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Grün auf dem roten Planeten machen: Wie können wir eine Wirtschaft auf dem Mars aufbauen?

Grün auf dem roten Planeten machen: Wie können wir eine Wirtschaft auf dem Mars aufbauen?

In den kommenden Jahrzehnten wollen Raumfahrtagenturen und private Unternehmen beginnen, Menschen zum Mars zu schicken. Einige dieser Organisationen planen aktiv die Errichtung der ersten menschlichen Siedlung dort.

Bei all diesen Planungen kann man mit Recht sagen, dass die Idee, den Mars zu kolonisieren, vom Bereich der Science-Fiction in den Bereich der wahren Möglichkeiten übergeht. Dies wirft jedoch auch alle möglichen Probleme auf, die weit über die üblichen technischen Hürden und Kostenbewertungen hinausgehen.

Es gibt auch berechtigte Fragen, ob Menschen langfristig auf dem Mars überleben könnten oder nicht. Und es gibt ethische Fragen, wie Menschen die Umwelt des Mars verändern könnten - nicht nur durch Terraforming in vollem Umfang, sondern durch alle Veränderungen der Marslandschaft.

In Anbetracht all dessen stellt sich auch die durchaus berechtigte Frage, ob eine Kolonie auf dem Mars auf lange Sicht wirtschaftlich rentabel wäre oder nicht. Bei den ernsthaftesten Vorschlägen zur Schaffung einer Mars-Siedlung geht es darum, das Problem der Selbstversorgung in Bezug auf Ressourcen anzugehen.

Es ist daher wichtig zu überlegen, ob wir auf dem Mars eine funktionierende Wirtschaft aufbauen können, die mit einer menschlichen Siedlung einhergeht. Welche Herausforderungen müssen dazu bewältigt werden, und (vor allem) ist es die ganze Aufregung wert?

Mars als "neue Grenze"

Für Enthusiasten der Mars-Kolonialisierung wird oft die Hoffnung auf eine "neue Grenze" geweckt, die mit der Erforschung und Kolonialisierung Nordamerikas vergleichbar ist. Abgesehen von den vielen hässlichen Aspekten dieser Phase in unserer Geschichte (d. H. Eroberung, Völkermord und Sklaverei), die auf jeden Fall wahrscheinlich nicht auf dem Mars wiederholt werden, gibt es eine klare Logik für diesen Ansatz.

Durch die Darstellung der Marslandschaft als neue Grenze appellieren Befürworter der Mars-Kolonialisierung an den Sinn für Abenteuer der Menschen. In einer solchen Umgebung zu leben wäre eine große Herausforderung, aber genau das macht es für viele Menschen attraktiv.

Wenn Mars-Kolonisten zum Mars reisen und als erste auf dem Roten Planeten leben, wären sie effektiv "Pioniere". Und es gibt etwas zu sagen, wie harte Aufgaben das Beste aus den Menschen herausholen. Wie Präsident John F. Kennedy in seiner berühmten Rede von 1963 an der Rice University sagte:

"Wir entscheiden uns, zum Mond zu gehen. Wir entscheiden uns, in diesem Jahrzehnt zum Mond zu gehen und die anderen Dinge zu tun, nicht weil sie einfach sind, sondern weil sie schwer sind, weil Dieses Ziel wird dazu dienen, das Beste aus unseren Energien und Fähigkeiten zu organisieren und zu messen, weil diese Herausforderung eine ist, die wir gerne annehmen, die wir nicht verschieben wollen und die wir gewinnen wollen, und die anderen auch. "

Natürlicher Reichtum auf dem Mars

Ein weiterer ansprechender Aspekt, der häufig mit diesem "Grenzgespräch" einhergeht, ist die Idee, dass der Mars reich an Ressourcen ist. Es gibt Menschen, die glauben, dass Kolonisten, die zum Mars reisen, an einem weiteren "Goldrausch" oder einem anderen mit Mineralien betriebenen Wirtschaftsboom teilnehmen werden.

Auf den ersten Blick hat dieses Argument einen gewissen Wert. In Bezug auf seine Struktur und Zusammensetzung ist der Mars sehr "erdähnlich". Es besteht hauptsächlich aus Metallen und Silikatmineralien, die zwischen einem Metallkern und einem Silikatmantel und einer Kruste unterschieden werden.

