Marsflug, Marsbasis

Mahlzeit!

... Der Mars ist einfach zu klein, um eine Atmosphäre halten zu können: ...

Dachte ich auch mal. Aber der Saturnmond Titan ist deutlich kleiner als der Mars und nur unwesentlich größer als unser Erdmond und hat trotzdem eine dichte Atmosphäre. Die Frage warum der Mars keine Atmosphäre (mehr) hat bleibt also bis heute noch ein Rätsel. Aber hoffentlich nicht für immer. Aber eigentlich geht es ja hier nicht um den Mars und seine vergangene Beschaffenheit sondern um technische und andere Probleme der Menschheit hinsichtlich Aufenthalt im Weltraum und auf dem Mars.

Gruß
Peter

Um nochmal vom Thema hier abzuweichen:

Also, da draußen (Jupiter, Saturn,..) kommen die Temperaturen nicht über ca. Minus 150 Grad hinaus. Das ist beim Mars dann doch noch anders. Dazu kommt dann noch das gewaltige Magnetfeld dieser Gasriesen.

Diese so verschiedenen Monde sind hoch interessant, aber mit den inneren Planeten kann man sie nicht vergleichen.

Titan hat einen Atmosphärendruck von ca. 1,5 bar. Das heißt man kann da ohne Druckanzug rumlaufen. Es ist zwar immer noch saukalt und kein Sauerstoff da, aber immerhin!

Mahlzeit!

... Aber der Saturnmond Titan ist deutlich kleiner als der Mars und nur unwesentlich größer als unser Erdmond und hat trotzdem eine dichte Atmosphäre. Die Frage warum der Mars keine Atmosphäre (mehr) hat bleibt also bis heute noch ein Rätsel...

Moin Peter,

nach meinem Wissen excestieren bereites gute und zum Teil auch bestätigte Modele dessen, wieso der Sachverhalt besteht. Die Nähe zur Sone scheint ein nicht minderer Faktor wie die Masse des Körpers zu sein.

So hatte ich noch einen Vortrag in der Erinnerung, nach dem die Planeten im Laufe der Evolution ins innere zum Zentralgestirn hin abdriften. Dabei handelte es sich speziell um die Sonnenähnliche Sternsysteme, weil diese in der Hinsicht auf Planetenentdeckung durch Sternoszilationbeobachtungen gerade noch beobachtbar sind(die Genauigkeit der Dopplereffektmessung, bzw. die 5-Sigma Aussagekraft der Messdaten) und dadurch die Wahrscheinlichkeit für das Vorfinden ähnlicher Bedingungen wie bei uns sehr viel größer ist. Was wohl die Interpretation der Daten etwas weniger spekulativ machen würde.

Zur Zeit der Enstehnung des Planetensystems sind die Gasriesen wie innen so auch aussen gleichermassen vertretten. Die inneren Planeten verlieren sehr schnell Ihre Gashülle, bedingt hauptsächlich durch die intesieve Sonneneinstrahlung. Und zwar die Leichtesten Gase zuerst usw. Danach kommen die nach innen wandernde. Bei den letzteren ist der Atmosphärenverlust etwas anderes: durch die langsame Aufheizung sind viele flüßig und fest vorhandene Materialien mehr und mehr dazu gezwungen zu verdampfen, was die Atmosphärenzusammensetzung deutlich beeinflusst.

Als Indizien dafür kann man die ungewöhnlich hohe Dichte des Merkurs in Bezug auf seine Masse und die Jüngsten Planetenentdeckungen im Bezug auf Ihre Größe und der Nähe zum Zentralgestirn ansehen. Ich bin mir dessen nicht mehr sicher, ob man auch das Alter des ZEntralgestirns, also sprich des Planetensystems auch miteinbezieht.

Um zurück auf den Mars zu kommen, durch die Kombination aus seiner Masse und die Stärke der Sonneneeinstrahlung, im Endeffekt seiner Temperatur hat der Mars wohl sehr schlechte Karten was Erhalt einer dichten Atmosphäre betrifft.

