Aus welchen Materialien würde man eine Marsbasis bauen?
Das Klima auf dem Mars ist ganz besonders rau. Die Atmosphäre des roten Planeten hat weniger als ein Hundertstel der Dichte der Erdatmosphäre, was ihn sehr kalt und auch sehr staubig macht. Eine dünnere Atmosphäre kann nicht so viel Wärme speichern, was zu enormen Temperaturschwankungen führt: Tagsüber können es angenehme 20 °C sein, über Nacht sinkt die Temperatur aber auf -60 °C. Wenn wir ohne Raumanzüge leben könnten, würde man sogar die Temperaturunterschiede im eigenen Körper spüren – der Kopf wäre deutlich kälter als die Füße“, sagt Anyszka. „Wenn wir ohne Raumanzüge leben könnten, würde man sogar die Temperaturunterschiede im eigenen Körper spüren – der Kopf wäre deutlich kälter als die Füße“, sagt Anyszka. Dieser Staub ist sehr abrasiv, da er sich nicht wie der Boden auf der Erde abnutzt. „Es kann an Materialien haften, und dann ist es nicht so leicht wieder zu entfernen“, fügt Anyszka hinzu. Eine weitere kleine Komplikation für die zukünftigen Bewohnerinnen und Bewohner: Der Staub gilt als giftig. Der Transport von Baumaterial von der Erde wäre unerschwinglich teuer, daher müsste eine Marsbasis auf lokal verfügbare Werkstoffe zurückgreifen. Für eine robuste Konstruktion, die die Wärme drinnen und den Staub draußen hält, wäre Beton eine gute Wahl. Für die Herstellung von regulärem Beton wird jedoch viel Wasser als Bindemittel benötigt, das – zum jetzigen Zeitpunkt – auf dem Mars nicht im Überfluss vorhanden zu sein scheint. Eine vielversprechende Alternative ist Beton, bei dem Schwefel anstelle von Wasser als Bindemittel verwendet wird und der eine bessere Beständigkeit gegenüber abrasivem Staub bietet. Der Regolith des Mars – der Staub und die Gesteine, welche die Oberfläche bedecken – enthält eine Vielzahl von Sulfaten, die extrahiert werden könnten. Um als Bindemittel zu wirken, muss dieser Schwefel mit Kohlenstoff stabilisiert werden, der aus der dünnen Marsatmosphäre gewonnen werden könnte. Andere Forschende haben vorgeschlagen, Polylactid als Bindemittel zu verwenden, eine Verbindung, die aus Pflanzen gewonnen wird. „Auf dem Mars könnten Pflanzen unsere Reaktoren sein, um Ausgangsstoffe für die Herstellung anderer Materialien zu gewinnen“, erklärt Anyszka. „Pflanzen können uns außerdem Fasern aus Zellulose liefern, die als Verstärkungen, Füllstoffe oder Seile verwendet werden könnten.“ Pflanzen könnten auch gentechnisch so verändert werden, dass sie große Mengen Limonen produzieren, eine schwefelstabilisierende Verbindung, die natürlicherweise in Zitrusfrüchten vorkommt. Dann hätte man mit einer großen Menge an anorganischem Füllstoff aus dem Marsregolithen einen marsianischen Beton.
Unterwegs auf marsianischen Straßen
Im Rahmen des Projekts RED 4 MARS, das von den Marie Skłodowska-Curie-Maßnahmen(öffnet in neuem Fenster) finanziert wurde, entwickelten Anyszka und seine Kolleginnen und Kollegen einen maßgeschneiderten Gummi, der dem rauen Marsklima standhält. Vor allem Temperaturschwankungen stellen für die Reifen und Reifenspuren von Rovern, die den Planeten erkunden, eine Herausforderung dar, vor allem bei starker Belastung. Die Forschenden entwickelten einen Kautschuk auf Basis einer Mischung aus Silikonkautschuk und Butadienkautschuk, der laut Tests auch bei sehr niedrigen Temperaturen seine Elastizität behält. Es wurde ein neues Promovierenden-Projekt gestartet, das auf den erfolgreichen Ergebnissen des Projekts aufbaut. Der Gummi selbst könnte ein wichtiger Bestandteil einer zukünftigen Marsbasis sein, damit Personen hinein- und hinausgelangen können. „Wenn wir eine dynamische Decke brauchen, zum Beispiel Türen, eine Decke, die oft geöffnet und geschlossen wird, dann braucht man wirklich eine gute Abdichtung, und Gummi ist das beste Material“, erklärt Anyszka. Anyszka und sein Team beginnen nun ein neues Projekt mit der Europäischen Weltraumorganisation, um flexible Materialien für Origami-artige Strukturen im Weltraum und auf anderen Planeten zu entwickeln. Diese könnten zum Beispiel beim Eintritt eines Raumschiffs in die Atmosphäre ausgeklappt werden, um die für das Bremsen beim Abstieg genutzte Oberfläche zu vergrößern. „Dann könnten wir entweder in dünneren Atmosphären wie auf dem Mars landen oder größere Bauteile absetzen, zum Beispiel die letzten Stufen der Ariane-Raketen“, sagt Anyszka. Mehr über die Forschung von Rafał Anyszka lesen: Der maßgeschneiderte Gummi für den Verkehr auf dem Mars