Darüber hinaus gibt es Hinweise auf die Existenz zahlreicher Metalle auf dem Mars, die für industrielle Anwendungen nützlich sein könnten. Die Beweise für das Vorhandensein dieser Mineralien umfassen Studien über Marsmeteoriten sowie Beweise, die von an der Oberfläche operierenden Roboterlandern und Rovers gesammelt wurden.

NASA-Missionen wie die Wikinger ich und II Lander, sowie die Mars Pathfinder, Geist und Gelegenheit Rover haben bei der Untersuchung von Marsbodenproben Aluminium, Eisen, Magnesium und Titan identifiziert. Wissenschaftler haben auch Hinweise auf Spuren anderer Mineralien wie Chrom, Lithium, Kobalt, Nickel, Kupfer, Zink, Wolfram und Gold gefunden.

zusätzlich Gelegenheit Rover fand kleine kugelförmige Strukturen (bekannt als "Blaubeeren") auf der Oberfläche. Diese bestanden aus Hämatit, einer üblichen Form von Eisenoxid. Beide Geist und Gelegenheit haben auch Meteoriten aus Eisen-Nickel gefunden, die auf der Oberfläche sitzen. Diese könnten alle von Kolonisten gesammelt und geerntet werden.

Reality-Check

Natürlich hat diese Münze eine Kehrseite. Wenn es darauf ankommt, hat der Mars sehr wenig mit den "Grenzen" der Erde gemeinsam. Für den Anfang ist die Umgebung völlig lebensfeindlich, wie wir sie kennen, und es gibt Bedingungen, unter denen selbst die rauesten Umgebungen der Erde im Vergleich angenehm aussehen.

Die Atmosphäre auf dem Mars ist unglaublich dünn und reicht von einem Tiefststand von 30 Pa auf Olympus Mons zu einem Hoch von 1.155 Pa (1,155 kPa) in der Hellas Planitia (einem der größten Einschlagkrater auf dem Mars). Im Durchschnitt liegt der atmosphärische Druck bei etwa 0,636 kPa auf der Oberfläche, die weniger als ist 1% von dem, was wir auf der Erde haben (101,325 kPa).

Die Marsatmosphäre ist nicht nur unglaublich dünn, sondern auch giftig für Menschen und Säugetiere. Während die Erdatmosphäre besteht aus 78% Stickstoff und etwa 21% Sauerstoffgas besteht die Marsatmosphäre aus 96% Kohlendioxid und Spuren von Argon, Stickstoff und Wasserdampf.

Der Mars ist auch sehr ausgetrocknet, bis zu dem Punkt, dass Wüsten auf der Erde im Vergleich dazu nass erscheinen. Im Durchschnitt macht Wasserdampf einen Bruchteil eines Prozent der Atmosphäre aus (0,0210%). Auf der Erde ist dies unterschiedlich, aber der Wasserdampf in unserer Atmosphäre ist immer noch durchschnittlich 1%. Tatsächlich ist die überwiegende Mehrheit des Wassers des Planeten als Eis in den Polen eingeschlossen.

Auch auf dem Mars sind die Temperaturschwankungen sehr extrem und reichen von 20 ° C. (70 ° F) am Mittag um den Äquator auf ein Tief von -153 ° C. (-225 ° F) um die Pole. Und da die Atmosphäre so dünn ist, entweicht die Wärme der Sonne leicht. Zur Veranschaulichung hätte eine Person, die mittags am Äquator auf dem Mars steht, warme Füße (24 ° C), aber einen sehr kalten Kopf (0 ° C).

Aufgrund saisonaler Temperaturschwankungen kommt es auf dem Mars häufig zu Staubstürmen, die stark genug werden können, um den gesamten Planeten zu bedecken. Diese können Monate dauern und so intensiv werden, dass sie verhindern, dass Sonnenlicht an die Oberfläche gelangt, was zu Monaten der Dunkelheit und extremer Kälte führt. Ein solcher Sturm, der 2018 stattfand, verursachte die Gelegenheit Rover, um den Betrieb einzustellen.