Grüße

Ich lasse den Mars lieber so wie er ist. Genug Wasser im Untergrund. Kohlenstoff reichlich in der Atmosphäre. Gewünschte Temperaturen lassen sich relativ leicht lokal erzeugen, wo man sie braucht. Genug Sonnenlicht. Auf die Weise könnte man auf dem Mars wohl so lange leben, bis die Sonne sich zum roten Riesen aufbläht.

Leichter geht es nur auf der Erde.

Die Menschheit hat doch schon auf der Erde genug verschlimmbessert,wie z.B. Flüsse umleiten u.s.w.  Ich bin auch der Meinung ,das man den Mars so lassen sollte wie er ist. Es gibt auf ihm genug zu erforschen und zu entdecken. Wenn man bedenkt ,das es auf unserer Erde auch immer wieder neue Entdeckungen in der Natur gibt.

Gruß
Siran

Ich lasse den Mars lieber so wie er ist. Genug Wasser im Untergrund. Kohlenstoff reichlich in der Atmosphäre. Gewünschte Temperaturen lassen sich relativ leicht lokal erzeugen, wo man sie braucht. Genug Sonnenlicht. Auf die Weise könnte man auf dem Mars wohl so lange leben, bis die Sonne sich zum roten Riesen aufbläht.

Leichter geht es nur auf der Erde.

Dies ist mit dem derzeitigen Wissen wohl in der Tat die vernünftigste Art und Weise den Mars zu besiedeln. Ohne eine hypotetische Methode die Masse des Mars irdischen Verhältnissen anzugleichen ist eine stabile, weltumspannende Terraforming des Mars einfach nicht machbar.

(Diese Problematik wird übrigens erstaunlicherweise in den meisten Sci-Fi Geschichten, die ich kenne, in der es um eine mögliche Marsterraformierung geht komplett ignoriert. Ich entsinne mich nur einer einzigen Geschichte, wo mittels "Hochdichter Kristalle" unterhalb der Plantenoberfläche, die Masse des Mars angehoben wurde. Und hier wurde der Mars in einen Wasserplanet umgewandelt.  )

Und was Besiedlungsraum im All betrifft, gibt es immer noch immer diese Alternative.   

Bernd Leitenberger hat übrigens in den letzten Tagen eine Artikelreihe zur Bewohnbarkeit des Mars verfasst.

http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2012/09/05/warum-der-mars-nicht-bewohnbar-ist-die-atmosphare/
http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2012/09/07/warum-der-mars-nicht-bewohnbar-ist-das-wasser-teil-1/
http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2012/09/08/warum-der-mars-nicht-bewohnbar-ist-das-wasser-teil-2/
http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2012/09/11/terraforming-mars-teil-3-nur-noch-ein-paar-kleinere-probleme/

Bernd Leitenberger hat übrigens in den letzten Tagen eine Artikelreihe zur Bewohnbarkeit des Mars verfasst.

Ich habs bis jetzt nur kurz angelesen. Vielleicht sollte mal jemand dem Herrn Leitenberger sagen, daß Kolonisierung des Mars nicht zwangsläufig Terraforming sein muß.

Zitat von: Haus Atreides am 10. September 2012, 23:21:27

Bernd Leitenberger hat übrigens in den letzten Tagen eine Artikelreihe zur Bewohnbarkeit des Mars verfasst.

Ich habs bis jetzt nur kurz angelesen. Vielleicht sollte mal jemand dem Herrn Leitenberger sagen, daß Kolonisierung des Mars nicht zwangsläufig Terraforming sein muß.

Naja, ich denke er hat nur die Überschrift unglücklich (oder bewusst provokativ?) gewählt. Im Grunde geht es in den Artikeln ausschließlich um Schwierigkeiten beim Terraforming. (Sollte man vielleicht die letzten 3 Beiträge, inklusive diesem, in dern Terraforming-Thread verschieben?)

