Roter Planet Gegen Toten Planeten: Wissenschaftler Diskutieren über Das Nächste Ziel Für Astronauten Im Weltraum

Fast ein halbes Jahrhundert, nachdem Menschen zum Mond gereist waren, haben die NASA und private US-Unternehmen erneut ihre Ziele jenseits der Erdumlaufbahn erreicht.

THE WOODLANDS, Texas - Sollten die USA die Menschen in einem Neustart des Apollo-Programms aus der Zeit des Kalten Krieges zum Mond zurückschicken?, wo noch keiner hingegangen ist? US-amerikanische Wissenschaftler und politische Entscheidungsträger haben sich jahrzehntelang ad nauseam mit Amerikas nächstem großen jenseitigen Reiseziel auseinandergesetzt, ohne bedeutende Fortschritte zu erzielen. Jetzt, da es fast ein halbes Jahrhundert her ist, seit ein Amerikaner - oder überhaupt jemand - die Erdumlaufbahn zuletzt verlassen hat, scheint die Debatte im Weltraum verloren zu sein.

Bald wird sich dies ändern, glauben viele Befürworter der menschlichen Raumfahrt durch eine Mischung aus neuen Initiativen von Pres. Donald Trumps Verwaltung sowie kommerzielle Bemühungen, die von der Privatindustrie geleitet werden. Die Vision des Trump White House für US-Astronauten bleibt derzeit eine neblige TBD, aber es gibt Pläne, einen Nationalen Weltraumrat neu zu starten. Unter der Leitung von Vizepräsident. Mike Pence, der Rat, würde eine neue Weltraumagenda nicht nur für die NASA, sondern auch für große und kleine US-Raketenunternehmen wie SpaceX, Blue Origin, Boeing, Lockheed Martin und Orbital ATK festlegen.

In der Zwischenzeit haben die Spekulationen über die Zukunft der USA im Weltraum ihren Höhepunkt in jüngster Zeit erreicht, wie hier letzte Woche durch die Arbeiten der 48. Lunar and Planetary Science Conference (LPSC) deutlich wurde. Während des Treffens haben Wissenschaftler die neuesten Erkenntnisse über den Mond der Erde, den Mars, Asteroiden, Kometen und unzählige andere kosmische Objekte von Interesse veröffentlicht, oft mit dem hoffnungsvollen Blick darauf, menschliche Reisen in andere Welten neu zu entfachen. Obwohl Robotersonden die beständige Entdeckungswährung in der heutigen Planetenforschung sind, sehen viele Forscher Astronauten in nicht allzu ferner Zukunft zunehmend als entscheidende Explorationsmittel.

Zielmond

"Die Planetenforschung wird sich vollständig ändern, sobald wir eine Besatzung jenseits der Erdumlaufbahn haben", sagt David Kring, leitender Wissenschaftler am Lunar and Planetary Institute. „Der beste Weg, den Mond zu erkunden, ist zweifellos der gut ausgebildete Astronaut. Apollo hat das wunderbar demonstriert. “

Kring sagt, er sei gespannt auf die ersten NASA-Explorationsmissionen mit der Space Launch System (SLS) -Rakete der Agentur, die derzeit zusammen mit einem bemannten Orion-Raumschiff entwickelt wird. Auf Drängen der Trump-Administration prüft die NASA die Aussicht, Mitte 2019 eine zweiköpfige Besatzung um den Mond zu fliegen, und zwar vorzeitig für die von Verspätungen geplagten SLS- und Orion-Programme. "Ich bin noch besorgter zu sehen, wie Besatzungen Roboter-Assets auf der Mondoberfläche einsetzen und schließlich selbst dort landen", fügt Kring hinzu. „Wir müssen wieder an die Oberfläche. Wir müssen Proben sammeln. Und wir müssen sie zurück auf die Erde bringen. “

Eine wissenschaftliche Bonanza

Der Mond ist eine Goldgrube für Wissenschaftler, sagt Kring, weil er entscheidende Erkenntnisse für das Verständnis der Ursprünge und der Entwicklung der Erde und anderer Planeten bietet: wie sie sich aus der Akkretion und Differenzierung kleinerer Körper gebildet haben; wie sie zu Beginn ihrer Geschichte von Einschlägen bombardiert wurden; und sogar wie einige von ihnen in ihren Bahnen um die Sonne wanderten. „Der beste Ort, um diese Fragen zu beantworten, ist der Mond“, erklärt er, da seine luftlose Oberfläche die kaum veränderten Abdrücke von 4,5 Milliarden Jahren Geschichte des Sonnensystems enthält.

