Zukünftige Mars-Erforschung

Der "Angry Astronaut" hat ein durchaus informatives Video zu diesem "Noctis-Landeplatz" gemacht:

"Marsstaub als Lebensgrundlage? Für bestimmte Bakterien kein Problem

Ein internationales Forschungsteam rund um ZARM-Wissenschaftler Dr. Cyprien Verseux hat eine Cyanobakterien-Unterart identifiziert, die für den Einsatz in einem biologischen Lebenserhaltungssystem, das Menschen ein Überleben auf dem Mars ermöglicht, am besten geeignet zu sein scheint. Die Ergebnisse wurden in der Fachzeitschrift „Applied and Environmental Microbiology” veröffentlicht. Eine Pressemitteilung des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen."


Anzucht von Entengrütze basierend auf der Biomasse von Anabaena sp. PCC 7938 im Vergleich zu hochreinem Wasser (ddH2O) und einer Standartnährlösung (Hoagland). (Bild: Guillaume Chopin / ZARM, Universität Bremen)

Weiter in der Pressemitteilung des Zentrums für angewandte Raumfahrttechnologie und Mikrogravitation (ZARM) der Universität Bremen  =>  Link zum Portalartikel

Viele Grüße, James

Die NASA hat neue Pläne um in etwa 10 Jahren, nach erfolgreicher Proben-Rückholung, die Marserforschung zu intensivieren.
Preiswerte Missionen (um die 100 - 300 Mill.$) sollen ca. alle 2 Jahre (also bei jeder sich bietenden Gelegenheit) durchgeführt werden. Dazu kommen dann noch spezielle, aufwändigere, z.B. bemannte, Missionen.
Schwerpunkte sollen dabei die Suche nach Leben, die Suche nach Überlebensmöglichkeiten für Astronauten sowie Geologie und Klima sein.
Darüberhinaus sollen dann auch noch die inzwischen altersschwachen Kommunikations-Satelliten ausgetauscht werden.
Das Ganze unter starker Einbindung der Privatindustrie.

https://spacenews.com/nasa-releases-draft-strategy-for-long-term-robotic-mars-exploration

Z.Zt. läuft das "Humans to Mars" - Symposium

Die NASA plant jetzt frühestens 2040 bemannt auf dem Mars zu landen.
Dem könnte ein "Marsvorbeiflug" 2033 vorangehen.

Diese Planung kommt dadurch zustande, daß sie erst zumindest eine Marsflug-Simulation mittels Lunar-Gateway und Mondlandung (6 Monate Gatewayaufenthalt, dann 30 Tage auf dem Mond und anschließend wieder 6 Monate Gateway!)  durchführen wollen, interne und internationale Unterstützung für dieses sehr teure Projekt organisieren müssen und auch darauf setzen, daß die Marsflieger/-lander stark durch Roboter unterstützt werden sollen, welche auch, ebenso wie die gesammte restliche Hardware, noch zu entwickeln wären.

Und sogar dieses Landedatum halten sie für sehr kühn und anspruchsvoll!

https://www.space.com/nasa-mars-by-2040-audacious-goal

Edit:
Wundert mich in diesem Zusammenhang wieder einmal, daß sie das Starship als ersten Mondlander ausgewählt haben (war wohl doch nahezu ausschließlich finanzieller Natur), wo sie es jetzt für den Mars so überhaupt nicht in Betracht zu ziehen scheinen. Sonst würden sie nicht auf so sonderbare Ideen kommen einen 12-monatigen Mars-hin-rück-flug in dem winzigen Lunar-Gateway simulieren zu wollen.Entweder suchen sie jetzt krampfhaft nach einem Verwendungszweck für dasselbe, oder sie planen da ein wesentlich grösseres Modul für.
Wenn sie schon mit einer permanent bemannten Mondstation planen, die ja wohl mittelfristig nicht ohne das Starship realisierbar sein dürfte, wäre es doch das Nächstliegende auch solch eine Marsflugsimulation mit dem Starship zu planen, da ja wohl auch der Marslander eine HLS-Starship-Modifikation sein dürfte. Und wenn es tatsächlich darauf hinauslaufen wird, dann ist wohl auch dieses "2040-Datum" nicht so ganz realistisch. Also entweder sie glauben selbst nicht an dieses HLS-Starship, oder diese ganze Planung ist etwas schizophren.