So fundiert er in Details auch argumentiert: Meiner Meinung nach zeigt das lediglich, dass

1. Terraforming mit heutiger Technologie nicht möglich ist, was aber nicht relevant ist, da
2. Terraforming ohnehin ein sehr langfristiges Projekt von hunderten oder gar tausenden Generationen wäre.

Für viele der genannten Probleme wird es höchstwahrscheinlich in den genannten Zeiträumen Lösungen geben, als Beispiele seien hier die Energieversorung (könnte von einem großen Fusionseaktor statt hunderter Kernkraftwerke) und die verfügbare Wassermenge (man könnte ja gezielt Kometen so ablenken, dass sie auf einem genau definierten Punkt auf den Mars aufschlagen) genannt.

Ich komme nach Lektüre der Blog-Einträge jedoch nicht zu dem selben Schluss wie er, nämlich dass Terraforming grundsätzlich unmöglich ist.

Für viele der genannten Probleme wird es höchstwahrscheinlich in den genannten Zeiträumen Lösungen geben, als Beispiele seien hier die Energieversorung (könnte von einem großen Fusionseaktor statt hunderter Kernkraftwerke)

Wie ich schon mal sagte, man kann tausende Kraftwerke errichten. Oder man setzt Lebewesen (was auch immer) aus, die Treibhausgase produzieren. Eine Zelle kann sich zu 10^x Zellen in wenig Zeit (Jahren) entwickeln.

Zitat

Für viele der genannten Probleme wird es höchstwahrscheinlich in den genannten Zeiträumen Lösungen geben, als Beispiele seien hier die Energieversorung (könnte von einem großen Fusionseaktor statt hunderter Kernkraftwerke)

Wie ich schon mal sagte, man kann tausende Kraftwerke errichten. Oder man setzt Lebewesen (was auch immer) aus, die Treibhausgase produzieren. Eine Zelle kann sich zu 10^x Zellen in wenig Zeit (Jahren) entwickeln.

Und welches Lebewesen auf der Erde produziert FCKWs? Ich glaube, so etwas gibt es nicht, da ja die Ozonschicht intakt war, bevor wir damit angefangen haben. Das wäre aber zur Zeit zwingende Vorraussetzung, denn das Einzige, was die heutige Gentechnik wirklich macht, ist Gene von Lebewesen A in Lebewesen B einzusetzen, damit B jetzt etwas produziert, was vorher nur A gemacht hat. (z.B. von Bakterien oder Hefepilzen produziertes Humaninsulin)

Ich habe jedenfalls noch nie davon gehört, dass ein komplett neues Enzym im Labor designt worden wäre, aber genau das müssten wir tun, wenn es kein FCKW-produzierendes Lebewesen auf der Erde gibt. Aber wer weiß, vielleicht geht das irgendwann in Zukunft, wenn die Rechenkapazität unserer Rechner nochmal deutlich höher ist, sodass wir die Faltung und Funktion ca. 10^1000 möglicher Aminosäureketten simulieren können, bis wir zufällig die richtige finden.

Zitat von: Haus Atreides am 10. September 2012, 23:21:27

Bernd Leitenberger hat übrigens in den letzten Tagen eine Artikelreihe zur Bewohnbarkeit des Mars verfasst.

Ich habs bis jetzt nur kurz angelesen. Vielleicht sollte mal jemand dem Herrn Leitenberger sagen, daß Kolonisierung des Mars nicht zwangsläufig Terraforming sein muß.

Also, es gibt ja Menschen die behaupten, dass wir Terraforming auf der Erde betreiben. Null Komma Was Grad pro Jahrhundert...

Unser Heimatplanet war da in den letzten Millionen Jahren deutlich effektiver. Nur, uns gab es da noch gar nicht...

