Livet på Mars - Avgång till nya livsmiljöer

All mänsklighet hotas med flyktingstatus. Termen "emigration" - vi räknar nu 7,2 miljarder - tar en helt ny dimension. Infrastrukturellt kan det säkert orsaka problem. En sak är säkert: vi kan senast lämna våra snygga, fossila bilar - vägen till det nya hemmet är ännu inte byggt.

Naturligtvis finns det fortfarande mycket att göra för att förstöra miljön, men utmaningar måste ställas inför. Också de framtida exitstrategierna: Vilka alternativ förblir när luften blir tunnare och tunnare? Alternativ 1: Vi stannar och slutar träffa tack vare nya tekniska framsteg - till exempel under stora glasdammar. Alternativ två: Vi packar våra sju saker och lägger oss på nya, avlägsna världar.

Reachable världar

"Jag tror att vår tid som kommer bli ihågkommen som där har vi satt ut till nya världar, såsom den sena 15. Århundrade vid tiden för en Christopher Columbus. Vi måste anta att en man som kommer att ta ditt första steg på planeten Mars, redan är född "astrobiologist Gernot Gromer sätter den officiella inträde till 225 miljoner kilometer avlägsen, röda planeten i konkret aktualitet.

Ordföranden för det österrikiska rymdforumet OWF utforskar de framtida livsförhållandena på Mars och känner också till de potentiella kandidaterna för mänsklighetens nya huvudsakliga bostad: "De två mest tillgängliga himmelska kropparna är Moon och Mars. I princip är Eiswelten i det yttre solsystemet också intressant, såsom Saturnusmånen Enceladus och Jupiter månens Europa. För närvarande vet vi åtta platser i solsystemet där flytande vatten är möjligt. "

avveckling planet

mars
Mars är den fjärde planet i vårt solsystem sett från solen. Diametern, strax under 6800 kilometer, är ungefär hälften av jordens diameter, dess volym är en bra sjutton av jordens diameter. Radarmätningar med Mars Express-proben avslöjade avlagringar av vattenis inbäddad i södra polarområdet, Planum Australe.

Enceladus
Enceladus (även Saturn II) är den fjortonde och sjätte största av 62 kända månen av planet Saturnus. Det är en ismåne och uppvisar cryovolcanic aktivitet vars mycket höga fontäner av ispartiklar i södra halvklotet skapar en tunn atmosfär. Dessa fontäner matar antagligen e-ringen av Saturnus. Inom området vulkanaktivitet har också bevis på flytande vatten hittats, vilket gör Enceladus till en av de möjliga platserna i solsystemet med gynnsamma förutsättningar för skapandet av livet.

Europa
Europa (även känt som Jupiter II), med en diameter på 3121 km, är den näst minsta och minsta av de fyra stora månen på planeten Jupiter och den sjätte största i solsystemet. Europa är en ismåne. Även om temperaturen på ytan i Europa når högst -150 ° C, tyder olika mätningar på att det finns ett djupt hav av flytande vatten 100 km under det flera kilometer tjocka vattenskrovet.
Källa: Wikipedia

Rymdkolonialisterna

Eftersom visum för mänskliga flyktingar gäller framförallt: teknisk kunskap och tålamod. I framtiden Gromer vara först, liten utpost - växer sig allt starkare, för att slutligen bli små bosättningar - om en bemannad permanent Mars Station: "Den tekniska insats för att få en permanent omkring på månen är betydande. Människorna där är - som innan de första bosättarna i den nya världen - inför i första hand sysslar med underhåll av infrastrukturen och överlevnad "och nya risker och faror: stormar strålning, meteoritnedslag, tekniska problem .. Den astrobiologist: "Men folk är otroligt anpassningsbar - en blick på de permanent bebodda Antarktis stationer eller långa resor.

"Som i det förflutna kommer de första bosättarna i den Nya Världen främst att bevara infrastruktur och överlevnad."
Gernot Grömer, Österrikiska rymdforum OWF

Som ett första steg förväntar vi oss vetenskapliga utposter, eventuellt följt av industriella applikationer som malmbrytning i asteroider. Vi talar emellertid om långsiktiga projekt som kommer att realiseras under de kommande årtiondena. "Större kolonier kommer bara att bli möjliga under århundradena, förutsatt att olika tekniska utmaningar som utveckling av nya produktionsprocesser och sluten resursutnyttjande kan styras.

Förutsättningar för planlösning

Till skillnad från ett flyg till en rymdstation eller månen tar en resa till Mars eller andra i vårt solsystem flera månader. Till följd av detta spelar förutom livsmiljöer (beboeliga utrymmen) på planeten och transportsystemet och en orbital livsmiljö en viktig roll.

