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Es ist 2021 – Sonnenaufgang auf dem Mars und ein rötlich gefärbter Dunst umgibt den Perseverance (dt. Ausdauer) Rover. Während der Roboter-Geologe die Landschaft aus gezackten Felsen und Staubteufeln überblickt, laden ihn die Wände des Jezero-Kraters zu seiner langen Durchquerung der Ebene von Isidis Planitia ein.

Über ihm summt der zwei Kilogramm schwere Ingenuity (dt. Einfallsreichtum) Hubschrauber, wenn seine Kameras einmal täglich die Landschaft inspizieren. Während sich der Rover in gleichmäßigem Tempo zu seinem nächsten Untersuchungspunkt bewegt, blickt er mit seiner Antenne mittlerer Verstärkung zurück nach Hause. Der Rover übermittelt zweimal täglich Daten an seine menschlichen Bediener im Mission Control Zentrum in Kalifornien. Er nutzt dafür die X-Band-Funkfrequenz, einen Mikrowellenanteil des elektromagnetischen Spektrums, welcher für die Kommunikation zwischen Raumfahrzeugen und der Erde verwendet wird.

Das Signal benötigt bis zu 14 Minuten für die Entfernung von mehr als 400 Millionen Kilometern.

Was wir in den letzten 25 Jahren von den Sojourner (dt. Gast), Spirit (dt. Geist, Seele), Opportunity (dt. Chance, Gelegenheit) und Curiosity (dt. Neugierde) Rovern gelernt haben, hat die wissenschaftlichen und technologischen Grundlagen für die Menschen gelegt, die folgen werden.

Ich habe mich oft gefragt, ob ich jemals den Sand des Mars betreten werde. 2012 tat das auf gewisse Weise ein Teil von mir, als ich während der Landung des Curiosity Rovers als Mitglied des Teams für Atmosphäreneintritt-, Abstieg und Landetechnik arbeitete.

Neugierde

Zurück auf der Erde bereite ich eine Vorlesung für meine Abschlussklasse in Atmosphäreneintritt und Landesysteme für Planetenerkundung vor. Während ich die Spezifikationen eines Marslandesystems zusammenstelle, damit meine Schüler ihre eigenen Berechnungen durchführen können, überlege ich, wie ich sie am besten für eine Mission zum Mars trainieren könnte.

Seit meiner Kindheit habe ich mich gefragt, ob es empfindungsfähige Lebewesen dort draußen gibt. Vielleicht nicht in unserem Sonnensystem, aber sicherlich in einem anderen Sonnensystem, vielleicht sogar innerhalb der Milchstraßengalaxie.

Nachdem ich zwei Jahrzehnte als studentische Hilfskraft und Ingenieurin für das Weltraumprogramm gearbeitet habe, weiß ich, was nötig ist, um uns in diesem Jahrhundert dorthin zu bringen. Machen wir dafür eine Zeitreise von der Erde zum Mars.

Einfallsreichtum

Es ist 2040 und die ersten menschlichen Entdecker erreichen nach der siebenmonatigen interplanetaren Reise die Marsumlaufbahn. Die Besatzung gelangt in einer Eintrittskapsel auf die Oberfläche, genau wie es mehrere Rover bei Missionen vor ihnen getan haben, nur das diese größer und bedeutend schwerer ist. Um die Besatzung beim Eintritt vor extremer Hitze zu schützen, besteht die Kapsel aus einer Carbon-Verbundkonstruktion mit aufblasbarem Hitzeschild. Während des rasend schnellen Abstiegs durch die oberen Atmosphärenschichten leitet der Luftwiderstand den größten Teil der kinetischen Energie ab und verlangsamt das Fahrzeug von Hyperschall- auf Überschallgeschwindigkeit. Da die Marsatmosphäre im Vergleich zur Erde sehr dünn ist, werden Überschall-Retro-Raketen gezündet. Dies sorgt für Schub in die entgegengesetzte Richtung und verlangsamt die Kapsel weiter. Die Landung wird so zu einem sanften Touch-Down auf einem Landeplatz aus gebrannten Marsboden-Ziegeln, den Roboter in den letzten fünf Jahren angelegt haben. Nach der Landung inspiziert die Besatzung die Vorräte und Ausrüstung, die von früheren Robotermissionen gesendet wurden und auf ihre Ankunft gewartet haben. Redundanz, Planung und Backups sind eine Notwendigkeit, wenn Sie die ersten Entdecker einer neuen Welt sind, die 400 Millionen Kilometer von zu Hause entfernt ist. Sie beginnen mit dem Aufbau eines permanenten Mars-Basislagers.

Ausdauer 

Es ist 2050 und die fünfte Mars-Expedition bereitet sich mental auf den zweijährigen Aufenthalt vor. Nach der Landung zieht sich die Besatzung die Raumanzüge an, steigt aus und betritt ein unter Druck stehendes und umweltkontrolliertes Habitat, um sich vor der dünnen 95%igen Kohlendioxidatmosphäre und Temperaturen von bis zu -70 Grad Celsius zu schützen. Ihre Siedlung liegt zum Schutz vor Strahlung teilweise unterirdisch. Da der Mars kein starkes Magnetfeld hat, sind die Strahlungswerte höher, als Menschen über längere Zeiträume aushalten können. Die Mission stützt sich auf die Prinzipien der In-Situ-Ressourcennutzung (ISRU) oder der Versorgung vom Land: Sonnenkollektoren erzeugen Strom und unterirdisches Wasser wird zur Verwendung in Gewächshäusern gewonnen, die mit atmosphärischem CO₂ unter Druck gesetzt werden. Die Besatzung baut Pflanzen für ihre Ernährung und die natürliche Sauerstoffproduktion an. Das atmosphärische Kohlendioxid und das zurückgewonnene Wasser werden elektrolysiert, um Methan, eine Art von Raketentreibstoff, für die Heimreise in zwei Jahren zu erzeugen.

Gelegenheit 

Es ist 2020 und während ich dies schreibe, finde ich es sowohl ironisch als auch transformativ, dass Nachhaltigkeit der Schlüssel zum Überleben und zur Lebensweise auf dem Mars sein wird. Nehmen wir uns diese Lektionen zu Herzen und setzen sie hier auf der Erde um. Nur dann können Erdlinge zu Marsmenschen werden.

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