Warum versuchen wir, vor dem Mond eine Basis auf dem Mars zu bauen?

Meine Frage kommt der im folgenden Link beantworteten Frage sehr nahe und wird durch die Antworten aufgeworfen, die diese Frage erhalten hat:

Ist eine Mondbasis von Natur aus gefährlicher als eine Raumstation?

Warum kämpfen wir darum, zum Mars zu gelangen, bevor wir etwas Substanzielles auf unserem eigenen Mond bauen?

Wer genau ist das „wir“ in Ihrer Frage? AFAIK, niemand versucht ernsthaft, oder ist sogar in der Position, dies zu versuchen, noch nicht.
In den USA die Politik: „Zurück zum Mond“ war ein Bush-Ding, also wollte Obama eine „Reise zum Mars“, damit es sein Ding wäre.

Antworten (2)

Im Moment gibt es einige Gruppen, die versuchen, den Mars zu erreichen, und einige Gruppen, die versuchen, den Mond zu erreichen. Mars One hat in letzter Zeit Schlagzeilen gemacht, SpaceX nennt die Besiedlung des Mars als langfristiges Ziel, und es gibt zahlreiche kleinere Gruppen. Für den Mond gibt es den Google Lunar X Prize , Shackleton Energy Corp und OpenLuna und wiederum zahlreiche andere Gruppen. Verschiedene Weltraumagenturen haben im Laufe der Geschichte zu verschiedenen Zeiten hin und her gegangen, um das eine oder andere Ziel zu bevorzugen, und das ist sowohl eine Frage der Politik als auch der Wissenschaft und Technologie. Die Argumente für jedes Reiseziel sind vielfältig, können aber gruppiert und skizziert werden.

Materielle Ressourcen

  • Der Mars hat eine Kohlendioxidatmosphäre. Die Technologie und die Ressourcen, die benötigt werden, um das zu Sauerstoff und Methan als Kraftstoff zu verarbeiten, sind nicht so anspruchsvoll (Seite 11 hier ). Zunächst müsste für den Prozess Wasserstoff von der Erde herangeschafft werden, später könnte das in großen Mengen unter ihrer Oberfläche vorhandene gefrorene Wasser genutzt werden.
  • Das gefrorene Wasser auf dem Mars müsste ausgegraben, geschmolzen und von der Erde, mit der es vermischt ist, getrennt werden. Das erfordert eine umfangreiche Infrastruktur, ist aber nicht kompliziert. Auch das gefrorene Wasser wird großflächig verteilt.
  • Der Mond hat gefrorene Ablagerungen von flüchtigen Stoffen 1 in Kratern im permanenten Schatten an seinen Polen und unter der Oberfläche in der Nähe der Pole. Wie groß diese Reserven sind, muss noch untersucht werden, aber es gibt einige Beweise dafür, dass sie ziemlich beträchtlich sind . Sie scheinen eine Mischung aus Chemikalien zu sein, hauptsächlich Wasser, etwas Kohlendioxid und andere, und können mit viel Erde vermischt sein. Wie schwierig es wäre, sie zu extrahieren und zu verarbeiten, ist noch nicht klar. Da sie nur an wenigen Stellen tief und extrem kalt sind, könnte es kompliziert werden.