Prinzipiell ist das mit der Gateway-Simulation durchaus eine gute Idee. Da muss man zuerst mal für 13 Monate Nahrung, Toilettenpapier etc. hochschaffen, bevor man die Luke hinter den Probanden zumacht. Zur Einordnung: Tianzhou 6 hat vor zwei Wochen Versorgungsgüter für 3 Personen für 9 Monate zur Chinesischen Raumstation gebracht. Grob gerechnet müssten also etwa 10 t hochgeschafft und umgeladen werden - falls man mehr als 3 Leute zum Mars schicken will, entsprechend mehr - ohne dass die Ladearbeiter etwas von der Nahrung wegessen. Alternativ könnte man auch eines oder mehrere Frachtraumschiffe andocken (so man freie Koppeladapter hat) und das schrittweise Ausladen den Probanden überlassen.

Die Chinesen wollen dieses Problem dadurch umgehen, dass sie zuerst mit Robotern auf dem Mars eine Infrastruktur aufbauen. Die drei T: Treibhäuser, Toilettenpapierfabrik, Telekommunikation. Derzeit geht man davon aus, dass man das bis 2120 hinbekommt und dann nicht soviel Gepäck mit auf die Reise nehmen muss:
https://de.wikipedia.org/wiki/Marsprogramm_der_Volksrepublik_China#Raumtransportsystem_f%C3%BCr_bemannte_Marserkundung

Tipp für die NASA:
Reis ist ein Dual-Use-Produkt - die Körner kann man essen, aus den Halmen kann man Papier machen.

Edit:
Wundert mich in diesem Zusammenhang wieder einmal, daß sie das Starship als ersten Mondlander ausgewählt haben (war wohl doch nahezu ausschließlich finanzieller Natur), wo sie es jetzt für den Mars so überhaupt nicht in Betracht zu ziehen scheinen. Sonst würden sie nicht auf so sonderbare Ideen kommen einen 12-monatigen Mars-hin-rück-flug in dem winzigen Lunar-Gateway simulieren zu wollen.Entweder suchen sie jetzt krampfhaft nach einem Verwendungszweck für dasselbe, oder sie planen da ein wesentlich grösseres Modul für.
Wenn sie schon mit einer permanent bemannten Mondstation planen, die ja wohl mittelfristig nicht ohne das Starship realisierbar sein dürfte, wäre es doch das Nächstliegende auch solch eine Marsflugsimulation mit dem Starship zu planen, da ja wohl auch der Marslander eine HLS-Starship-Modifikation sein dürfte. Und wenn es tatsächlich darauf hinauslaufen wird, dann ist wohl auch dieses "2040-Datum" nicht so ganz realistisch. Also entweder sie glauben selbst nicht an dieses HLS-Starship, oder diese ganze Planung ist etwas schizophren.

Genau weiß ich das natürlich auch nicht, ich hab aber eine Vermutung:

Bei alle früheren Mars - Konzepten der NASA war es immer so, dass es am Mars eine betankte Aufstiegsstufe gibt. Meist ist der Lander dann auch die Aufstiegstufe, a la Apollo. Beim Starship ist das große Problem, dass das Ding am Mars betankt werden muss, mit heftigen 1200 Tonnen Treibstoff und Oxidator (der Mars hat ca. 5 km/s Delta-V !!). Bis heute weiß niemand so genau, was es bedeuten würde, die Masse an Treibstoff am Mars herzustellen (Wassereis erst mal in der Nähe finden, abbauen, verflüssigen, transportieren, Methan herstellen und lagern). Somit denke ich, dass die Nasa dieses Szenario vermeiden möchte. Kann ich verstehen ...

Bei alle früheren Mars - Konzepten der NASA war es immer so, dass es am Mars eine betankte Aufstiegsstufe gibt. Meist ist der Lander dann auch die Aufstiegstufe, a la Apollo.

Wenn der komplette Treibstoff für den Rückflug schon von der Erde aus zum Mars transportiert werden muß, dann ist das ein viel größeres Problem als...

Beim Starship ist das große Problem, dass das Ding am Mars betankt werden muss, mit heftigen 1200 Tonnen Treibstoff und Oxidator (der Mars hat ca. 5 km/s Delta-V !!). [...] Somit denke ich, dass die Nasa dieses Szenario vermeiden möchte. Kann ich verstehen ...

Ein Apollo-like Lander für den Mars ist ein kleineres Problem? Da müssen die heftigen 1200t dann schon von der Erde aus hingebracht werden. Oder von mir aus die Hälfte bei einem etwas schlankeren Schiff, wobei eher nicht, denn das muß dann mit dem ganzen Zeugs dort auch noch Landen. Sowas erfordert dann einen noch viel größeren Monster-Träger bzw. zig Tankerflüge bis zum Mars oder andere unglaublich aufwändige Maßnahmen.