Strahlung ist eine weitere große Gefahr auf der Marsoberfläche. In Industrienationen sind die Menschen auf der Erde durchschnittlich ausgesetzt 0,62 rad (6,2 mSv) Strahlung pro Jahr. Aufgrund der dünnen Atmosphäre des Mars und der Tatsache, dass er keine schützende Magnetosphäre hat, empfängt die Oberfläche herum 24,45 rad (244,5 mSv) pro Jahr.

Bei Sonnenprotonenereignissen (auch bekannt als Sonneneruptionen) wird die Situation noch extremer. Eine längere Exposition gegenüber diesem Strahlungsniveau würde das Risiko für akute Strahlenkrankheit, Krebs, genetische Schäden und sogar den Tod dramatisch erhöhen.

Dann haben Sie die Schwerkraft auf dem Mars, die ungefähr ist 38% von dem, was wir hier auf der Erde erleben (oder 0,3794 G). Obwohl nicht bekannt ist, wie eine langfristige Exposition gegenüber dieser Schwerkraft aussehen könnte, wurden zahlreiche Studien zu den langfristigen Auswirkungen einer Exposition gegenüber Mikrogravitation durchgeführt, und die Ergebnisse sind nicht ermutigend.

Der bekannte Wissenschaftskommunikator Bill Nye (der Wissenschaftsmensch) ging in einem seiner zahlreichen Vorträge zu diesem Thema auf diese Herausforderungen ein. Wie er es ausdrückte:

"Kennen Sie das Staatsmotto von Kalifornien? Eureka! (Leute entdeckten) Lachs, der so aus dem Sacramento River kommt (Arme weit ausgestreckt). Dieses Protein schwimmt einfach in Ihren Schoß. Und schließlich fanden sie ihre Felsen aus Gold ... Deshalb (ihr Staatsmotto ist) Eureka. OK. Ihr Jungs. Wenn ihr zum Mars geht, ist das nicht so ... Sie öffnen die Tür des Raumschiffs (macht ein Keuchen), es ist mindestens 20 unter Celsius ... Wenn Sie wirklich denken, dass es cool ist, zum Mars zu gehen, ein Pionier oder Siedler zu sein, ein Lager aufzubauen und vom Land zu leben, Geh einfach in die Antarktis ... Nimm zwei Jahre lang alle Tauchflaschen, die du brauchst, und schau, ob du denkst, dass das wirklich für dich ist. "

Das vielleicht überzeugendste Argument gegen die Einrichtung eines Geschäfts auf dem Mars (oder dem Mond oder im Asteroidengürtel) ist jedoch die Entfernung. Wenn sich Mars und Erde am nächsten Punkt ihrer Umlaufbahn befinden, sind sie (im Durchschnitt) ungefähr 54,6 Millionen km (33,9 Millionen Meilen) voneinander.

Dies ist als "Opposition" bekannt, die sich auf die Tatsache bezieht, dass sich während dieser Zeiträume Sonne und Mars auf gegenüberliegenden Seiten des Himmels befinden (von der Erde aus beobachtet). Dies geschieht etwa alle zwei Jahre. Zu anderen Zeiten befindet sich der Mars jenseits der Sonne (relativ zu uns) und erscheint im selben Abschnitt des Himmels.

Bei diesen Gelegenheiten, die als "Konjunktion" bekannt sind, können Erde und Mars so viel sein wie 401 Millionen km (249 Millionen Meilen) voneinander entfernt. Dies ist ein sehr langer Weg, um Erz (oder anderes Edelmetall) aufzunehmen und zur Erde zurückzubringen.

Darüber hinaus wäre der Preis für die Gründung einer Kolonie zur Unterstützung dieser Bergbauaktivitäten astronomisch. Nach eigenen Schätzungen von Elon Musk (ein Hauptbefürworter der Mars-Kolonisation) könnte es bis zu 10 Billionen Dollar kosten!

Unter diesen Umständen ist es weitaus wirtschaftlicher, einfach hier zu bleiben und weiterhin Rohstoffe aus der Erde zu gewinnen.

Aber kann es gemacht werden?