Hier auf der Erde trüben zerstörerische geologische Prozesse unsere Sicht auf diese längst vergangenen prägenden Äonen, sagt Kring. Selbst auf dem heutigen Mars, einem Planeten, der weitaus träger als die Erde ist, wurden viele der Antworten, die wir auf die tiefsten Geheimnisse unseres Sonnensystems suchen könnten, durch das langsame Funktionieren der Geologie gelöscht.

Kring sieht den Mond auch als Tor zum Mars. "Wir müssen legitime, bedeutungsvolle Meilensteine auf dem Weg zum Mars haben", erklärt er. „Wir alle wollen Menschen auf den Mars bringen. Die Frage ist, wie kommst du dorthin? Ich glaube nicht, dass wir die richtige Belegschaft mit den Fähigkeiten entwickeln werden, bis 2035 oder 2045 auf magische Weise zum Mars zu gelangen. Wir müssen die Techniken und die Belegschaft für diesen Sprung entwickeln, und das kann in der [Mondumlaufbahn] und passieren Auf dem Mond".

Jeder Marsmensch ist ein Wahnsinniger

Laut Clive Neal, einem Mondwissenschaftler an der Universität Notre Dame, ist jedes Argument zwischen Mond und Mars ein Nichtstarter. "Es ist nicht entweder oder", sagt er, weil der Mond den Mars ermöglichen kann, indem er Mondressourcen nutzt, um eine nachhaltige menschliche Expansion tiefer in das Sonnensystem hinein zu unterstützen.

"Du kannst kein Marsmensch sein, ohne ein Wahnsinniger zu sein", sagt Neal. "Wenn Sie" Flaggen und Fußabdrücke "machen möchten, gehen Sie jetzt zum Mars. Aber du wirst niemals zurückkehren, denn das ist Apollo - ein fantastisches Programm, aber es war nicht nachhaltig."

Für Neal ist der Erdsatellit in erster Linie eine Welt, die reich an Ressourcen ist, die genutzt werden können und sollten. Zum Beispiel wies er auf sonnenscheue Krater an den Mondpolen hin, in denen nahezu konstante Dunkelheit Wassereis gefangen und erhalten hat, das für die Umwandlung in Sauerstoff, Wasser und Raketentreibmittel reif ist. "Wir müssen einige grundlegende geologische Prospektion durchführen", sagt er. "Und wenn sich herausstellt, dass die Ressourcen des Mondes beträchtlich sind," bringen Sie den Mond in unseren wirtschaftlichen Einflussbereich. Ich betrachte den Mond als befähigend, und das kommt durch seine Ressourcen."

Apollo Träume

Apollo 17 Moon Walker und Geologe Jack Schmitt sprach bei einer Breakout-Sitzung vor dem offiziellen Beginn des LPSC-Treffens in der vergangenen Woche über den Wert der menschlichen Erforschung des Mondes. Es war fast 45 Jahre her, seit sich Schmitt im Dezember 1972 während der letzten Apollo-Mission seinen Weg durch die schwerelose Mondlandschaft bahnte. Die Hälfte von Apollos 12 Mondwanderern ist inzwischen gestorben. Mit dem Tod seines Apollo 17-Crewmitglieds Gene Cernan Anfang dieses Jahres sprach Schmitt als letzte lebende Person dieser Mission, die den Mond betreten hatte.