Die Insitu-Produktion vor Ort ist mMn nach die schlankeste und einfachste Lösung, die mittelfristig realisierbar erscheint.

Ein Apollo-like Lander für den Mars ist ein kleineres Problem? Da müssen die heftigen 1200t dann schon von der Erde aus hingebracht werden.

Es gibt ja auch durchaus Pläne mit Produktion vor Ort, aber die NASA kalkuliert für die Aufstiegsstufe (MAV = Mars Ascent Vehicle) halt nur 33 Tonnen Sprit, das geht dann wohl deutlich einfacher als das riesige Starship vollzutanken.

https://www.nationalgeographic.de/wissenschaft/wie-gelingt-der-rueckflug-vom-mars

Es gibt ja auch durchaus Pläne mit Produktion vor Ort, aber die NASA kalkuliert für die Aufstiegsstufe (MAV = Mars Ascent Vehicle) halt nur 33 Tonnen Sprit, das geht dann wohl deutlich einfacher als das riesige Starship vollzutanken.

https://www.nationalgeographic.de/wissenschaft/wie-gelingt-der-rueckflug-vom-mars

Danke für den Artikel!
Ja, dort wird auch nichts anderes gesagt, als daß Treibstoff auf dem Mars produziert werden muss. Zwar dann nur 33t, aber Insitu ist ja dann trotzdem nötig. Also kein Apollo-like Lander. Und wenn man das eh machen muss, warum dann nicht skalierbar?

Sensei (ist hier leider nicht mehr aktiv) hatte mal berechnet, daß ein einzelnes Starship soviel PV zum Mars bringen kann, daß damit über einen ausreichenden Zeitraum genug Treibstoff für den Starship Rückflug produziert werden kann.

Ja, dort wird auch nichts anderes gesagt, als daß Treibstoff auf dem Mars produziert werden muss. Zwar dann nur 33t, aber Insitu ist ja dann trotzdem nötig. Also kein Apollo-like Lander. Und wenn man das eh machen muss, warum dann nicht skalierbar?

Irgendwie versteh ich die Argumentation nicht. Ich würde mal davon ausgehen, dass es viel leichter ist, 33 Tonnen statt 1200 Tonnen zu produzieren, auch wenn der Vorgang im Prinzip der selbe ist. Ich bau ja auch kein Haus mit 40 Stockwerken für meine Familie, nur weil man den Prozess prinzipiell skalieren könnte.

Irgendwie versteh ich die Argumentation nicht. Ich würde mal davon ausgehen, dass es viel leichter ist, 33 Tonnen statt 1200 Tonnen zu produzieren, auch wenn der Vorgang im Prinzip der selbe ist. Ich bau ja auch kein Haus mit 40 Stockwerken für meine Familie, nur weil man den Prozess prinzipiell skalieren könnte.

Die Fähigkeit zur Treibstoffproduktion skaliert mit der Nutzlast. Die bisher bekannten Pläne für bemannte Starship Missionen sehen vor, ca. 400t Fracht zu landen und das Vorhandensein von Wasser zu prüfen, bis Menschen landen. Produktion von Wasser ist nicht schwierig, vorausgesetzt es existiert genug Wasser als Eis unter der Oberfläche am Landeort. 1200t Treibstoff sind da ein lösbares Problem.

Wenn man allerdings nur eine einzelne Mission mit 2 Menschen an der Oberfläche für ein paar Wochen plant, könnte der kleine Lander eine Alternative sein. Er ermöglicht, mehr potentielle Wasserquellen zu benutzen. Z.B. Gips Vorkommen nahe am Äquator.

Ist halt wie immer eine Frage was man versucht zu erreichen und bis wann man es erreichen will.
Will man möglichst schnell eine autarke Kolonie haben, muß man eben "klotzen". Da hat es keinen Sinn höchstens mal alle zwei Jahre 2-3 Menschlein landen zu lassen um die Fahne aufzustellen und evtl. ein paar Steinchen mit nach Hause zu bringen.
Hat man allerdings, wie offensichtlich die NASA (siehe Beispiel Artemis-Mond), nur einen "Minimalplan" und unendlich viel Zeit, dann kann man es sich auch leisten zu "kleckern".
Gottseidank sind wir heute sowohl mit der NASA wie mit SpaceX (und China!) gesegnet, die alle recht unabhängig voneinader ihre eigenen Wege gehen und hoffentlich auch wie geplant erreichen.