Zugang

  • Der Mars ist wirklich weit weg. Mit der aktuellen Technologie dauert es 6 bis 10 Monate (abhängig von der Ausrichtung der Planeten und wie viel Geld in die Rakete gesteckt wird), um dorthin oder zurück zu gelangen, und Startfenster finden alle 2 Jahre statt.
  • Der Mond ist zu jeder Zeit 3 ​​Tage entfernt , hin oder zurück.
  • Die Atmosphäre des Mars macht es notwendig, Hitzeschilde auf jedem Lander zu haben und im richtigen Winkel und mit der richtigen Ausrichtung zu kommen. Aber die Atmosphäre ist nicht dick genug, um ein Fahrzeug beim Hereinkommen stark zu verlangsamen, gerade genug, um es aufzuheizen. Wenn Raketen verwendet werden, um das Schiff zu verlangsamen, müssen sie damit umgehen, in einen Wind zu schießen, dessen Dynamik sich ständig ändert, wenn die Geschwindigkeit von Hyperschall auf Unterschall sinkt. Wenn Fallschirme verwendet werden, müssen sie Überschallgeschwindigkeiten standhalten, es sei denn, sie werden erst gegen Ende eingesetzt. Das sind enorme technische Herausforderungen.
  • Auf dem Mond sind Schilde nicht erforderlich, und es gibt niemals Komplikationen bei der Verwendung von Raketen. Ein Schiff, das auf dem Mond landet, kann in jedem Winkel und mit jeder Ausrichtung ankommen. Es kann kein Aerobraking durchgeführt werden, um Treibstoff zu sparen, indem Reibung mit einer Atmosphäre verwendet wird, um ein Schiff genug zu verlangsamen, um in die Umlaufbahn zu gelangen. Somit ist das Delta V , um zu beiden Zielen zu gelangen, ähnlich. Die zur Landung benötigte Technologie ist jedoch bekannt und kann skaliert werden.
  • Wegen der Zeit, die es braucht, um den Mars zu erreichen, muss ein Schiff seine Insassen auf dem Weg vor Strahlung schützen. Es kann sein, dass die bereits für die Reise benötigten Vorräte an Nahrung und Wasser und die Zeit an der Oberfläche dafür verwendet werden können, oder dass das nicht ausreicht. Dies ist noch nicht bekannt. Auf jeden Fall machen die erforderlichen Vorräte das Schiff viel schwerer, was erhebliche Kosten verursacht.
  • Radiowellen brauchen zwischen 3 und 20 Minuten für die Reise zwischen Erde und Mars, je nachdem, wie weit sie voneinander entfernt sind. Sie brauchen 1,3 Sekunden, um zwischen Erde und Mond zu fliegen. Ein interessanter Aspekt dabei ist, dass es möglich ist, Geräte auf dem Mond von der Erde aus fernzusteuern, aber das würde auf dem Mars nicht funktionieren.

Einfluss

  • Der Mars kann terraformiert werden . Zumindest scheint das der Fall zu sein, obwohl es über Jahrhunderte einen enormen Aufwand erfordern würde. Es gibt vieles, was wir darüber nicht wissen, aber es scheint eine vernünftige, wenn auch ehrgeizige Vermutung zu sein. Es gibt genug Wasser für seichte Meere und möglicherweise genug gefrorenes Kohlendioxid 2 für eine Atmosphäre mit etwa 30 % der Dichte unserer, sehr grob, und Pflanzen könnten das zu Sauerstoff verarbeiten.
  • Der Mond würde das Sonnensystem öffnen, wenn er kolonisiert würde. Weil es so wenig Schwerkraft und keine Atmosphäre hat und es direkt nebenan ist, könnte all das schwere Zeug dort hergestellt und von dort aus gestartet werden, was enorm an den Ressourcen spart, die benötigt werden, um Missionen in die Ferne und in die Nähe zu schicken. Einige sagen, dass stattdessen Raumstationen verwendet werden könnten und Ressourcen von Asteroiden und dem Mond übersprungen werden könnten. Damit ist ein drittes Pferd in diesem Rennen. Die Faktoren dabei sind die Entfernung, die dagegen spricht, und die geringe Schwerkraft, die dafür spricht.
  • Der Mars könnte Leben beherbergen . 'Nuff sagte. Das wiederum verkompliziert die Sache, siehe nächste Liste.

Probleme

  • Der Mond ist mit sehr feinem, scharfem Staub bedeckt , der an allem haftet, weil er statisch aufgeladen ist . Das Einatmen wäre gesundheitsgefährdend , da sich die feinen Partikel in der Lunge festsetzen und Silikose verursachen könnten. Bewegliche mechanische Teile im Freien müssen geschützt werden, oder die Dinge werden sich festsetzen. Dichtungen versagen, wenn sie nicht geschützt sind.
  • Der Mars ist auch mit feinem Staub bedeckt , der nicht so scharf ist, weil er verwittert ist. Aber die feinen Partikel bleiben in der Atmosphäre schweben und das macht es schwieriger, sie von Innenräumen fernzuhalten. Silikose ist wieder eine Gefahr , und es gibt auch andere toxische Bestandteile. Und der Staub hat auch eine statische Aufladung, die ihn an allem haften lässt.
  • Der Mars hat giftige Chemikalien in seinem Boden. Perchlorate wurden identifiziert und können weit verbreitet sein. Sie sind für Menschen giftig.
  • Der Mars könnte Leben beherbergen. Dieses Leben muss geschützt werden . Einen Planeten zu kolonisieren und gleichzeitig sein einheimisches Leben zu schützen, kann sehr schwierig sein und würde sicherlich besondere Vorsichtsmaßnahmen erfordern, die ein solches Unterfangen komplizierter und kostspieliger machen.
  • Der Mond hat 1/6 der Schwerkraft der Erde. Ein langfristiges Leben in einer solchen Umgebung kann gesundheitliche Probleme verursachen, und Muskeln und Knochen könnten sich so stark verändern, dass eine Rückkehr zur Erde schwierig oder unmöglich wäre. Mars hat 2/5 der Schwerkraft der Erde. Es besteht eine bessere Chance, dass dies angepasst werden kann. Allerdings ist darüber nicht viel bekannt. Das richtige Trainingsprogramm kann dieses Problem beseitigen. In anderer Hinsicht haben unterschiedliche Schweregrade jeweils eine Reihe von Vor- und Nachteilen.

