Seit drei Wochen ist die Mission Mars 2020 unterwegs. Im Februar 2021 soll der Rover „Perseverance“ dort landen, um mindestens zwei Jahre lang nach Anzeichnen vergangenen und gegenwärtigen Lebens zu suchen. Aber auch die Zukunft hat man im Auge, denn es werden Möglichkeiten zur Gewinnung von Sauerstoff und Wasser erprobt, um dereinst Menschen längeren Aufenthalt zu ermöglichen. Es geht also nicht nur um „Marsianer“, es geht um neue Lebensräume. Ist die Erde jetzt nicht mehr alternativlos?
Wer sich am Himmel auch nur ein bisschen auskennt, dem fällt sofort ein skandalöses Missverhältnis auf: Unter all den Planeten sind nur zwei Frauen: Venus, das Centerfold Girl des Sonnensystems, und Mutter Erde; es gibt aber sechs Männer. Früher hatte man noch einen siebten im Bunde, den Schwächling Pluto; der aber wurde inzwischen verstoßen.
Sie alle bewegen sich um unsere Sonne, und zwar dem Uhrzeiger entgegen, von „oben“ gesehen. Und alle befinden sich auf ein und derselben Ebene, so wie Eisläufer, die auf einem gefrorenen See im Kreis fahren. Diese Ebene, im Lateinischen „planis“ genannt, hat den Gestirnen ihren Namen gegeben.
Die Planeten bewegen sich zwar auf derselben Fläche, ihr Abstand zur Sonne ist aber recht unterschiedlich. Ihr am nächsten ist Merkur, benannt nach dem Gott der Diebe und Betrüger, der gleichzeitig auch Götterbote ist. Das scheint eine zeitlose Konstellation zu sein, dass Gauner mit ihren fragwürdigen Botschaften dem Zentralgestirn am nächsten sind.
Verdammt schnell unterwegs
Obwohl der Sonne am nächsten, so ist Merkur immer noch 58 Millionen Kilometer von ihr entfernt. Das ist das Doppelte der Strecke, die ein typischer Airline Kapitän im Laufe seines Berufslebens fliegt. Für die Messung solcher Entfernungen ist der Kilometer kein guter Maßstab. Da nehmen wir die Lichtgeschwindigkeit zu Hilfe. In Videos der Mondlandung werden Sie beobachtet haben, dass die Kommunikation zwischen Houston und Armstrong so etwa eine Sekunde verzögert war. Schuld daran waren die Funksignale, die „nur“ mit Lichtgeschwindigkeit unterwegs waren. Der Mond ist von uns also etwa eine „Lichtsekunde“ weg. Das Licht von Sonne zu Merkur würde 3 Minuten benötigen.
Merkur sitzt aber nicht einfach faul in 3 Lichtminuten Entfernung zur Sonne, er bewegt sich in einer elliptischen Bahn um sie herum. Auf dieser Bahn nun hat er eine mittlere Geschwindigkeit von 170.000 km/h. Das ist sehr schnell, auch für planetarische Verhältnisse.
Nun hat man – genauer gesagt Johannes Kepler – im frühen 17. Jahrhundert herausgefunden, dass, je weiter von der Sonne weg, desto langsamer kreisen die Planeten. Er sah, dass die Geschwindigkeit der Planeten umgekehrt proportional zur Quadratwurzel ihrer Entfernung von der Sonne war. Es war eine der ersten mathematischen Beschreibungen von Vorgängen in der Natur. Wenn Sie diese Formel jetzt nicht sofort nachvollziehen können, dann ist das eine Ehrung für die kognitiven Leistungen der Denker von damals. Die mussten das nicht nur nachzuvollziehen, die mussten es aus dem Nichts schaffen.
„The Inner Track“
Ein Planet, der im Vergleich zu Merkur die vierfache Entfernung zur Sonne hätte, müsste nach Keplers Formel halb so schnell sein. Wie es der Zufall will, haben wir da ein Exemplar namens Mars. Der ist halb so schnell wie Merkur und sein Kreis um die Sonne ist viermal so groß. Für eine Runde braucht er also achtmal so lang wie der flinke Gott der Diebe, und zwar 687 Tage, im Vergleich zu 88.
Zwischen Merkur auf der inneren Bahn und Mars weiter außen ziehen Venus und Erde ihre Kreise. Venus ist näher zur Sonne und braucht 225 Tage für eine Runde. Quizfrage: Wie lange braucht dann wohl die Erde, die zwischen Venus und Mars kreist?
Es gibt da noch Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun, die sind alle jwd, ganz weit draußen, und werden uns hier nicht beschäftigen.
