Wissenschaft im Trend: Praktische Schritte zur Vorbereitung einer bemannten Marsmission

Um die Herausforderung der Energieerzeugung in Angriff zu nehmen, wird die NASA im September in der Wüste Nevadas zwei Meter hohe Reaktoren testen, die teilweise im Rahmen des Projekts Kilopower entwickelt wurden. Dies geschieht 52 Jahre nachdem die Raumfahrtbehörde erstmals einen Kernreaktor in die Erdumlaufbahn brachte. Laut der britischen Tageszeitung The Times sagte Lee Mason, Forschungsleiter des Projekts am Glenn Research Center der NASA in Ohio: „Dies ist das erste Mal [seit den 1960ern], dass die NASA ambitioniert an einem Reaktor zur Anwendung im Weltraum arbeitet.“

Der letzte Kernreaktor, den die NASA testete, war in den 1960er-Jahren der „Systems for Nuclear Auxiliary Power“, der kurz SNAP genannt wurde. Dessen System aus thermoelektrischen Radioisotopengeneratoren wurde bei dutzenden Raumsonden angewendet, darunter auch der robotische Marsrover Curiosity.

In einem Artikel, der kürzlich in der britischen Zeitung „The Independent“ veröffentlicht wurde, wird erklärt, dass zur Herstellung von Kraftstoff, Luft und Wasser sowie zum Aufladen der Batterien der Rover und anderen Geräte Energie erzeugt werden muss. Wenn die Einheiten die Konstruktions- und Leistungstest bestehen, wird die NASA sie auf dem Mars testen. Einem Bericht der Behörde zufolge sei für eine Expedition von Menschen zum Mars eine Leistung von 40 Kilowatt nötig. Die Reaktoren, die derzeit entwickelt werden, liefern jeweils 10 Kilowatt, es werden also vier Stück benötigt.

Lee Mason sagte gegenüber Fox News, dass die Einheiten „kalt“ auf die Reise gehen würden: „Beim Start in den Weltraum weisen die Reaktoren ein sehr geringes radiologisches Inventar von unter 5 Curie auf, sind also harmlos (…) Es liegen keine Spaltungsprodukte vor, bis der Reaktor eingeschaltet wird – erst dann entwickelt sich Strahlung.“

Sonnenenergie stellt eine weitere Option dar, die die Energieerzeugung allerdings auf Orte beschränken würde, an denen ausreichend Sonnenstrahlung eintrifft, um Batterien laden zu können. Der Shackleton-Mondkrater, der aufgrund seiner Wasserablagerungen ein ideales Ziel für Mondmissionen darstellt, liegt vollständig im Dunkeln, und selbst auf den sonnigsten Flecken des Mars ist das Sonnenlicht nur etwa ein Drittel so stark wie auf der Erde.

Technologische Entwicklungen für widerstandsfähige Astronauten

Während nun nach Wegen gesucht wird, Menschen in einer so unwirtlichen Umgebung am Leben und gesund zu halten, werden auch Teamdynamiken und die Auswirkungen von Isolation untersucht.

Erst kürzlich sind sechs Personen von einem achtmonatigen Test zurückgekehrt, bei dem auf dem Vulkan Mauna Loa in Hawaii marsähnliche Bedingungen simuliert wurden. Die Hi-SEAS-Crew musste mit wenig Wasser und Elektrizität auskommen, wie dies für eine Marsmission realistisch wäre. Sie lebten von gefriergetrockneter Nahrung und von Lebensmitteln, die für die Dauer der Mission haltbar sind. In die Außenwelt kamen die Testpersonen einmal die Woche im Rahmen eines Einsatzes in der näheren Umgebung, bei dem sie Raumanzüge trugen, die auch in der echten Mission verwendet würden. Der Kontakt mit anderen Menschen war auf E-Mails begrenzt, die um 20 Minuten verzögert gesendet wurden – dies entspricht der Verzögerung, die die Astronauten auf den Mars erleben würden.

Der hawaiianische Vulkan wurde aufgrund seiner physikalischen Eigenschaften ausgewählt: Es sind kaum menschliche Spuren zu finden, und die Vegetation ist in dieser Höhe über dem Meeresspiegel sehr karg. Die geologischen Merkmale des Vulkans ermöglichten der Crew, Proben zu nehmen und zu untersuchen, wie sie dies auch auf dem Mars tun würden. Mit solchen Studien können natürlich nicht alle Elemente einer bemannten Mission in eine so weit entfernte, lebensfeindliche Umgebung vorhergesehen werden, und in einigen auf der Website der New York Times veröffentlichten Videos erklärten die Teilnehmer, was sie aus dieser Erfahrung gelernt haben.

Die in der Hi-SEAS-Mission gewonnenen Erkenntnisse werden in die Entscheidungen einfließen, welche Astronauten für lange Weltraummissionen ausgewählt werden. Im vierten Video, das am 2. Juli 2017 veröffentlicht wurde, beantworten die Crewmitglieder einige Fragen aus der Öffentlichkeit. Sie werden beispielsweise erklären, was sie in den 8 Monaten der Isolation am meisten vermissten, ihren Umgang mit Konfrontationen beschreiben und mitteilen, ob sie – sollten sie die Chance erhalten – noch immer zum Mars fliegen würden.