Raumfahrt - wohin und wozu. Thomas Ahrendt
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von Kohlendioxid zusätzlich in großen Mengen zugeführt werden, was jedoch teuer werden würde, denn selbst mit Saturn- und Energija-Raketen müsste man 100 Jahre lang täglich eine neue Ladung hochschießen. Jedoch würde FCKW die Bildung einer Ozonschicht verhindern, so dass man die UV-Strahlung mit einer Schicht aus Planetoiden- oder Oberflächenstaub oberhalb davon absorbieren müsste. Oktafluor-Propan ist dagegen über 2,6 Kilojahre stabil und nicht ozonschädigend. Ammoniak wäre ein weiteres mögliches Treibhausgas; der Mars-Stickstoff könnte durch Mikroorganismen und/oder von marsianischen Fabriken zu Ammoniak umgewandelt werden. Man könnte den Stickstoff auch aus anderen Regionen des Sonnensystems zum 4. Planeten bringen, um dieses Niveau dauerhaft zu erreichen und eine flüssige Hydrosphäre zu erschaffen. Die durch das flüssige Wasser erhöhte Luftfeuchtigkeit würde den Treibhauseffekt dann zusätzlich verstärken. Auch Carbonate und Trockeneis könnte man in gasförmiges Kohlendioxid verwandeln, um aber einen überkritischen Treibhauseffekt zu erzeugen, wäre es nötig, seine gesamte Oberfläche bis in mehrere Kilometer Tiefe umzugraben; was aber einer unverantwortlichen Zerstörung seiner Oberfläche und damit einzigartiger wissenschaftlicher Quellen gleichkäme, abgesehen von den technischen Schwierigkeiten und den Unannehmlichkeiten für die bereits angesiedelten Marsbewohner; es sei denn dies geschieht "unterirdisch" mit "Maulwürfen" und "Regenwürmern“: KLs, die unter der Oberfläche Lagerstätten erschließen, nach Kohlendioxid, Wasser und anderen Rohstoffen graben, sie weiterhin abbauen, extrahieren und teilverarbeiten. Weltraumspiegel Der Mars erhält aufgrund seiner Entfernung nur 43% soviel Sonnenstrahlung wie die Erde; um diesem Planeten die benötigte Energie für die Temperaturerhöhung zuzuführen, wäre die Positionierung von Solettas, von gigantischen Weltraumspiegeln im Marsorbit eine weitere Methode. Sie hätten einen Durchmesser von 100 bis 200 km, eine Masse von 100 Kilotonnen bis 1 Megatonne und würden Sonnenlicht auf die verrußten Pole aus Trockeneis und Wassereis reflektieren, die dadurch verflüssigt und verdunstet werden. Die somit initiierte Kohlendioxid-Emission würde einen gewünschten Treibhauseffekt erzeugen, der den Mars zusätzlich zum umgelenkten Sonnenlicht erwärmt. Um biologische Prozesse überhaupt stattfinden lassen zu können, muss der Mars primär erwärmt werden, denn mit einer bloßen Freisetzung von Treibhausgasen würde die Erwärmung einige Jahrhunderte dauern; mit anderen Varianten wie Ruß auf die Polkappen, biologische Anreicherung der Marsluft mit Sauerstoff und Stickstoff würde das Terraforming ebenfalls über 100 Kilojahre dauern. Mit einem entsprechenden Lichtspiegelsystem im Marsorbit und ergänzenden Technologien ließe sich die Marstemperatur erhöhen, die Atmosphäre mit Sauerstoff und Stickstoff anreichern und der Planet besiedlungsfreundlich gestalten. Das Material für die Marsspiegel ließe sich auf dem Erdmond, auf den Marsmonden oder auf ENAs gewinnen. Dort oder auch in EML4 oder 5 würden sie hergestellt und zusammengebaut. Sie transportieren sich fast von selbst zum Beispiel in eine marssynchrone, stationäre Umlaufbahn; entweder als Solarsegel oder mithilfe solarelektrischer Antriebe, bei etwa 250 km Spiegeldurchmesser ergeben sich über 100 t Schub. Unter weiterer Verwendung günstiger Startfenster und Hohmannbahnen lassen sich auch deren flugdynamische Kräfte nutzen. Impakte Es lässt sich sogar vorstellen, die Bahn von Planetoiden und Kometen so zu verändern, dass sie mit ihrem großen Gehalt an flüchtigen Stoffen auf den Mars gelenkt werden und beim Eintritt in die Lufthülle beziehungsweise beim Aufschlag diese Stoffe freigeben und somit einen sich selbst verstärkenden Treibhauseffekt auslösen. Kometen würden zusätzlich große Wasserdampfmengen in die Atmosphäre bringen; der gewaltige Einschlag selbst würde zusätzlich unterirdische Wasserreservoirs freisetzen. Effektivere Treibhausgase ließen sich auch von Planetoiden mit hohem Methan- und Ammoniakanteil importieren. Diese Impaktmethode könnte zu einem zukünftigen Zeitpunkt technisch machbar sein, allein schon mit dem Motiv, Erdimpakte zu verhindern, indem bedrohliche ENOs aktiv mittels Kernkraft, Segelantrieben, Laser usw. abgelenkt werden - von der Abwendung katastrophaler Einschläge zu absichtlichen Impakten zu Terraforming-Zwecken ist es nur ein kleiner Schritt, denn was für den einen Planeten katastrophal wäre, könnte für den anderen zu Besiedlungszwecken ein Segen sein. Am Ende dieses chemophysikalischen Terraforming-Teilprozesses hätte der Mars eine dichtere, wärmere und feuchtere Kohlendioxid-Atmosphäre wie er und auch die Urerde sie wohl schon einmal vor 3,5 bis 4 Gigajahren