Schmitts Rede warf Themen auf, die vielen im Publikum bekannt waren. Seit Jahrzehnten setzt er sich für die potenzielle Wirtschaftlichkeit des Mondabbaus für Helium 3 ein, ein Isotop, das für bestimmte Formen der Kernfusion von entscheidender Bedeutung sein könnte. Die Mondoberfläche hat große Mengen an Helium 3 aus Milliarden von Jahren des Bombardements durch den Sonnenwind aufgenommen, erklärte Schmitt, und anhand dieser Ressource könnte sich eine Mond-Siedlung selbst tragen. Vorausgesetzt, die Wissenschaftler auf der Erde können zunächst herausfinden, wie die Kernfusion zu einer wirtschaftlich tragfähigen Energiequelle gemacht werden kann - ein Ziel, das ihnen seit Jahrzehnten entgangen ist.

Schmitts Glaube an eine Mondzukunft für die Menschheit ist unerschütterlich. „Eine Siedlung auf dem Mond, die auf dem Export von Helium 3 zur Fusionskraft auf die Erde basiert, ist für mich sehr sinnvoll. Es macht uns nicht nur zu einer Zwei-Planeten-Spezies, sondern ermöglicht meiner Meinung nach die Erforschung des Mars auf viele verschiedene Arten “, bemerkte er.

Zum Beispiel würde der Helium-3-Abbau Nebenprodukte wie Wasser, Wasserstoff, Kohlenstoff und Stickstoff produzieren. Diese nützlichen Substanzen existieren nur in den winzigsten Spuren im Mondboden - aber eine so enorme Menge an Oberflächenmaterial müsste verarbeitet werden, um Helium 3 zu ernten, dass sie sich in erheblichen Mengen ansammeln würden. Wasser, das vom Mond mit niedriger Schwerkraft stammt, könnte, wie Schmitt erklärte, als schützender, strahlungshemmender Kokon verwendet werden, der in die Aufbauten von Raumschiffen mit Mars-Besatzung eingebaut ist. „Ein paar Zentimeter Wasser um ein Raumschiff wiegen sehr viel und es ist teuer, es von der Erde zu bringen. Sie können überall auf dem Mond Wasser produzieren “, sagte er.

Roter Planet rennt

Andere haben wenig Zeit für den Mond und die Jahrzehnte, die erforderlich wären, um dort die Infrastruktur aufzubauen. Ihre Augen sind stattdessen auf den größeren Preis gerichtet: den Mars. Elon Musk, CEO und Chief Rocketeer von SpaceX, ist das wichtigste Beispiel für das Kontingent „Mars first“. Und laut SpaceX-Ingenieur Paul Wooster schreitet die Planung von Red Planet durch Musks Privatunternehmen stetig voran. "Die langfristige Vision von SpaceX ermöglicht es einer großen Anzahl von Menschen, zum Mars zu gelangen", sagt er.

SpaceX plant den Bau einer Megarakete und eines riesigen Transporters der interplanetaren Besatzung, um die Außenposten des Mars und schließlich eine Stadt in voller Größe zu bevölkern, berichtet Wooster. Bevor das Unternehmen diese wilden Ziele erreichen kann, muss es zunächst seine Fähigkeit festigen, etwas - überhaupt nichts - zum Mars zu senden. Dies würde über interplanetare Flüge des Raumfahrzeugs Red Dragon des Unternehmens geschehen - ein Derivat der SpaceX Dragon-Kapsel, die bereits Fracht zur Internationalen Raumstation transportiert hat und zu gegebener Zeit Astronauten dorthin bringen wird. Laut Wooster beabsichtigt SpaceX, die Oberflächeninfrastruktur auf dem Mars rasch aufzubauen, hoffentlich ab Mitte der 2020er Jahre. "Wir haben offensichtlich noch viel Arbeit vor uns", sagt er.

