Anfang dieser Woche sagte NASA-Administrator Jim Bridenstine, dass eine bemannte Mission zum Mars im Jahr 2033 immer noch möglich ist und die technologischen Innovationen, die erforderlich sind, um auf den roten Planeten zu gelangen, voranschreiten. Die Landung von Astronauten auf dem Mars ist nur der erste Schritt. Viele Menschen hoffen, dass die Menschen eine dauerhafte Siedlung auf dem Planeten errichten und letztendlich die Welt kolonisieren können. Aber das würde bedeuten, den kalten, trockenen, fast luftleeren Planeten in einen bewohnbaren Ort für den Menschen zu verwandeln, ein Vorgang, der bedeutend schwieriger wäre, als nur zum Mars zu gelangen. Eine neue Studie schlägt jedoch vor, Kieselsäure-Aerogel als billige Methode zum Aufwärmen und zur Verbesserung der menschlichen Lebensqualität zu verwenden.
Laut einer Harvard-Pressemitteilung veröffentlichte Carl Sagan 1971 das erste plausible Szenario für die Terraformierung des Mars oder die Umwandlung des Planeten in einen Ort, an dem Menschen leben könnten. Durch das Verdampfen der nördlichen Polkappen des Planeten könnten der Wasserdampf und das in die Atmosphäre freigesetzte CO2 einen Treibhauseffekt hervorrufen und die Temperaturen so weit erhöhen, dass flüssiges Wasser auf der Oberfläche des Planeten vorhanden ist. Erst im vergangenen Jahr ergab eine Studie in der Naturastronomie, dass der Mensch, selbst wenn er das gesamte verfügbare CO2 aus Wasser, Mineralien und Boden nutzt, um die Atmosphäre aufzupeppen, nur eine Atmosphäre erzeugt, auf die etwa 7 Prozent des Atmosphärendrucks einwirken Erde. Solange wir keinen technologischen Durchbruch haben, werden die Menschen den Mars nicht so schnell terraformen.
Anstatt zu versuchen, den gesamten Planeten auf einmal zu modifizieren, beschlossen die Forscher von Harvard und der NASA, zu prüfen, ob es möglich ist, kleinere Teile des Planeten zu modifizieren. "Wir wollten über etwas nachdenken, das auf einer dekadischen Zeitskala erreichbar ist, anstatt über etwas, das Jahrhunderte in der Zukunft liegen wird - oder, abhängig von den menschlichen Fähigkeiten, vielleicht nie", sagt Robin Wordsworth von Harvard, Hauptautor der Studie in Nature Astronomy, gegenüber Mike Wand bei Space.com .
Ihre Lösung wurde von einem Phänomen inspiriert, das bereits in den Mars-Polkappen zu finden war. Forscher gehen davon aus, dass einige Teile des Eises aus Wasser und CO2 bestehen und als Festkörpergewächshaus fungieren, das Sonnenlicht durchlässt und Wärme darunter einfängt. Die warmen Stellen zeigen sich als dunkle Flecken auf dem Eis. „Wir haben begonnen, über diesen Festkörper-Treibhauseffekt nachzudenken und darüber, wie er in Zukunft zur Schaffung bewohnbarer Umgebungen auf dem Mars genutzt werden kann“, heißt es in der Pressemitteilung von Wordsworth. „Wir haben darüber nachgedacht, welche Materialien die Wärmeleitfähigkeit minimieren und dennoch so viel Licht wie möglich durchlassen können.“
Das Team landete auf Silica-Aerogel, einem zu 97 Prozent porösen Material, das Licht durchlässt, aber die Wärmeleitung verlangsamt. Durch Modellierung und Experimente stellten sie fest, dass eine Schicht des Gels mit einer Dicke von nur 2 bis 3 Zentimetern ausreicht, um Licht für die Photosynthese zu durchlassen, während gefährliche ultraviolette Strahlung ausgeblendet wird, und dass die Temperaturen über den Schmelzpunkt von Wasser steigen können.
Durch das Ablegen des Materials auf dem Boden könnten Menschen auf dem Mars den Boden um 90 Grad erwärmen und das Material könnte auch zum Bau von Kuppeln, Gewächshäusern oder geschlossenen Biosphären verwendet werden. „Wenn Sie es über eine größere Fläche verteilen, wird der Festkörper-Treibhauseffekt effizienter, da die anteilige Wärmeabgabe von den Seiten geringer ist. In einem Gewächshaus kann es jedoch zu einer erheblichen Erwärmung kommen“, erklärt Wordsworth gegenüber Wall. "Ob Sie die Ebene auf oder über der Oberfläche platzieren, hat keinen großen Einfluss auf die grundlegende Physik des Effekts."
Das Aerogel würde fast überall auf dem Planeten zwischen 45 Grad nördlicher Breite und 45 Grad südlicher Breite funktionieren, am besten jedoch in Gebieten mit unterirdischem Wasser und etwas Wind, um den Staub von der Kuppel wegzublasen.
Im Gegensatz zu Terraforming, bei dem der gesamte Planet verändert werden müsste, wäre die Verwendung des Aerogels skalierbar und reversibel. "Das Schöne ist, dass die anderen Möglichkeiten, einen Planeten zu terraformieren, so weit draußen sind", sagt Laura Kerber, Mitautorin des Jet Propulsion Laboratory der NASA, gegenüber Ryan F. Mandelbaum bei Gizmodo. Im Vergleich dazu sieht dies nach einer praktischen Lösung aus.
Es werden auch einige der schwierigeren ethischen Fragen angesprochen, die mit der Veränderung der Umwelt eines gesamten Planeten einhergehen. „Wenn Sie das Leben auf dem Mars ermöglichen wollen, sind Sie sicher, dass es dort noch kein Leben gibt? Wenn ja, wie steuern wir das? “, Fragt Wordsworth in der Pressemitteilung. "In dem Moment, in dem wir uns entschließen, Menschen auf dem Mars zu haben, sind diese Fragen unvermeidlich."
Der nächste Schritt besteht darin, die Lebensfähigkeit des Aerogels zu testen, indem es auf der Erde in einem trockenen, kalten Gebiet wie der Antarktis oder Chile eingesetzt wird. Wenn es funktioniert, befindet sich das Material oder zumindest die Ausrüstung, mit der es aus Marsressourcen hergestellt wird, möglicherweise im Frachtraum einiger der ersten Flüge zum Mars.