So. Je nachdem, wie die Menschen die Vor- und Nachteile jedes Ortes abwägen, meinen einige, wir sollten zuerst zum Mars gehen, andere, wir sollten zuerst zum Mond fliegen. Eine zusätzliche Drehung des Arguments ist, dass es viel einfacher ist, eine Menge Zeug zum Mars zu schicken, wenn der Mond zuerst kolonisiert wird. Aber dazu muss man die gesamte Infrastruktur auf dem Mond aufbauen, also sollte das vielleicht eine langfristige Überlegung sein, aber zuerst sollte eine Basis auf dem Mars errichtet werden. Sobald Sie sich mit allen möglichen Kombinationen von Missionen befasst haben, wird die Frage noch komplexer, als hier kurz vermittelt wurde. Hier gibt es weitere Diskussionen über die Möglichkeiten .

Und wir sind noch nicht einmal auf die eher subjektiven Qualitäten jedes Ortes eingegangen. Ist es wichtiger, dass der Mars einen Tag hat, der genauso lang ist wie der der Erde, und eine Atmosphäre hat, die einen Himmel erzeugt, so wie wir es hier gewohnt sind, oder ist es wichtiger, dass die Erde am Himmel auf dem Mond hängt, groß und schön? ?

1 - „Flüchtige Stoffe“ bezieht sich auf jede Chemikalie, die im Weltraum verloren geht, wenn sie dem Sperrfeuer von Strahlung und Partikeln von der Sonne ausgesetzt wird, auf Körpern, die zu klein sind, um sie durch die Schwerkraft oder mit Hilfe eines Magnetfelds zu halten.

2 - Die tatsächlichen Kohlendioxidreserven auf dem Mars sind unbekannt. Modelle sagen voraus, dass gefrorenes CO2 in das gefrorene Wasser der Pole und in den Boden gemischt wird. In der Frühgeschichte des Mars, als die Atmosphäre viel dicker war, wurde Kohlendioxid möglicherweise in Karbonatmineralien wie Kalziumkarbonat gebunden. Siehe hier , hier und hier .