Abgesehen davon gibt es immer noch Möglichkeiten, eine Kolonie auf dem Mars sowie eine Wirtschaft um ihn herum aufzubauen. In Bezug auf Edelmetalle und Erz gibt es eine Reihe von Methoden, mit denen Kolonisten Mars-Erze untersuchen, gewinnen und raffinieren können.

Und wenn es um die größten Herausforderungen, Logistik und Transport geht, gibt es auch dort Lösungen. Beginnen wir mit Logistik und Transport. Für alle nicht besetzten Missionen, die in Richtung Mars gestartet wurden, hat die Zeit, die sie brauchten, um dorthin zu gelangen, normalerweise gedauert 150 zu 300 Tage.

Dies waren jedoch abgeschraubt Missionen, was bedeutet, dass sie eine deutlich geringere Masse als ein bemanntes Raumschiff haben und viel schneller reisen könnten. Um dieses Problem zu lösen, müsste die Menschheit neue Antriebskonzepte wie nuklear-thermischen und kernelektrischen Antrieb (NTP / NEP) entwickeln.

Richtig realisiert, könnten mit Atommotoren ausgestattete Raumschiffe die Reise zum Mars in nur 100 Tagen schaffen. Immer noch nicht schnell genug, um den Marsabbau oder andere solche Unternehmungen rentabel zu machen, aber es ist trotzdem eine Verbesserung.

Eine weitere Kostensenkungsmaßnahme wäre die Verarbeitung von Erzen vor Ort und die Durchführung durch Roboter. In einer kürzlich durchgeführten Studie skizzierte der Planetenwissenschaftler Gary Stewart, wie in einem metallreichen Krater auf dem Mars eine automatisierte Anlage eingerichtet werden kann, die für die Vermessung, Gewinnung und Raffination von Metallen zur Herstellung fertiger Materialien und Produkte verantwortlich ist.

Die Basis würde Solarpanelfarmen, lokale Eis- und Salzvorkommen und die In-situ-Ressourcennutzung (ISRU) nutzen, um autark zu sein. Sobald Erze von Bergleuten gewonnen wurden, würden sie zu automatisierten Gießereien gebracht, die sich auf 3D-Drucktechniken stützen würden, um Eisenlegierungsprodukte herzustellen.

Ebenso können Edelmetalle wie Gold zu Goldbarren, elektronischen Bauteilen und sogar Schmuckprodukten verarbeitet werden. Basierend auf Stewarts Schätzungen ergibt sich eine tägliche Goldproduktion "von nur 0,001 m³ kann zu einem jährlichen Umsatz von mehreren Milliarden Dollar mit allen Edelmetallprodukten führen. "

Mit der Zeit würde sich diese Anlage nicht nur amortisieren, sondern auch die Einrichtung weiterer automatisierter Bergbauanlagen ermöglichen. Diese könnten wiederum die Schaffung einer Mars-Siedlung erleichtern, indem sie im Voraus die Grundlage für eine Exportwirtschaft schaffen.

Aus diesem Grund gründete Elon Musk (zusätzlich zur Wiederbelebung der Weltraumforschung) das private Luft- und Raumfahrtunternehmen SpaceX in 2002. Damit verbunden ist die Entwicklung wiederverwendbarer Raketenstufen, die SpaceX hat mit ihren erreicht Falke 9 und Falcon Heavy Trägerraketen.

Zwischen 1970 und 2000 blieben die Kosten pro Kilogramm für den Start von Nutzlasten oder Besatzungen in den Weltraum relativ stabil - im Durchschnitt $18,500 pro Kilo (8.390 USD pro Pfund). Für die Falke 9 und Falcon HeavyDie Kosten für das Senden von Nutzlasten an den Low Earth Orbit (LEO) sind gerecht $2,720 pro kg (ungefähr $ 1.236 pro lbs) und ungefähr $1400 ($ 640 pro Pfund).