Wenn Menschen es jemals schaffen bis zum Mars zu kommen, dann ist das ist im Prinzip nichts anderes als auf dem Mond: LEBENDSFEINDLICH!

Ich habe jedenfalls noch nie davon gehört, dass ein komplett neues Enzym im Labor designt worden wäre, aber genau das müssten wir tun, wenn es kein FCKW-produzierendes Lebewesen auf der Erde gibt. Aber wer weiß, vielleicht geht das irgendwann in Zukunft, wenn die Rechenkapazität unserer Rechner nochmal deutlich höher ist, sodass wir die Faltung und Funktion ca. 10^1000 möglicher Aminosäureketten simulieren können, bis wir zufällig die richtige finden.

Bisher nicht. Wir kratzen bei der Gentechnik gerade erst an der Oberfläche. Ich rechne aber fest damit, daß sie in wenigen Jahrzehnten die Computertechnik als Antrieb des Fortschrittes ablöst. Mit der Fähigkeit, wirklich neues zu erzeugen.

Allerdings nicht gerade FCKW für Terraforming. Mehr im Sinne von optimierter Produktion benötigter Chemierohstoffe und als Energieträger. Verbesserte Chlorophyll-Varianten, die den Wirkungsgrad der Photosynthese verbessern durch Nutzung des ganzen Lichtspektrums. Auch Lebensmittelproduktion nach Maß mit Algen. Dinge die wir auf der Erde genauso brauchen werden wie bei der Kolonisierung des Mars, um On Topic zu bleiben.

Wenn diese Dinge verfügbar sind und ihre Nutzung auf der Erde notwendig ist, wird auch der Aufwand für eine Marskolonie viel leichter zu machen sein.

Im Prinzip braucht man die Treibhausgase nicht zu produzieren. CO2 ist in der Atmosphäre, reicht aber mengenmäßig nicht aus. An den Polen ist es in Form von Eis vorhanden. Mit etwas Gewalt könnte man es loseisen - zB einen Asteroiden einschlagen lassen. Naja, dürften wir das eigtl. bzw eine Raumfahrtnation wenn sie es vor hätte? 

GreetZ V. via *tt*

Ich sehe es schon kommen. Im Jahre 2145 ist dem Mensch ein Durchbruch gelungen, es wurde ein FCKW-produzierendes Bakterium hergestellt, dass in rauesten Bedingungen überlebt. Die Fachwelt ist begeistert, die Politik ist euforisch, endlich können wir eine Atmosphäre mit natürlichen mitteln auch auf fremden Himmelskörpern anpassen....

...wir schreiben Jahr 2376, vermuttlich von Mars eingeschlepte bischer unbekannte Bakterienart zerstört die Ozonschicht...

...Milionen Jahre später ... auf einem in 150Mln.km Abstand um den Zentralestirn kreisenden Planeten wurden unnatürlich geformte Haufen entdeckt. Man kennt keinen Schwarm oder keine Kolonie die solche Bauten errichtet. Die Atmosphärenzusammensetzung gibt ebenfalls Rätzel auf, kein bischeriges Model zur Planetenevolution sagt so hohe Werte von FCKW voraus. Es ist ein weiteres Indiz dafür, dass es auch ausserhalb des hochgeliebten Heimatplaneten Klendathu Leben ihr Anfang genomen haben könnte. Die Schwarmköniging wird uns stark belohnen!...

 

Ihr redet immer von FCKW!

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/terraforming-treibhausgas-soll-mars-auftauen-a-340627.html

Okatfluorpropan ist ein Supertreibhausgas (8000 mal Co2), und unschädlich für eine sich bildende Ozonschicht. Dazu gibt es chemische Verwandte, die ebenfalls unschädlich für Ozon sind und andere Spektren abdecken. 