Obwohl es große Vorteile haben dürfte, wenn wir eine rein weibliche Mannschaft zum Mars fliegen lassen, wird es aus anderen Gründen wohl sicher auf eine "gemischte" hinauslaufen.
Frauen verbrauchen weniger Resourcen, was bei sehr langen Reisen mit einigen Tonnen zu Buche schlägt, aber wichtiger ist dann doch Diversität, Gruppendynamik, individuelle Fähigkeiten u.ä.

https://www.space.com/mars-astronauts-all-female-crew

Und was macht der "Marsonaut" am Abend?

Er zischt ein kühles Bierchen!

Ambitionierte junge Raumfahrt- und Bierbegeisterte  in Texas arbeiten bereits daran ein Konzept zu entwickeln, um auf dem Mars frisches Bier zu brauen. Sogar Hopfen wollen sie da züchten!

J.Isaacman und Jim Dodd wurden im Rahmen des "Trainingsinterviews" (hier im Video unter "touristische Mondmissionen mit Starship" am 4.11.) unter vielem Anderen auch über ihre Meinung zur ersten bemannten Marslandung befragt und beide waren der Meinung, daß da frühestens 2035 eher später dran zu denken ist. Und zwar hauptsächlich wegen der noch nicht vorhandenen Infrastruktur.

@alepu

Welche Infrastruktur ist denn da gemeint?

Wird nicht näher drauf eingegangen, aber ich schätze mal Sauerstoff- und Treibstoffproduktion vor Ort u.ä.

Auf dem letzten Mond -> Mars Komposium der NASA wurden u.a. die gegenwärtigen diesbezüglichen Pläne für die erste bemannte Marslandung vorgestellt:

- 4 Astronauten zum Mars, 2 landen für 30 Tage,
- mehrere Raumschiffe um vor der bemannten Landung ausreichend Fracht vor Ort zu bringen,
- nur die unbedingt nötige Menge an lokaler Infrastruktur aufbauen, so z.B. keine Habitate,
- keine Treibstoffproduktion o.ä. vor Ort, alles wird von der Erde angeliefert.

Allerdings behält man sich ausdrücklich Änderungen vor, falls sich neue Möglichkeiten ergeben sollten.

https://www.nasa.gov/general/nasa-conducts-annual-moon-to-mars-architecture-concept-review

https://www.nasa.gov/MoonToMarsArchitecture

Obige Daten unter "Architecture Summery"

Mit vier Hanseln zum Mars, dann 30 Tage landen zwei auf dem Mars und die beiden andern bleiben im Orbit?
Oh man, da sind offensichtlich immer noch Leute dabei die das ganze mit der SLS machen wollen?!
Vier Leute bedeutet auch das die wohl so 1,5 bis 2 Jahre in einer kleinen Sardinenbüchse eingesperrt sind.

Wer denkt sich den so einen Mist aus, das ist dann wohl Apollo 2.0, nur halt noch viel teurer.
Was man aber wirklich braucht sind viele Leute auf dem Marsboden und keinen in einer Umlaufbahn.
Auf dem Boden kann man was machen damit die Leute einen hohen Strahlenschutz für die meiste Zeit haben.

Nach meiner Meinung sollte man mindestens vier Starships zum Mars schicken die neben den Raumschiffen mindestens nochmals 800t zusätzliche Nutzlast zum Boden runterbringen.
Was man aber vorher machen kann, ist 26 Monate vorher zwei Starships zum Marsboden runter zu bringen, die sehr leistungsfähigen Rover absetzen mit denen man nach Wasser suchen kann.

Findet man genug davon, dann kann man dort landen und den kompletten Treibstoff für den Rückflug vor Ort erzeugen.
Man schreckt wohl immer noch vor jeglichem Risiko zurück und mit mehr Leuten können natürlich auch mehr Leute dabei Sterben.
Man versucht hier einen Teil des Risikos klein zu halten, auf Kosten z.B. des Risikos das die Leute auf so einer weiten und langen Reise vereinsamen.
Aber fast egal, das wird anders laufen.