hatten. Ein rein chemischer, abiologischer Prozess ließe sich schon nach 0,1 bis 1 Kilojahr realisieren. Zum Abschluss dieser Phase wären die Voraussetzungen für Pflanzenwachstum gegeben und Menschen könnten sich im Freien unter Verwendung einer Sauerstoffmaske aufhalten. In der Endphase des Terraformings muss die Kohlendioxid-Menge verringert werden. Der Weg über die ausschließlich pflanzliche Fotosynthese würde sehr lange dauern. Durch zusätzliche künstliche Foto- oder Elektrolyse ließe sie sich wesentlich schneller reduzieren, müsste aber durch andere Treibhausgase ersetzt werden, um eine Abkühlung zu vermeiden. Ein Marsbesiedlungsszenario könnte letztlich etwa so aussehen: In die mit Weltraumspiegeln erwärmte Marsluft strömen in chemischen Mars-Fabriken erzeugte Treibhausgase, die seine Wärmeabstrahlung zurückhalten und dadurch die Lufttemperatur erhöhen. Um die Albedo zu verringern, werden die Polkappen mit Ruß bestreut. Genetisch angepasste Mikroorganismen verstärken den Effekt. Sie geben Stickstoff und Sauerstoff ab, während die Weltraumspiegel den Rest erledigen. Die dichter werdende Atmosphäre erzeugt steigende Temperaturen und zunehmende Wärme erhöht den atmosphärischen Druck; währenddessen werden Kohlendioxid, Wasser und Stickstoff aus der Oberfläche frei. Da es noch kein Ozon gibt, muss ein künstlicher Schutzschild dessen Funktion übernehmen. Bei durchschnittlichen -15º C bilden sich erste Wolken und der Luftdruck erreicht etwa den der Erde in 6 km Höhe. Entlang des Marsäquators erzeugen womöglich erste Tundrapflanzen, also Moose und Flechten, Sauerstoff, dessen weitere abiologische Quellen das atmosphärische Kohlendioxid, der Kalkstein und das Eisenoxid sind. In der letzten Phase des Terraforming erreicht die Temperatur ca. 273 Kelvin und der Sauerstoff-Anteil nimmt zu, während das Kohlendioxid abnimmt. Es gibt immer mehr - auch künstliche - Lebensformen; es entsteht eine Hydrosphäre aus Teichen, Flüssen und kleinen Meeren. Polareis und Permafrostböden schmelzen bei nunmehr 10º C; die Hydrosphäre vergrößert sich und die Marsbevölkerung liegt bei einigen Hunderttausend "Menschen", die Anzahl der Trans- und Posthumanen und der KLs dürfte sogar noch etwas höher sein . Auch beim Mars scheint es kein Patentrezept zu geben; wahrscheinlich kommt man nur mit mehreren parallel laufenden, sich unterstützenden Prozessen zum Ziel. Phobos und Deimos Die Marsmonde sind vielversprechende Zwischenstationen auf dem Weg von der Erde zum Mars. Als Chondriten stellen sie sehr attraktive Tankstellen im Marssystem dar und könnten Raumfahrzeuge mit Treibstoff beliefern. Diese würden dort im Marssystem mit fast leeren Tanks ankommen und bei jedem Stopp 100 t Wasser aufnehmen. Da Phobos und Deimos vermutlich Billionen Tonnen Wasser haben, reicht diese Menge für mehrere Megajahre, so dass sie als Rast- und Tankstätten auf dem Weg zu den Sternen dienen könnten. Eine Robotersonde könnte mit einem Plasmastrahl Wasserstoff und Sauerstoff zum Beispiel auf Phobos, einem vom Mars eingefangenen Planetoiden, aber auch auf anderen Planetoiden und Kometen erschließen. Die Marsmonde Phobos und Deimos sind somit potenzielle Treibstofflager für Marsflugkörper. Würde man Phobos und Deimos in eine marsstationäre Umlaufbahn (MSO) bringen (noch ein Grund für Planetoidenbilliard), wären sie nicht mehr im Weg und könnten gleichzeitig als eine ausgezeichnete rohstoffhaltige MSO-Plattform für die Herstellung eines Himmelhakens dienen. Die 2 Billionen Tonnen Eisen und Nickel würden für ein Kabel mit einer Querschnittfläche von 1 m² ausreichen, das vom Mars bis zur Sonne reicht. Die Geschwindigkeit an der Spitze des 20 Marsradien langen Himmelhakens beträgt 4,7 km/s, damit lassen sich Frachtladungen bis zum äußersten Rand des Planetoidengürtels in 3,3 AE Entfernung schleudern. Langfristig sind die fernen Teile des Sonnensystems vom Mars aus viel leichter zu erreichen als von der Erde und vom Mond. In etwas fernerer Zukunft könnten sich die Marsianer dazu entschließen, zuerst Phobos in eine künstliche Sonne umzuwandeln, wobei sich das Antimaterielager in einem Lagrangepunkt zwischen Mars und Phobos befinden würde; später wäre Deimos für diese Zwecke verfügbar oder sie verwenden andere Planetoiden als Antimaterie-Kunstsonnen, die sie sich aus dem Gürtel holen. Die Besiedlung seiner Monde könnte vorher, nachher oder parallel zur Planetenkolonisation erfolgen. Vollautomatische Missionen starten zum Beispiel vom Mars aus und landen auf Phobos und Deimos, um Rohstoff- und Energiegewinnungsanlagen zu installieren. Außerdem wird man an ihnen die Besiedlung des Planetoidengürtels und der Kometen trainieren und wertvolle Erfahrungen sammeln können. Gelingt die Umwandlung der Atmosphäre und das Terraforming allgemein, könnte der Mars Zwischenstation für irdische Raumschiffe auf dem Weg ins äußere