Mit der Entwicklung der Raumschiff und Sehr schwer Trägerrakete - ein vollständig wiederverwendbares System - SpaceX nähert sich dem Punkt, an dem es in der Lage sein wird, Startdienste mit Besatzung für die Umlaufbahn, den Mond und den Mars bereitzustellen. Wie sie auf ihrer Website angeben, beginnt die Missionszeitleiste mit einer Erkundungsmission in 2022:

"Die Ziele der ersten Mission werden darin bestehen, die Wasserressourcen zu bestätigen, Gefahren zu identifizieren und die anfängliche Energie-, Bergbau- und Lebenserhaltungsinfrastruktur einzurichten. Eine zweite Mission mit Fracht und Besatzung ist für 2024 geplant, mit den Hauptzielen von Der Bau eines Treibstoffdepots und die Vorbereitung zukünftiger Besatzungsflüge. Die Schiffe dieser ersten Missionen werden auch als Beginn der ersten Marsbasis dienen, von der aus wir eine blühende Stadt und schließlich eine sich selbst tragende Zivilisation auf dem Mars bauen können. "

In den letzten Jahren hat Musk angegeben, dass diese erste Basis (Mars Base Alpha) bereits 2028 zusammengebaut werden könnte. Entsprechend der Vision von Musk würde die Stadt etwa in Anspruch nehmen 20 Jahre zu bauen würde beinhalten 1000 Raumschiffe. Bis 2050 hofft Musk, die Schaffung einer vollwertigen Marsstadt mit einer Bevölkerung von einer Million Einwohnern geleitet zu haben.

Auch in Bezug auf die Wirtschaft dieser Stadt hat Musk darüber nachgedacht. Er stimmt zu, dass Bergbau und eine Exportwirtschaft in naher Zukunft nicht lebensfähig wären. Als solche würde eine marsianische Wirtschaft weitgehend auf dem Kauf der Immobilien basieren.

Der Schlüssel dazu ist, den Umzug zum Mars attraktiv zu machen. Wie Musk während seiner berühmten Rede "Making Humans a Multi-Planetary Species" sagte, die er auf dem Internationalen Astronautischen Kongress 2016 hielt

"Wenn wir die Kosten für den Umzug zum Mars auf die Kosten eines mittleren Hauspreises in den USA bringen können, der bei etwa 200.000 US-Dollar liegt, dann ist die Wahrscheinlichkeit, eine sich selbst tragende Zivilisation aufzubauen, meiner Meinung nach sehr hoch ... Fast jeder, wenn Sie haben gespart, und das war ihr Ziel. Sie konnten letztendlich genug Geld sparen, ein Ticket kaufen und zum Mars ziehen - und Mars würde lange Zeit einen Arbeitskräftemangel haben, damit es nicht an Arbeitsplätzen mangelt. "

Diese Gefühle spiegeln wider, was der berühmte Luft- und Raumfahrtingenieur und Autor Robert Zubrin über den Aufbau einer Marswirtschaft zu sagen hatte. Wie er in einer Studie zu diesem Thema zusammenfasste, würden immer billigere Startdienste die Auswanderung zum Mars ermöglichen, sobald eine sich selbst tragende Kolonie gegründet wurde.

"Ihre Motive dafür werden in vielerlei Hinsicht den historischen Motiven für Europäer und andere entsprechen, nach Amerika zu kommen, einschließlich höherer Löhne in einer arbeitsarmen Wirtschaft, Flucht vor Tradition und Unterdrückung sowie der Freiheit, ihren Antrieb auszuüben in einer ungezähmten und undefinierten Welt schaffen. Unter den Bedingungen einer derart großen Einwanderung wird der Verkauf von Immobilien eine bedeutende Einnahmequelle für die Wirtschaft des Planeten darstellen. "

Ein weiterer Aspekt einer Marswirtschaft würde laut Zubin auf Innovation und Ideen beruhen. Im Wesentlichen würde die Herausforderung, auf dem Mars zu leben, in Verbindung mit der Freiheit der Möglichkeiten eine Mars-Kolonie zu einem "Schnellkochtopf für Erfindungen" machen.

Die Lizenzen für diese Erfindungen würden eine stetige Einnahmequelle für Mars-Siedlungen darstellen (wodurch zusätzliche Siedlungen gebaut werden können) und zu einem höheren Lebensstandard sowohl auf der Erde als auch auf dem Mars beitragen.

Vergiss das Koloniemodell!