was man auf jeden Fall machen sollte ist den nötigen Sauerstoff auf dem Boden

Vorläufig sind NASA -> Mars und SpaceX -> Mars noch 2 total unterschiedliche Konzepte!
Die NASA hat ihre eigenen Marspläne, bei denen das Starship noch überhaupt keine Rolle spielt und SX hat ihre eigenen Pläne, total unabhängig von der NASA.
Sie wären natürlich sehr gut beraten, wenn sie ihre Bemühungen vereinigen würden, aber noch ist es lange nicht soweit.
So wie ich es sehe, wird es wohl darauf hinauslaufen, daß die NASA dafür bezahlen wird, einige eigene Astronauten bei den ersten bemannten Starship-Mars-Missionen dabei zu haben. Falls sie es, warum auch immer, verpaßen sollten auf diesen Zug aufzuspringen, bleibt ihnen wohl nichts anderes übrig, als unter erheblich höheren Kosten, erst Jahre später und in viel kleinerer Ausführung, aber wohl unter internationaler Beteiligung, die zweite Geige zu spielen.
Diese gegenwärtigen Pläne sehe ich jedenfalls nur als eine Arbeitsgrundlage, die sich noch erheblich ändern wird.

"Sardinenbüchse" wird es aber wohl auch bei einer reinen NASA-Mission sicher nicht werden. Da gibt es bereits ganz tolle Pläne für so ein interplanetares Raumschiff, mit nicht-chemischem Antrieb, aufblasbarem Wohnmodul, separatem Lander u.ä.. Bis zu einer eventuellen Umsetzung ist es allerdings noch sehr weit hin!

Ich rechne mit zwei vier Frachtraumschiffen und zwei Raumschiffen mit mindestens jeweils 12 Personen, also zusammen 24 "Mars Menschen". Beim Rückflug könnte man zur Not auch mit einem Starship zurückfliegen, aber ich vermute das zumindest ein Teil der Leute bleibt, es sei den man findet nirgends genug Wasser.

Wer denkt sich den so einen Mist aus, das ist dann wohl Apollo 2.0, nur halt noch viel teurer.

Ich finde es eigentlich sehr upassend und fast schon unverschämt, die NASA immer als Vollidioten hinzustellen. Nur weil sich andere Leute einbilden, dass die Treibstofferzeugung am Mars kein Problem ist, obwohl noch nie jemand auch nur ein Kilo Treibstoff auf dem Mond oder Mars hergestellt hat, ist es auch so. Die Treibstoffherstellung am Mars ist ein absolut nicht triviales Probem für das auch SpaxeX noch überhaupt keine Lösung hat. Was soll das Ganze also?

Wollte nicht SpaceX schon 2018 mit Red Dragon am Mars landen? Hätten sie vielleicht mal tun sollen, dann könnte man nun schon auf 5 Jahre Erfahrung zurückgreifen, haben sie aber nicht. Oder man hätte Nutzlast (Rover, Bohrer, Pipelines, tanks usw) mit Dear Moon zum Mond mitnehmen können ... ach so .... hat ja auch nicht stattgefunden.   

Starship kann eine tolle Sache werden - wenn es irgendwann mal funktioniert. Aktuell ist es aber noch nicht soweit und bis das Ding vom Mars wieder abheben kann vergeht noch ein Jahrzehnt, und das ist eine sehr optimistische Schätzung!

Du stehst nicht alleine mit dieser Einschätzung.
Es wir, nicht nur eine Erzeugung benötigt, sondern auch eine Lagerung. Also Tanks mit entsprechender Isolierung. Es muss dann noch ständig nachgekühlt werden.
Aktuell sehe ich die Pläne der NASA als realistischer an. Sollte das Starship fliegen, dann könnte es Ausrüstung zum Mars bringen Oneway. Oder es dient als Raumschiff bis zum Marsorbit. Wenn wir in den nächsten 30 Jahren einen Menschen auf dem Mars sehen wird er sicher mit einer kleinen Lagerfähigen Stufe in den Marsorbit kommen.

Du stehst nicht alleine mit dieser Einschätzung.
Es wir, nicht nur eine Erzeugung benötigt, sondern auch eine Lagerung. Also Tanks mit entsprechender Isolierung. Es muss dann noch ständig nachgekühlt werden.
Aktuell sehe ich die Pläne der NASA als realistischer an. Sollte das Starship fliegen, dann könnte es Ausrüstung zum Mars bringen Oneway. Oder es dient als Raumschiff bis zum Marsorbit. Wenn wir in den nächsten 30 Jahren einen Menschen auf dem Mars sehen wird er sicher mit einer kleinen Lagerfähigen Stufe in den Marsorbit kommen.

Prognosen sind ja immer schwierig ... speziell wenn sie die Zukunft betreffen (hat mal jemand gesagt  )

Aber einfacher zu realisieren sind die NASA Pläne mit Sicherheit und das sollte man bitte auch mal anerkennen und nicht gleich als Blödsinn abtun. Ob die NASA Pläne je umgesetzt werden, ist natürlich ein anderes Thema.