Ihr redet immer von FCKW!

http://www.spiegel.de/wissenschaft/weltall/terraforming-treibhausgas-soll-mars-auftauen-a-340627.html

Okatfluorpropan ist ein Supertreibhausgas (8000 mal Co2), und unschädlich für eine sich bildende Ozonschicht. Dazu gibt es chemische Verwandte, die ebenfalls unschädlich für Ozon sind und andere Spektren abdecken.

Hmmm, hab ich mir schon fast gedacht, dass es auch hochwirksame Treibhausgase gibt, die keine Ozonschädigende Wirkung haben. Oktaflourpropan ist ein sogenanntes H-FKW (Wasserstoffhaltiger Flourkohlenwasserstoff) und damit ein Ersatz für FCKWs als Kältemittel. Die Treibhauswirkung war mir bisher aber noch nicht bekannt.

Tja, vielleicht sollte mal jemand Bernd Leitenberger sagen, das somit die Ozonschädigende Wirkung von FCKWs kein prinzipielles Hindernis ist, da es schon heute Alternativen gibt. So stellt er das in seinem Blog aber dar. Tja, so wies aussieht werden wir wohl noch am Leben sein, wenn die Bugs die Erde finden  .

http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2012/09/05/warum-der-mars-nicht-bewohnbar-ist-die-atmosphare/

Die aktuellen Kommentare sind aber ganz interessant. Eure Meinung?

Und @Klendathu:

Was wohl Heinlein darüber denken würde, daß sein Anti-Kommunismus Traktat (die Buchvorlage) im Film in eine Satire verwandelt wurde? (Der Film hat ohnehin wenig mit dem Buch zu tun.)   

http://www.bernd-leitenberger.de/blog/2012/09/05/warum-der-mars-nicht-bewohnbar-ist-die-atmosphare/

Die aktuellen Kommentare sind aber ganz interessant. Eure Meinung?

Jemand hat dort Schwefelhexadfluorid benannt.

http://en.wikipedia.org/wiki/Sulfur_hexafluoride#Greenhouse_gas

Das kannte ich bisher nicht. Ein sehr wirksames Treibhausgas, und das beste:

Es ist (ganz grob) 6 mal schwerer als Luft!! Füllt man damit eine Kuppel (bzw. die Atmosphäre), dann ergibt das mehr Druck. Es wird auch in der medizin angewndet un ist ungiftig (reaktionsträge wie Stickstoff)




Und das hier schreit ja förmlich danach, dass man eine Kuppel drübersetzt

https://images.raumfahrer.net/up027104.jpg

Leitenberger hat den letzten Beitrag übrigens nochmal über die Risiken der geringen Marsschwerkraft ergänzt.

Aus gegebenem Anlass füge ich hier mal einen alten Beitrag zum eleganten Konzept des Mars-Cyclers ein:

http://www.popularmechanics.com/science/air_space/2076326.html?page=1
http://www.newsfactor.com/perl/story/16392.html
http://www.astronautix.com/craft/marycler.htm

Einfach formuliert:
Mehrere Raumstationen befinden sich auf dauerhaften Transferbahnen (Orbits) zwischen Erde und Mars. Um zu und von den Planeten zu kommen, wird nur jeweils ein kleines Taxi-Raumschiff benötigt, welches am Start und Ziel jeweils zwischen Planet und Raumstation pendelt.  
Damit hätte man eine Raumfahrtinfrastruktur, welche dauerhaft im Orbit ist und kontinuierliche Personen- und Materialtransporte zwischen Erde und Mars ermöglichte. Fluchtgeschwindigkeit müsste man dann nur noch für die jeweils kleineren Taxi-Raumschiffe erreichen.
Problematisch ist der exzentrische Orbit des Mars, welcher die Bahnberechnungen verkompliziert. Wahrscheinlich bräuchte man mehrere Cycler auf unterschiedlichen Bahnen. Außerdem müssten sie immer mal wieder ihre Bahn korrigieren. Aber das könnte man evtl. schön durch solarelektrische Antriebe oder sogar Sonnensegel lösen. Viel Zeit für Schubwirkung hätte man ja zwischen Erde und Mars .