Förutom lämplig teknik och tillgänglighet gäller motsvarande grundläggande krav för att möjliggöra liv på andra planeter. För det första behöver den uppfylla fysiologiska behov:

• Skydd mot skadlig miljöpåverkan som strålning, UV-ljus, extrema temperaturer...
• Humant atmosfär, såsom tryck, syre, fuktighet, ...
• gravitation
• Resurser: mat, vatten, råvaror

Kostnaden för en Mars-station
För en Mars-bas i storleksordningen av den internationella rymdstationen ISS (5.543 ton) behövs om 264-lanseringar med Ariane 5. Den totala kostnaden för transport uppgår då till en beräknad 30 miljarder euro. Detta är tio gånger transportkostnaden för en orbitalstation. Med tanke på ISS: s teoretiska transportkostnadsandelar skulle ett sådant uppdrag kosta mellan 250-714 miljarder euro.
Naturligtvis måste man också ta hänsyn till en avlägsen lönsamhet, eftersom rymdforskning är källan till otaliga utvecklingar och tekniska uppfinningar. Denna kostnadsanalys tjänar bara till att visa den ungefärliga kostnaden.

Terraforming i Earth 2.0

Också tänkbart är terraforming, omvandling av en atmosfär till människors livstillstånd. Något som har körts på jorden i flera hundra år, redan okontrollerat. Tekniskt sett innebär terraforming enorm tid, men är i grunden möjlig. Således förklarar Grömer, Mars polar iskapslar, när de smälter, kan leda till en ökning i atmosfärisk densitet. Eller storskaliga algtankar i Venus-atmosfären leder till en minskning av växthuseffekten på vår heta systers planet. Men det här är också övningsscenarier för teoretisk planetologi. Mammoth projekt som kan behöva utformas för årtusenden.

"Förutom de tekniska utmaningarna tycker jag att det är spännande att se hur företag kommer att utvecklas en dag. Många av våra regler och konventioner är baserade på de miljöförhållanden vi lever i, det vill säga vi får se nya samhällsformer som kommer fram här, säger Grömer, som tittar på mänsklighetens avlägsna framtid.
Men den långa bosättningen av avlägsna världar och månar är en tydlig fråga om resursanvändning. Grömer: "För en outsourcing av mänskligheten som inte skulle ge stor mening, för att försöket att bevara jorden som livsmiljö är lättare än att möjliggöra storskaliga emigrationsrörelser."

Livet i biospheres

Vare sig på avlägsna planeter eller på en ekologiskt skadad jord - ett viktigt behov av framtiden är den vetenskapliga förståelsen av ekosystemen och deras bevarande. I många fall har stora försök redan gjorts, såsom Biosphere II-projektet, för att skapa tydliga, oberoende ekosystem och för att bibehålla dem på lång sikt. Även med det klara målet att möjliggöra framtida livsmiljöer för människor under en kupolkonstruktion. Så mycket i förväg: Hittills har alla försök misslyckats.

Biosphere II (Infobox) - det största experimentet hittills - var mycket ambitiöst. Många internationella forskare har förberett projektet sedan 1984. Initiala testkörningar lovade: John Allen blev den första människan som bodde i ett helt sluten ekologiskt system i tre dagar - med luft, vatten och mat som producerades i sfären. Bevis på att en koldioxidcykel kan etableras resulterade i en 21-vistelse för Linda Leigh.
På 26. September 1991 det var dags: åtta personer vågade experimentet två år i kupolkonstruktionen med en volym 204.000 kubikmeter för att överleva - utan påverkan från utsidan. Under två år hade deltagarna förberett sig för denna enorma utmaning.
En första teknisk framgång, världsrekord som redan har släppts efter en vecka: Med Biosphere II trots omfattande glas lyckats bygga en hittills ofattbart tät konstruktion: ett årligt läckage av tio procent 30mal tätare än en rymdfärja.

Biosphere II

Biosfären II Arizona var av 1987 till 1989 1,3 hektar i ett område i norr om Tucson, byggd (USA) och var ett försök att bygga ett slutet ekosystem samt få lång sikt. Kupolen komplex med en volym av 204.000 kubikmeter ingår följande områden och tillhörande flora och fauna: savannah, hav, tropisk regnskog, mangrove träsk, öken, intensivt jordbruk och bostäder. Projektet har finansierats av amerikanska miljardären Edward Bass på omkring 200 miljoner amerikanska dollar. Båda proven anses misslyckas. Sedan 2007 har byggnadskomplexet använts av University of Arizona för forskning och undervisning. Namnet är faktiskt en hänvisning till försök att skapa en andra, mindre ekosystem, enligt vilken jorden Biosfären skulle jag.

Det första försöket ägde rum från 1991 till 1993 och varade från 26. September 1991 två år och 20 minuter. Åtta personer bodde i kupolkomplexet under denna period - skyddat från omvärlden, utan luft och materialutbyte. Endast solljus och el levererades. Projektet misslyckades på grund av den ömsesidiga försämringen av de mest olika faktorerna och invånarna. Till exempel har jordmikroorganismer oväntat ökat mängden kväve och insekter har blivit extremt utbredda.