Wenn wir jetzt von der Erde zum Mars eine Sonde schicken wollen, dann ist das nicht einfach eine schnurgerade Reise, so wie von Hamburg nach Kiel. Wir haben eher die Situation einer Großstadt mit diversen konzentrischen Autobahnringen ums Zentrum herum. Jeder Planet hat seinen eigenen Ring und ist verschieden schnell unterwegs. Die Erde ist auf Ring drei, von innen gezählt, Mars auf Ring vier, er ist also langsamer.
Die Erde hat den bei Rennfahrern so begehrten „Inner Track“ und holt Mars ein, um ihn dann zu überholen. Wären Sie im Auto unterwegs und wollten von „Erde“ zu „Mars“ eine Drohne schicken, dann würden Sie den Moment abpassen, wo beide Autos möglichst auf gleicher Höhe nebeneinander her fahren. Man will die Drohne ja nicht quer über die ganze Stadt zum anderen Auto schicken. Dieser günstige Augenblick ist das „Launch Window“. Für den Flug Erde – Mars öffnete es sich Ende Juli 2020 und wurde von der NASA genutzt, um das Vehikel „Perseverance“ – seine Freunde nennen es „Percy“ – auf die Reise zu schicken.
Aber nicht nur die Amerikaner nutzten die Gelegenheit; auch China und die Emirate schickten ihre Sonden auf die Reise zum Mars. Europa hält sich planetarisch zurück und beschäftigt sich lieber mit sich selbst.
Was tun am Mars?
Nach einer Reise von sieben Monaten wird Percy dann sanft auf dem Mars aufsetzen, um dort ein zweijähriges Forschungsprogramm zu absolvieren. Seine Arbeit wird er nahe „Lake Jezero“ erledigen, einem Terrain, wo vor Milliarden von Jahren ein 250 Meter tiefer See gewesen sein soll. Dort wird er im Schneckentempo spazieren fahren, Bodenproben analysieren und nach Spuren organischer Substanzen suchen. Dann wird er dem dortigen Gestein Bohrkerne entnehmen, in Röhrchen verpacken und beschriften. Diese sollen dann eines Tages abgeholt und auf die Erde gebracht werden. Eines ist sicher: Mit DHL würde das ganz schön teuer werden. In Laboren auf Erden will man dann Untersuchungen anstellen, die auf dem Mars nicht möglich wären. Aber wozu der ganze Aufwand? Können denn ein paar fossile Einzeller im Marsboden so wichtig sein?
Nun, es geht um mehr als das. Es geht um eines der größten Rätsel überhaupt: Warum beschließt ein Gemisch aus ganz normalen Stoffen – Sauerstoff, Wasserstoff, Stickstoff, Kohlenstoff und Calcium – eine komplizierte Gestalt anzunehmen und sich vom Rest der Welt abzusondern, um dann „Zeit seines Lebens“ einen aussichtslosen Kampf gegen den Verlust eben dieser Gestalt zu führen? Dieser Kampf gegen die Entropie, die versucht, das Gebilde wieder zu dem zu machen, was es einmal war, geht ein ums andere Mal verloren. Es wird Asche zu Asche, Staub zu Staub.
Es geht bei der Mission Mars 2020 also nicht darum, ob vor Milliarden von Jahren ein paar kümmerliche Algen im Lake Jezero gewachsen sind. Es geht darum, zu erkennen, ob dieser geheimnisvolle „Quantensprung“ von toter Materie zum selbst-organisierten, lebendigen Wesen nur auf Erden stattgefunden hat und worin er bestanden haben mag. Das ist der heilige Gral der Wissenschaft, und so wie einst die Ritter der Tafelrunde mit frommer Beharrlichkeit nach ihrem Gral suchten, so tun es heute die Forscher.
Umweltmäßig ganz korrekt
Das Vehikel Perseverance, zu Deutsch „Beharrlichkeit“, ist eine verbesserte Version von Rover „Curiosity“, der vor neun Jahren auf dem Mars landete. Wie alle Nachfolgemodelle ist er schwerer, teurer und etwas schneller als sein Vorgänger: 1.025 kg schwer und mit 0,16 km/h unterwegs. In Sachen Umwelt wird Percy ein Zeichen setzen. Dieser kleine SUV hat nicht etwa einen Diesel an Bord, sondern einen modernen Elektroantrieb. Der Strom kommt von ein paar Lithium Batterien, ganz wie im Tesla. Da kann er an der Ampel aufs Gas treten und den Marsianern die hintere Stoßstange zeigen. Die werden sich dann wundern: „Geile Autos haben die auf der Erde, und total fahrerlos.“
Falls Ladestationen da oben noch rar sind, hat man vorgesorgt. Der Rover bringt sein eigenes Kraftwerk mit, angetrieben von fünf Kilogramm Plutonium 238. Das ist aber kein Minireaktor à la Philippsburg, sondern ein Gerät, in dem Thermoelemente aus 2 Kilowatt Hitze rund 100 Watt Elektrizität brüten. Das wäre genug, um eine altmodische Glühbirne zu betreiben. Nicht viel für so ein Mars-SUV sagen Sie? Ja, aber die 100 Watt werden Tag und Nacht geliefert und schwinden nur mit der Halbwertszeit des Plutoniums. Das sind 80 Jahre. Und nachts, wenn keine Action angesagt ist, dann werden die Lithium-Akkus langsam und bedächtig wieder geladen, so wie wir das mit unseren Handys auch machen.