@Atlan: Es gibt einen neuen Ansatz von der NASA Extremophile Bakterien aus der Stratosphäre zu untersuchen und nach geeigneten Genen zu suchen. Begründung:

“The stratosphere is very similar to the surface of Mars,” Smith says. “There is no better place on our planet to match martian conditions, except inside environmental chambers.”

Quelle: astrobio.net

Der Großteil der Bakterien da oben sind inaktive Sporen, es gibt jedoch wohl auch einzelne aktive, besonders in den kurzen warmen Perioden könnte da da oben was gehen.

Die Gene dürften auf jeden Fall interessant sein:

Die Süddeutsche schreibt:

Drei Bakterienarten waren vom Erdboden her nicht bekannt und zeigten eine enorm hohe Widerstandsfähigkeit gegen die erbgutschädigende UV-Strahlung.

Darauf könnte man aufbauen. Sollte man nur eventuell in einen Extra Astrobiologie/Agrospace Thread diskutieren.

Schön und gut, aber was willst du mit den Genen dann machen?

Sie in ein normales Bakterium einsetzen, und dann?




Auf dem Mars wirst du das nicht aussetzen dürfen, sonst kriegst du es mit dem Planetary Protection Officer der NASA zu tun




Für Grundlagenforschung, OK.

Aus energetischer Sicht als auch mit Treibstoffdepot ist der Aufwand nicht gerechtfertigt und wir erreichen keine notwendige Effzienz der Marsflüge.   

Der Aufbau solcher Komplexe auf einer Transferbahn ist schon gewaltig und erfordert ständiger Wartung und Versorgung mit Treibstoff und Gütern. Mit solarelektrischen Antrieben wird der Komplex auch nicht effizienter, erfordert schwere Batterien als auch Tonnenweise an Treibstoff. Das ausführen von dynamischen Operationen ist nicht möglich und im Erdschatten erhalten wir 0,0 KW und mit Abstand von der Sonne auch immer weniger Energie.

Durch die Bahn der Komplexe, brauchen die Zubringerraumschiffe erheblich mehr Energie als die Beförderung auf eine 300 Hohe LEO Bahn zum Marsraumschiff. Eine Besonderheit ergibt sich beim Rückstart von der Marsoberfläche wo das Raumschiff praktisch durchstartet, muss also die Marsoberfläche als auch die Gravitation überwinden um den Vorbeifliegeden Komplex zu erreichen. Das wir ein kleines Taxi-Raumschiff benötigen ist hier nicht korrekt.

Für eine Marslandung verbunden mit einen längeren Forschungaufenthalt benötigen wir ein Landehabitat, wo die Rückkehrkapsel als auch ein Wohnmodul und sämtliche Marsinfrastruktur untergebracht sind.  Berechnungen die wir gemacht haben, ergaben eine Mindestmasse von rund 50 Tonnen. Ein besteht aber auch die Möglichkeit zwei Landemodule auf die Reise zu nehmen, erfordert aber noch mehr Energie.

Ausgehend von einen komfortablen Landehabitat mit 100 Tonnen Startmasse, brauchen wir schon 1000 Tonnen Treibstoff um eine GEO Bahn zu erreichen wo ev. der Komplex vorbeifliegt. Wir brauchen 10 Starts von einer Saturn-5 Trägerrakete und bevor die letzten auch starten ist der Komplex nicht mehr erreichbar. Andere Varianen sind aber auch möglich. Das nur zum Beispiel.

Wir können die Bahnmechanische als auch physikalische Gesetze nicht umgehen und eine bemannte Reise mit ISP von 450s ist nicht das Ziel.
 
NASA arbeitet sogar an wiederverwendbaren Festkernantrieben mit einen ISP von 850s für zukünftige Marsflüge als auch für Transportlasten mit einen ISP von 950s.