Eine entscheidende Komponente des SpaceX-Plans für den Mars wurde hier auf der Erde mehrmals demonstriert. Das Unternehmen hat wiederholt die erste Stufe seiner Falcon 9-Rakete auf See auf einem Drohnenschiff und an Land in der Cape Canaveral Air Force Station in Florida gelandet. Da die erste Stufe dann wiederholt wiederverwendet werden kann, anstatt einmal geflogen und verworfen zu werden, könnte sich eine Skaleneffizienz entwickeln, die die Kosten für den Zugang zum Weltraum und damit den Preis eines Bank-Busting-Plans zur Kolonisierung des Mars erheblich senkt. Damit die ehrgeizigen Pläne von SpaceX funktionieren, muss das Unternehmen die Wiederverwendbarkeit seiner nächsten Raketengeneration entwickeln und demonstrieren, die nach Falcon 9 debütieren soll.

Laut Wooster wird für 2020 ein nicht pilotierter SpaceX Red Dragon-Flug zum Mars in Betracht gezogen, der ungefähr eine Tonne Nutzlast liefern kann. Weitere Red Dragons könnten etwa alle zwei Jahre folgen, wenn sich Mars und Erde in günstigen Ausrichtungen befinden, die den Treibstoff minimieren benötigt für eine interplanetare Überfahrt.

SpaceX markiert den Punkt

"In erster Linie muss man lernen, wie man große Nutzlasten auf dem Mars landet", sagt Wooster. In Vorbereitung auf die Errichtung eines Außenpostens in dieser fernen Welt sollen Experimente an Bord von Red Dragon die Treibstoffproduktion vor Ort testen. Dies kann erreicht werden, indem Wasser von der Marsoberfläche verarbeitet und Gase aus der kohlendioxidreichen Atmosphäre gewonnen werden. Tatsächlich wird die NASA auch etwas Ähnliches ausprobieren - ein Mars-Sauerstoff-In-Situ-Ressourcennutzungsexperiment (MOXIE) auf dem Mars 2020-Rover der Raumfahrtbehörde.

SpaceX hat leise mit NASA- und Nicht-NASA-Landeplatzspezialisten zusammengearbeitet, um Orte für das Abwerfen seines Raumfahrzeugs zu planen. Die Standortauswahl hängt von der Wassermenge ab, nach der das Unternehmen sucht - Tausende Tonnen, erklärt Wooster. Ein solcher Punkt "sieht ziemlich vielversprechend aus", sagt er: Arcadia Planitia, eine glatte Ebene auf dem Mars, die nahe der Oberfläche große Mengen Eis zu haben scheint.

Wenn es Eis gibt, kann es natürlich unterirdische Taschen mit flüssigem Wasser geben - und möglicherweise Leben, was die Möglichkeit erhöht, dass SpaceX durch die Landung in solchen Regionen gegen die Protokolle zum Schutz des Planeten verstößt. Laut Wooster arbeitet SpaceX mit dem NASA-Büro für Planetenschutz zusammen, um solche Bedenken auszuräumen. Im Moment bekräftigt er, dass das Unternehmen definitiv offen für Geschäfte ist und Forscher dazu verleiten möchte, Red Dragon für ihre Experimente zu nutzen. "SpaceX ist ein Transportunternehmen", erklärt Wooster. "Wir freuen uns sehr, Nutzlasten für verschiedene Personen zum Mars liefern zu können", fügt er hinzu. Dieses Angebot hat auch das Interesse der NASA geweckt, mit dem Unternehmen einen Vertrag über den Start eines potenziellen wissenschaftlichen Experiments im Jahr 2020 abzuschließen Trittfrequenz, in der wir je nach Gelegenheit [rote] Drachen zum Mars schicken und schließlich zu unserem großen Mars-Fahrzeug wechseln, um sehr große Nutzlasten zu liefern “, schließt er.

Sei es zurück zum Mond oder zu den ersten Schritten auf dem Mars, die Flugbahn der USA scheint die Forschungsgemeinschaft in den Bereitschaftsmodus zu versetzen. Ob durch von der Regierung unterstützte öffentlich-private Partnerschaften, internationale Zusammenarbeit oder eigenständige Bemühungen der einzigen Nation, Astronauten auf dem Mond gelandet zu haben, es gibt eine Menge außerirdischer Wissenschaft, die möglicherweise sogar durchgeführt werden kann und wird von Menschen.