Champagner im Blut
Das klingt alles vielversprechend und lädt dazu ein, sich in Gedanken auf dem Mars häuslich einzurichten. Bevor wir uns auf die Reise machen, sollten wir uns noch ein paar Zahlen ansehen. Die Atmosphäre da oben besteht praktisch nur aus CO2, von Sauerstoff kaum eine Spur, jedenfalls nicht genug zum Atmen. Wir müssten also Tag und Nacht mit Maske herumlaufen. Das stört Sie nicht, sagen Sie? Sie haben sich während Corona daran gewöhnt? Gut, aber zusätzlich zur Maske bräuchten Sie dann noch eine Fläschchen Sauerstoff bei sich.
Und noch etwas: der gesamte „Luftdruck“ da oben beträgt weniger als ein Hundertstel des hiesigen! Das stört Sie auch nicht? Nun, vielleicht haben Sie schon beobachtet, dass Wasser bei einer gewissen Temperatur kocht. Was passiert da? Die Flüssigkeit wandelt sich in Gas um, welches dann aus dem Topf sprudelt. Warum passiert das genau bei 100 Grad? Weil da der Druck des Wasserdampfs genauso groß wird wie der Luftdruck, da kann der interne Druck den externen überwinden.
Wäre der Luftdruck niedriger, dann würde das Wasser schon früher kochen. Auf der Zugspitze passiert das bei 90°C. Bei welcher Höhe aber wäre der Siedepunkt 37°C, also Körpertemperatur? Das würde bei weniger als 6% des normalen irdischen Luftdrucks passieren. In unseren Körperflüssigkeiten würden sich kleine Bläschen bilden, wie in einem Champagnerglas. Das wäre nicht gut!
Auf Höhe der Airliner passiert das noch nicht, da hat die Luft noch 25% vom Normaldruck. Zu wenig zum Atmen, aber genug, um unser Blut am Sprudeln zu hindern. Das ist gut so, sonst müssten „im Falle eines Druckverlustes in der Kabine“ nicht nur „automatisch Sauerstoffmasken von der Decke fallen“, sondern auch Raumanzüge.
Auf dem Mars aber ist der atmosphärische Druck so gering, dass Aufenthalt nur in einer Druckkabine möglich ist. Es sei denn, wir wollen unseren Hund Gassi führen, dann brauchen wir einen Raumanzug, der unserem Körper genug externen Druck bietet.
Kein Global Warming?
Dieser Anzug kommt auch in anderer Hinsicht ganz gelegen, denn auf Mars ist es saukalt, durchschnittlich 60°C unter null. Sie bezweifeln das? Sie sagen, bei einer Atmosphäre aus fast 100% CO2 müsste doch ein mörderischer Treibhauseffekt herrschen? Haben die da oben noch nie von Al Gore oder Greta gehört? Vielleicht liegt es daran, dass der Mars anderthalb mal so weit von der Sonne weg ist wie wir. Deswegen bekommt er vergleichsweise nur 44% der Energie, denn die ist umgekehrt proportional zum Quadrat der Entfernung.
Die dünne Atmosphäre ist noch in anderer Hinsicht eine Herausforderung. Percy hat eine Drohne dabei, die da oben im fast luftleeren Raum fliegen soll. Die hat entfernte Ähnlichkeit mit einem Heli, der von gegenläufigen Rotoren mit irrer Drehzahl getragen wird. Hoffentlich klappt das, dann könnte Amazon in Zukunft unsere Bücher auch direkt vor der Haustüre absetzen.
Das sind Aussichten, die uns optimistisch stimmen könnten. Aber, machen wir uns nichts vor, es gibt da doch noch ein paar dicke Probleme zu knacken, bevor wir auswandern können. Sie sagen, zum Mars wollen Sie eh nicht? Der ist Ihnen immer noch zu nah an der Erde? Sie wollen mindestens ein Lichtjahr von Angela Merkel weg? Da hätte ich etwas für Sie: Alpha Centauri; verkehrsgünstig an der Milchstraße gelegen, mit vier Lichtjahren Distanz zu Mutti.
Mehr vom gleichen Autor auf www.think-again.org und in seinem Buch „Grün und Dumm“ bei Amazon.