Es gibt auch den Aspekt des menschlichen Wettbewerbs und das wahrgenommene Lob, als Erster dort zu sein. In gewisser Weise sind die verschiedenen vorgeschlagenen Marslandungen von Menschen ein bisschen wie ein zweites Weltraumrennen.
Eine Sache, die ein wichtiger Faktor sein könnte, ist, dass die Schwerkraft auf dem Mars stärker ist als auf dem Mond. Eine Stationierung auf einer Mondbasis über einen längeren Zeitraum ohne gesundheitliche Beeinträchtigungen ist möglicherweise nicht möglich. Die Marsgravitation ist vielleicht auch nicht ausreichend, hat aber zumindest eine bessere Wahrscheinlichkeit.
@neelsg darüber gibt es viele Unbekannte, aber es ist bedeutsam. Ich werde es bearbeiten.
In diese Antwort floss viel Recherchearbeit ein. Viele Informationen, +1. Aber ich bin anderer Meinung, dass das Verdampfen des gefrorenen CO2 eine Atmosphäre mit 30 % der Dichte von uns geben würde. Ich glaube, dass dies eine sehr optimistische Prognose von Zubrin und anderen ist, die mehr auf Wunschdenken als auf harten Beweisen basiert. Die gefrorenen CO2-Lagerstätten an den Marspolen reichen dafür nicht aus.
Ja, aber vergessen Sie nicht die riesigen Terraforming-Maschinen, die nie aktiviert wurden und die die alten Marsmenschen nur wenige Sekunden vor ihrem Aussterben fertiggestellt haben. Offenbar dauerte es lange, bis sie erstickten, aber nicht lange genug.
@HopDavid Ich versuche gerade, bessere Zahlen zu finden, aber es dauert eine Weile, weil es anscheinend beträchtliche Unbekannte gibt, die ich nicht einordnen oder erklären kann.
Gute Antwort. Habe es genossen es zu lesen. Ein kleiner Punkt, der hinzugefügt werden muss, die geringe Schwerkraft des Mondes kann verwirrend sein, während der Mars wahrscheinlich genug Schwerkraft hat, dass jeder, der dort arbeitet, nicht verwirrt wird, wo oben oder unten ist. foxnews.com/science/2014/09/09/… Offensichtlich haben Astronauten monatelang in einer 0-G-Raumstation gelebt, also ist das kein großes Hindernis, aber es ist ein Faktor.
Beim CO2 auf dem Mars wird angenommen, dass die Eiskappen hauptsächlich aus Wasser bestehen, aber die Menge an CO2, die in und unter seiner Oberfläche eingeschlossen sein könnte, die freigesetzt werden könnte, wenn der Planet terraformt und erwärmt würde, ist eine viel größere Unbekannte. Ich bin mir der Qualität dieses Links nicht sicher, aber er ist verwandt: spacedaily.com/news/mars-water-science-00g1.html
Ich muss nur darauf hinweisen, dass der Mond nicht unbedingt zu jeder Zeit 3 ​​Tage entfernt ist . Je nachdem, wo sich Ihre Mondbasis befindet, werden Startfenster nur ein- oder zweimal im Monat geöffnet, und einige können aus komplexen Gründen tatsächlich einen Monat oder länger überspringen. Die Apollo-Missionen hatten viel mit diesem Mondfenster zu tun. Die beste technische Erklärung dafür, die ich gefunden habe, ist hier: history.nasa.gov/afj/launchwindow/lw1.html .
@ DrZ214 Das verlinkte Dokument behandelt hauptsächlich Einschränkungen aufgrund missionsspezifischer Einschränkungen - Erfordernis einer freien Rückflugbahn, die Notwendigkeit, bei richtigen Lichtverhältnissen zu landen usw. - die für zukünftige Missionen nicht gelten müssen. Diese Antwort musste aufgrund ihrer Breite nur den geringsten Überblick über jedes Thema geben, und ich weiß wenig über Orbitalmechanik, aber da eine Option eine Basis auf dem Äquator ist, scheint es fair zu sein, „jederzeit“ zu sagen. Eine Basis, die jahrzehntelang betrieben würde, würde auch Tanklager rechtfertigen, und das würde weitere Beschränkungen beseitigen.
Okay – ich bin mir über die tatsächlichen Zahlen nicht sicher, aber die Maven-Mission hat gezeigt, dass der Mars das meiste seines CO2 ins All verloren hat, also wahrscheinlich nicht viel dort. jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4708 Dann haben sie auch in den Eiskappen nicht viel CO2 abgeführt, etwa genug, um die gegenwärtige Atmosphäre zu verdoppeln. Es gibt ein bisschen mehr Karbonatablagerungen (natürlich schwieriger freizusetzen), aber die größte freigelegte Karbonatablagerung reicht aus, um ihre Atmosphäre wieder zu verdoppeln - insgesamt 4% von all dem. jpl.nasa.gov/news/news.php?feature=4778
Wenn mehr CO2 vorhanden ist, liegt es wahrscheinlich in Form von Karbonatgestein vor, das tief unter der Oberfläche abgebaut werden muss. Aber wahrscheinlich viel weniger davon als auf der Erde, die riesige Reserven an Karbonatgestein hat, viel mehr als in der Atmosphäre. Es gab die Idee, dass es im Regolith viel Trockeneis geben könnte, aber ich glaube nicht, dass es Beweise gibt Dafür. Ich denke, der allgemeine Trend geht dahin, dass wahrscheinlich einfach nicht viel da ist.

Der einzige große Vorteil des Mars gegenüber dem Mond besteht darin, dass dort eine sehr große Auswahl an Chemikalien verfügbar ist. Wahrscheinlich ist alles, was wir irgendwann brauchen würden, auf dem Mars verfügbar. Beim Mond ist das nicht der Fall.

