Die NASA weiß, wie man Wasser auf den Mars bringt, aber es gibt ein tödliches Problem

Jahrzehntelang galt der Mars als öde planetarische Wüste. NASA-Missionen bestätigten jedoch, dass unter seiner gefrorenen Oberfläche noch immer Wasser verborgen ist – eingeschlossen in Mineralien oder gefroren in polaren Ablagerungen. Die Frage ist nicht mehr, ob es existiert, sondern wie es genutzt werden kann, um eine menschliche Präsenz aufrechtzuerhalten.

Die Strategie heißt ISRU, kurz für „In Situ Resource Utilization“ (Nutzung vor Ort vorhandener Ressourcen), und beinhaltet die Nutzung der Ressourcen des Planeten selbst, um nicht auf Lieferungen von der Erde angewiesen zu sein. Mit anderen Worten: Wasser, Sauerstoff und Treibstoff werden produziert, ohne auf Lieferungen von der Erde warten zu müssen – eine brillante Idee, die jedoch schwer umzusetzen ist.

Laborversuche und Wettbewerbe wie die Moon to Mars Ice Challenge haben bereits gezeigt, dass es möglich ist, die Marsoberfläche anzubohren und Eis zu gewinnen. Einige Prototypen schmolzen sogar künstliches Eis unter Vakuumbedingungen, die die Umgebung des Mars simulierten, und produzierten so erfolgreich kleine Mengen flüssigen Wassers.

Die NASA hat verschiedene Methoden getestet, darunter das Erhitzen von Regolith zur Freisetzung von Wasserdampf, das Bohren in unterirdische Eisvorkommen oder das Auffangen von Luftfeuchtigkeit. In allen Fällen ist es das Ziel, genügend Wasser für Trinkwasser, Sauerstoffproduktion und Treibstoffherstellung für die Rückreise zu gewinnen.

Diese Experimente jedoch in sichere, nachhaltige Operationen auf dem Mars umzusetzen, ist eine ganz andere Geschichte. Jeder Versuch erfordert enorme Mengen an Energie und ist mit Bedingungen konfrontiert, mit denen noch kein Ingenieur zuvor gearbeitet hat – extreme Kälte, niedriger Druck und eine Umgebung voller tödlicher Strahlung.

Ein Planet voller unsichtbarem Wasser

Paradoxerweise gibt es auf dem Mars mehr Wasser, als es den Anschein hat. Nach Schätzungen von Studien der NASA und der Arizona State University, die auf Daten der MAVEN- und Hubble-Missionen basieren, könnten bis zu 99 % des ursprünglichen Wassers des Planeten noch immer vorhanden sein, eingeschlossen in seiner Kruste und seinen Mineralien.

Das Problem ist, dass dieses Wasser nicht in flüssiger Form verfügbar ist, sondern gefroren oder chemisch an hydratisierte Mineralien gebunden ist. Um es zu gewinnen, müssen große Mengen Erde erhitzt oder mehrere Meter unter der Oberfläche gebohrt werden – und das alles in einer Umgebung, in der Maschinen leicht einfrieren oder stecken bleiben können.

Einige Gebiete, insbesondere in der Nähe des Äquators, verfügen über leichter zugängliche Vorkommen, aber die Pole bleiben die größten Reservoirs. Das Dilemma besteht darin, dass in diesen Regionen extreme Temperaturen und lange Nächte herrschen, was den Betrieb von Förder- und Speichersystemen erschwert.

Selbst wenn der Zugang zu diesen Vorkommen gelänge, stellt die Reinigung eine weitere Herausforderung dar. Das Wasser auf dem Mars könnte Perchlorate enthalten – giftige Salze, die für Menschen tödlich sein könnten, wenn sie vor der Verwendung nicht vollständig entfernt werden. Somit ist das chemische Risiko ebenso groß wie das technologische.

Extraktion: Eine fast unmögliche Herausforderung

Die Technik kennt bereits die physikalischen Prinzipien, um Wasser aus dem Marsboden zu gewinnen, aber das Problem liegt in der praktischen Umsetzung. Auf dem Mars haftet elektrostatischer Staub an allem, Motoren frieren ein und mechanische Verbindungen können bei geringsten Temperaturschwankungen versagen.

Die für Bohrungen konzipierte Ausrüstung muss leicht, strahlungsbeständig und in der Lage sein, in einem Teilvakuum zu arbeiten, in dem Flüssigkeiten sofort verdampfen. Jeder Fehler könnte das System vollständig außer Betrieb setzen, und jeder neue Prototyp muss jahrelange Tests durchlaufen, bevor er für einen tatsächlichen Einsatz zugelassen wird.

Darüber hinaus verbraucht das Schmelzen oder Erwärmen von Eis große Mengen an Energie. Auf dem Mars wird die Energie aus begrenzten Sonnenkollektoren oder kleinen Kernreaktoren gewonnen, die sich noch in der Entwicklung befinden. Ohne eine stabile Energiequelle könnte das System während des Betriebs an Leistung verlieren.

Die letzte Herausforderung ist die Sicherheit der Astronauten. Ohne Druckanzüge können sie nicht direkt in der Marsumgebung arbeiten, was bedeutet, dass der gesamte Betrieb automatisiert werden muss. Ein Stromausfall, ein Riss in einer Leitung oder eine mechanische Blockade könnten nicht nur die Wasserversorgung, sondern auch das Leben der Besatzung gefährden.

Das Wasser-Dilemma auf dem Mars

Theoretisch wissen wir bereits, wie man Wasser auf den Mars bringt – die Modelle funktionieren, Experimente bestätigen dies und Regolith-Daten stützen diese Annahme. Die eigentliche Herausforderung besteht jedoch darin, dies zu erreichen, ohne mehr zu verlieren als zu gewinnen – Energie, Ressourcen und vor allem die Sicherheit der Menschen.

Die NASA entwickelt weiterhin Systeme, die Gewinnung, Reinigung und Speicherung in einem einzigen autonomen Modul vereinen, mit dem Ziel, eine Roboter-Mission zu starten, die in der Lage ist, Wasser zu produzieren, bevor die Astronauten eintreffen – um ihr Überleben vom ersten Tag an auf dem Roten Planeten zu sichern.

Unterdessen werden die Eiskarten des Mars dank der Daten der MAVEN-Sonde und des Rovers Perseverance ständig aktualisiert. Jede neue Entdeckung bringt uns dem Traum einer menschlichen Kolonie näher – zeigt aber auch, wie fragil das Ökosystem des Mars ist und wie weit wir noch davon entfernt sind, ihn bewohnbar zu machen.

Wasser, das hier auf der Erde Leben bedeutet, könnte auf dem Mars das Gegenteil bedeuten, wenn man nicht vorsichtig damit umgeht. Und obwohl die NASA bereits herausgefunden hat, wie man es gewinnen kann, weiß sie noch nicht, wie sie dies tun kann, ohne diesen Durchbruch in ein tödliches Problem zu verwandeln.