Det andra försöket var 1994 i sex månader. Här producerades i huvudsak luft, vatten och mat och upparbetades i ekosystemet.

Klimat och balans

Men det första bakslaget: Miljöfenomenet El Nino och det resulterande extraordinära molntäcket orsakade en ökning av koldioxidnivåerna och kraftigt reducerad fotosyntes. Redan en överbefolkning av kvalster och svampar hade förstört stora delar av skörden, matförsörjningen var måttlig från början: Efter ett år hade deltagarna förlorat i genomsnitt 16 procent av sin kroppsvikt.
I april 1992 slutligen nästa fruktansvärda nyheter: Biosphere II förlorar Sauer tyg. Inte mycket, men minst 0,3 procent per månad. Kan biosystemet kompensera för det? Men balansen i simulerad natur blev permanent ur led: Syrenivån snart sjönk till oroande 14,5 procent. I januari 2013 hade slutligen syre tillföras från utsidan - i själva verket tidigt slutet av projektet. Ändå slutade försöket: på 26. September 1993 till 8.20 pm deltagarna lämnade efter två år markerade biosfären. Slutsatsen: Out of breath problem hade överlevt ryggradsdjur som används av 25 just sex, har de flesta arter av insekter befunnits döda - särskilt de som skulle behövas för pollinering av växter blommor, andra populationer såsom myror, kackerlackor och gräshoppor hade ökat enormt.

Trots alla de första fynden: "Åtminstone sedan experimentserien Biosphere II börjar vi förstå komplexa ekologiska relationer i tillvägagångssättet. Grunden är att även ett enkelt växthus redan har otroligt komplexa processer, avslutar Gernot Grömer.
I detta avseende är det fantastiskt att ett stort ekosystem som jorden fungerar - trots människans inflytande. Hur länge kommer det att vara upp till sina invånare? En sak är tydlig: det nya bostadsutrymmet kommer inte att vara där länge, varken under en glaskupol eller på en avlägsen stjärna.

Intervju

Astrobiolog Gernot Grömer på Mars simuleringar, förberedelserna för framtida expeditioner till den röda planeten, tekniska hinder och varför vi borde resa till Mars alls.

"Vi har genomfört Marsimulering i flera år och kommunicerar detta i många publikationer och specialkongresser. I Österrike kunde vi på ett tidigt stadium uppta en forskningsnisch som utvecklas mycket snabbt. Kvintessensen är ganska enkel: Djävulen är i detalj. Vad gör jag om en kritisk komponent på ett kretskort i rymdfärgen misslyckas? Vad ser energi efterfrågan på rymdfarkoster ut och hur mycket kan man förvänta sig en astronaut? För framtida uppdrag måste vi ta med oss ​​- även för rymdresor - exceptionellt höga nivåer av redoubt, kvalitet och förmåga att improvisera. Exempelvis kommer 3D-skrivare säkert att ingå i standardutrustningen för lunarstationer.

Simulering vid Kaunertal-glaciären
Just nu arbetar vi på en Mars simulering i augusti 2015: Vi är två veckor för att simulera 3.000 meter över havet på Kaunertal glaciären utforska en Martian glaciär i rymdförhållanden. Vi är för närvarande den enda gruppen i Europa för att göra forskning på detta, så det internationella intresset är motsvarande högt.
Vi har många "byggarbetsplatser" - från strålskärmning, effektiv energilagring, vattenåtervinning och framför allt hur man använder en liten uppsättning utrustning och laboratorieinstrument för att göra vetenskapen så effektivt som möjligt på Mars. Vad har vi hittills lärt oss: I en storskalig Mars-simulering i norra Sahara kunde vi visa att det (fossila, mikrobiella) livet under rymdförhållanden är detekterbart. Det kanske inte låter så mycket, men det visar att vi i grund och botten börjar förstå de verktyg och arbetsprocesser som ett säkert och vetenskapligt framgångsrikt uppdrag kan riktas mot.

"Eftersom det är där".
Det är att resa runt till Mars många Grön: (vetenskaplig) nyfikenhet, för vissa kanske även ekonomiska överväganden, tekniska spin-offs, möjligheten till fredliga internationellt samarbete (som det levs som ett fredsprojekt sedan 17 år som vid den Internationella rymdstationen ). Men förmodligen den mest ärliga svaret är som om hon har gett Sir Mallory, på frågan varför han först klättrat Mount Everest: "Därför att det är där".
Jag tror att vi människor har något i oss som ibland gör oss att undra vad som ligger utanför horisonten och som till vår förvåning har bidragit till överlevnad som ett samhälle. Vi människor var aldrig avsedda som "regionala arter" men spred sig över hela planeten. "

Foto / Video: Shutterstock, imgkid.com, Katja Zanella-Kux.