Andererseits ist die Idee einer Marswirtschaft vielleicht ein runder Stift, den wir versuchen, in ein quadratisches Loch zu zwingen. Anstatt zu versuchen, eine Wirtschaft rund um das Ernten und Exportieren von Ressourcen aufzubauen, sollten wir vielleicht versuchen, eine Wirtschaft "von Grund auf" aufzubauen.

Dies ist die Idee, die in einer Studie von Matthew Weinzierl, Professor an der Harvard Business School, aus dem Jahr 2018 vorgeschlagen wurde. Weinzierl mit dem Titel "Space, the Final Economic Frontier" befasste sich mit dem Aufstieg der kommerziellen Raumfahrtindustrie (auch bekannt als New Space) und dem Prozess der Dezentralisierung im Kern.

Sobald der Prozess des Aufbaus der Infrastruktur, die das Überleben sichert, abgeschlossen ist, könnten Kolonisten eine lokale Wirtschaft und politische / soziale Systeme von Grund auf neu aufbauen. Wie Weinzierl argumentiert:

"Wenn solche weltraumökonomischen Visionen auch nur teilweise verwirklicht werden, werden die Auswirkungen auf die Gesellschaft - und die Ökonomen - enorm sein. Schließlich wird es unsere beste Chance in der Geschichte der Menschheit sein, Wirtschaftsgesellschaften aus einer (fast) leeren Tafel heraus zu schaffen und zu untersuchen. Obwohl Ökonomen die Aussicht auf eine entwickelte Weltraumwirtschaft mit gesunder Skepsis behandeln sollten, wäre es unverantwortlich, sie als Science-Fiction zu behandeln. "

Inzwischen

Leider gibt es noch viel zu tun, bevor eine sich selbst tragende Mars-Kolonie aufgebaut und eine lebensfähige Wirtschaft aufgebaut werden kann. Wie bereits erwähnt, müssen die Kosten für das Senden von Missionen zum und vom Mars erheblich gesenkt werden.

Und während wiederverwendbare Raketen ein guter Anfang sind, geht es auch darum, eine Infrastruktur zwischen Erde und Mars einzurichten, die Hin- und Rückflüge kostengünstiger macht. Dafür reichen nichts weniger als Lebensräume, die den Mond und den Mars umkreisen (sowie Tankstellen auf beiden).

Eine funktionierende Flotte wiederverwendbarer Raumschiffe wie die von Elon Musk Raumschiff oder NASAs geplante-Weltraumtransport ist auch notwendig. Angesichts der Zeit und eines kostengünstigen Mittels, um Menschen zum und vom Mars zu bringen, könnte im Laufe der Zeit eine Kolonie entstehen.

Unter der Annahme, dass diese Kolonie gedeiht und ihre Bevölkerung in der Lage ist, eine beträchtliche Menge "Rotes Gold" aus dem Roten Planeten zu gewinnen, könnten möglicherweise Exporte beginnen. Dies wiederum würde wahrscheinlich zur Entwicklung einer echten interplanetaren Wirtschaft und zum Ende der Knappheit führen, wie wir sie kennen!

  • SpaceX - Das Leben multiplanetarisch machen
  • Forbes - Gibt es ein Vermögen auf dem Mars?
  • Marktplatz - Die Wirtschaftlichkeit der Kolonisierung des Mars
  • Entdecken Sie den Mars - Die Menschen zum Mars Bericht 2019
  • Reuters - Mars zeigt dem Menschen die letzte Grenze der Kreislaufwirtschaft
  • ESA - Herausforderungen zukünftiger städtischer Siedlungen auf Mond und Mars
  • Harvard - Weltraum, die letzte Wirtschaftsgrenze - Matthew C. Weinzierl
  • Planete Mars - Ein Wirtschaftsmodell für eine Mars-Kolonie mit tausend Menschen
  • Lockheed Martin Astronautics - "Die wirtschaftliche Lebensfähigkeit der Mars-Kolonisation" - Robert Zubrin
  • "Rotgold - Praktische Methoden für die Vermessung von Edelmetallen, den Tagebau und die Raffination unter freiem Himmel auf dem Mars." - Gary Stewart (2019)


Schau das Video: Das passiert, wenn der MARS auf die Erde stürzt.. (Dezember 2021).