Eine Siedlung auf dem Mars und eine Siedlung auf dem Mond wären jedoch im Wesentlichen dasselbe: große unterirdische Strukturen. Mars hat fast keinen Strahlenschutz mehr als der Mond. Die Marsatmosphäre ist so dicht an einem Vakuum, dass es hinsichtlich des Druckunterschieds um den Raumanzug keine Hilfe ist. Die Tatsache, dass ein Marstag ungefähr einem Erdtag entspricht, würde nicht viel ausmachen, da jeder unter der Erde leben würde.

Auf sehr lange Sicht könnte eine Marskolonie ohne Importe von anderswo leben. Eine Mondkolonie würde wahrscheinlich immer Importe benötigen. Eine Mondkolonie ist jedoch auch viel besser in der Lage, Handel zu treiben. Mit geringerer Schwerkraft und ohne Atmosphäre, die aerodynamische Anforderungen an Raumfahrzeuge stellt, ist eine Mondsiedlung leichter zugänglich. Der Mond könnte viel leichter am Handel teilnehmen, der die Ausbeutung von Asteroiden beinhaltet, als eine Marssiedlung. Wenn große umlaufende Strukturen gebaut werden sollen, ist es nicht schwer, sich vorzustellen, dass Mondaluminium und -glas wirtschaftlicher sind, als das gleiche Material von der Erde zu heben. Das gibt der Mondkolonie ein Produkt, das sie im Austausch für ihre Importe verkaufen kann, wie kohlenstoffhaltiges Chondrit-Asteroidenmaterial für die Landwirtschaft. Es ist schwer vorstellbar, was Marsmenschen wirtschaftlich exportieren könnten.

Während eine Marssiedlung autark werden könnte, wäre eine Mondsiedlung wahrscheinlich eher ein Teil eines Mond/Erde/Asteroiden-Wirtschaftssystems.

Jüngste Studien haben spekuliert, dass eine Mondhöhle, entweder künstlich oder natürlich, ziemlich groß sein könnte. http://www.airspacemag.com/daily-planet/cave-living-moon-180961494/

Der einzige große Vorteil des Mars gegenüber dem Mond besteht darin, dass dort eine sehr große Auswahl an Chemikalien verfügbar ist. Können Sie erklären, was Sie damit meinen? Sowohl der Mond als auch der Mars haben eine Vielzahl von chemischen Elementen. Beispielsweise ist Sauerstoff in beiden Körpern vorhanden, wenn auch in unterschiedlicher Form.
@BenCrowell, Mars ist dafür bekannt, reichlich Wasserstoff zu haben, während der Mond dafür bekannt ist, dass er ziemlich mangelhaft ist.
Das Wasser und andere flüchtige Stoffe an den Polen des Mondes werden auf 600 Millionen Tonnen oder mehr geschätzt. Eine Population könnte im Laufe der Zeit unabhängig werden, solange sie nicht zu groß ist und ein geschlossenes Ökosystem schafft.
Nur aus jahrelangem Lesen erinnere ich mich, dass der Mond reich an Sauerstoff, Silikon, mehreren Metallen wie Eisen, Aluminium, Magnesium, Titan sowie Kalzium ist. Kohlenstoff und Stickstoff jedoch nicht so sehr. Es gibt einige, die vom Sonnenwind abgelagert werden, aber nur in Spuren. Deshalb habe ich kohlige Chondriten-Asteroiden als Quelle erwähnt. Natürlich gibt es auch all dieses Interesse an flüchtigen Stoffen an den Polen. Aber wir haben (buchstäblich) nur an der Oberfläche gekratzt. Wer weiß, welche konzentrierten Ablagerungen tief unter der Erde zu finden sind. Das veranlasst mich eher, die Frage selbst zu stellen.
Natürliche Mondhöhle? OK, es gibt einige interessante Bilder, die so interpretiert wurden, dass sie mögliche Höhleneingänge zeigen, aber wie könnten sich Höhlen auf dem Mond gebildet haben? Für den Mars ist es leicht zu verstehen – genauso wie sich Höhlen auf der Erde gebildet haben, aber auf dem Mond hat es nie fließendes Wasser gegeben.
@AnthonyX Sie sind Lavaröhren , die gebildet wurden, als die Lava durch Einschläge teilweise gefroren war und sich unter der Oberfläche bildete. In der Mondumgebung ist es möglich , dass solche Röhren Kilometer breit und 10 km lang sind, obwohl nur umfangreiche Vermessungen feststellen würden, ob sie existieren und sich an ansonsten geeigneten Orten befinden.
Warum versuchen wir, vor dem Mond eine Basis auf dem Mars zu bauen?
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