichtenden Wandfarbe bestreichen und man hat ein Habitat. Weiters könnte man noch Stollen graben oder sogar natürliche Höhlen nutzen. Vorgeschlagen wurde auch das Überdecken natürlicher Krater oder Gräben, beides erscheint aber nur sehr langfristig sinnvoll. Eine weitere Möglichkeit wären doppelwandige Habitate, der Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Wand könnte mit Regolit gefüllt werden, so könnte man sich das Graben ersparen.
Ob es sinnvoller ist Gewächshäuser künstlich zu beleuchten oder mit Sonnenlicht zu versorgen ist keineswegs offensichtlich. Fakt ist jedenfalls das man bei gleicher Fläche und gleichem Bauvolumen mit einem künstlich beleuchteten Gewächshaus um einiges mehr produzieren könnte als mit einem mit Sonnenlicht beleuchteten. Und mit Kernreaktoren wäre es relativ einfach einer Basis so viel Energie zur Verfügung zu stellen wie sie braucht. Wenn man einmal mit Projekten wie etwa der Gewinnung von Metallen und Kunststoffen "in situ" auf dem Mars anfängt braucht man dafür vermutlich bald mehr Energie als man für künstlich beleuchtete Gewächshäuser brauchen könnte, dazu muss man das auch in Relation sehen.
Ein bekanntes Bild: Eine Marsbasis die hauptsächlich aus eingegrabenen Zylindermodulen besteht- inklusive künstlich beleuchteter Gewächshäuser
Das klassische Ziegelgewölbe: Eine Alternative?
Gewächshäuser müsste man sehr wahrscheinlich auch nicht abschirmen weil die meisten Pflanzen strahlenresistent genug sein sollten. Sooo schlimm ist die Strahlung auf dem Mars ja auch wieder nicht. Als Wandmaterial für transparente Module kommen wohl vor allem Kunststoffe wie Polycarbonate in Frage. Will man eine Abschirmung könnte man ein doppelwandiges Habitat bauen bei dem der Zwischenraum zwischen innerer und äußerer Hülle wassergefüllt ist. Eine Doppelwand kann auch alleine aus Gründen der thermischen Isolierung sinnvoll sein und zur Sicherheit bei Leckagen beitragen. Auch die Dimensionierung von Gewächshäusern ist eine offene Frage. Als Minimallösung wären etwa transparente Kunststoffschläuche mit vielleicht 1-2cm Durchmesser denkbar welche auf dem Marsboden ausgelegt und mit Wasser und Düngemitteln durchströmt werden. An der Wand dieser Schläuche könnten so Algen wachsen die man regelmäßig abernten und dann zu Nahrungsmitteln oder Tierfutter weiterverarbeiten könnte.
Bild: Könnten "Gewächshäuser" auf dem Mars so aussehen?
Auch normale Pflanzen könnte man in Kunststoffschläuchen mit vielleicht 0,5m Durchmesser anbauen und automatisiert pflanzen, gießen, düngen, abernten. Nahezu beliebig größere Gewächshäuser sind aber freilich ebenso denkbar. Gewächshäuser müssen auch nicht mit den Habitaten bzw. mit ihrer Atmosphäre verbunden sein. So kann man ein Gewächshaus einfach mit einer CO2-Atmosphäre füllen die für Menschen giftig wäre, die sich auf dem Mars aber einfacher herstellen lässt, das eliminiert auch die Feuergefahr und kann für Pflanzen vorteilhaft sein. Außerdem braucht man dann keine großen Sicherheitsvorkehrungen für den Umgang mit Leckagen.
