Speisepläne für den Mars

Firmen wie Spacex wollen auf dem Roten Planeten eine von der Erde unabhängige Zivilisation errichten. Doch wie liesse sich diese überhaupt ernähren?

Eine Stadt auf dem Mars nach der Vorstellung des US-amerikanischen Raumfahrtunternehmens Spacex. Visualisierung: Spacex

Eine Stadt auf dem Mars nach der Vorstellung des US-amerikanischen Raumfahrtunternehmens Spacex. Visualisierung: Spacex

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Spacex-Gründer Elon Musk rührt gern mit grosser Kelle an. Eben hat er den Prototyp des Raumschiffs Starship vorgestellt. 2023 ist ein erster unbemannter Start zum Mars geplant. 2025 sollen die ersten Menschen den Roten Planeten betreten. Ab 2028 könnte laut Musk die Marsbasis Alpha entstehen. Und immer wenn sich alle 26 Monate das Startfenster öffnet, so die Vision, reisen weitere Erdlinge zum Mars. So könnte dort innerhalb der nächsten 50 bis 100 Jahre eine Population von einer Million Menschen heranwachsen.

Ein kühnes Vorhaben – die Nasa wie auch die ESA jedenfalls halten den straffen Zeitplan von Spacex für unrealistisch. Insbesondere der Schutz vor der lebensgefährlichen kosmischen Strahlung auf der monatelangen Reise zum Mars gilt als bisher ungelöstes Problem. Auf dem Mars selbst müssten die Leute in unterirdischen Tunneln leben oder starke Schutzbauten errichten. Eine weitere Challenge ist es, Astronauten auf dem Mars oder generell im Weltraum für längere Zeit zu ernähren, ganz zu schweigen von einer Million Menschen. Geht das überhaupt – und wenn ja, wie?

«Es gibt einen Trend, die wissenschaftliche Fiktion zu einer Tatsache zu machen.»Grace Crain, ETH Zürich

Erstaunlicherweise gibt es Wissenschaftler, die zu dieser Frage forschern. Und es gibt andere, die diese Frage für abwegig halten.

Kevin Cannon und Daniel Britt von der University of Central Florida in Orlando haben kürzlich einen entsprechenden Artikel in der Fachzeitschrift «New Space» publiziert. Er trägt den Titel: «Die Ernährung von einer Million Menschen auf dem Mars». Das Ziel ihrer Publikation sei es, verschiedene Nahrungsquellen abzuwägen und die Versorgung der Marsbewohner zu modellieren. Vor dem Hintergrund, dass kommerzielle Unternehmen bereits Mitte der 2020er-Jahre Menschen auf den Mars bringen wollen, sei diese Thematik keine weit entfernte Science-Fiction, sondern ein praktischer Aspekt, der betrachtet werden sollte, wenn man die Besiedlung des Mars ins Auge fasse.

Die fünf zentralen Bedürfnisse der Marsbewohner seien Energie, Wasser, Sauerstoff, Baumaterial und Nahrung, schreiben die Forscher. Energie käme vorwiegend aus Fotovoltaik, Sauerstoff lasse sich aus dem CO2 in der Marsatmosphäre gewinnen, Wasser aus gewissen Mineralien oder aus Eis, Baumaterial aus dem Marsgestein Regolith. Schwieriger sei die Bereitstellung von Nahrung.

Lebensmittel von der Erde zu liefern, ist eine schlechte Idee.

Die vermeintlich einfachste Lösung – alle Lebensmittel von der Erde auf den Mars zu liefern – sei indes eine schlechte Idee. Um eine Population von einer Million Menschen auf dem Mars aufzubauen, seien ohne Lebensmittelproduktion vor Ort fast 200'000 Transportflüge nötig. Eine enorm teure Variante. Schliesslich koste der Transport von einer Tonne Material von der Erde zum Mars laut Spacex künftig rund 140'000 Dollar – heute sind es weit mehr.

Besser wäre es, Pflanzen, Insekten, Laborfleisch, Laboreier und andere «saubere» tierische Produkte auf dem Mars zu kultivieren. Als Insekten empfehlen die Forscher die Zucht von Heimchen, einer Grillenart. Damit lasse sich sehr effizient ein hoher Ertrag pro Fläche erzielen. Laborfleisch sei schon sehr nah an der kommerziellen Produktion. So sei der Preis für einen entsprechenden Burger innerhalb weniger Jahre von 325'000 auf 11 Dollar gesunken.

Die Forscher setzen voraus, dass diese und andere futuristische Arten der Nahrungserzeugung künftig auf dem Mars funktionieren. Ansonsten berücksichtigt ihre Modellrechnung in erster Linie die Menge an Kalorien, die eine wachsende Marspopulation benötigt. In ihrem Standardszenario gehen Cannon und Britt davon aus, dass die Marspopulation innerhalb von 100 Jahren – was 53 Marsjahren entspricht – von zwölf Personen auf rund eine Million wächst. Auch wenn es zunächst viele Versorgungsflüge brauche – rund 54'000 –, könnte sich die Marskolonie in 100 Erdjahren unabhängig von der Erde versorgen.

Pflanzen, Insekten und Laborfleisch

«Wenn man die aktuelle Faszination der Menschheit betrachtet, eine interplanetare Spezies zu werden, dann ist diese Publikation definitiv relevant», sagt Grace Crain vom Departement für Umweltwissenschaften der ETH Zürich, die sich mit der autarken Ernährung im Weltraum beschäftigt.

Dennoch warnt Crain davor, die Besiedlung des Mars zu romantisieren. «Es gibt zwar einen klaren Trend, die wissenschaftliche Fiktion zu einer wissenschaftlichen Tatsache zu machen. Aber es ist noch ein sehr weiter Weg.» Dass sich eine Kolonie auf dem Mars oder eine Crew auf Langzeitmission im Weltraum dereinst auf Basis von Pflanzen, Insekten und Laborfleisch ernährt, hält Crain grundsätzlich «für realistisch.» Zu Recht würden die Autoren allerdings darauf hinweisen, dass es noch viel Forschung brauche, bevor man eine nachhaltige Lebensmittelproduktion auf einem anderen Himmelskörper errichten könne. «Ich denke, es hat durchaus realistische Aspekte in dem Modell. Aber ich bin nicht überzeugt, dass 100 Jahre genug sind, damit eine Marskolonie völlig autark wird.»

Noch kritischer sieht Christoph Lasseur von der Europäischen Weltraumorganisation ESA die Sachlage. Viele Dinge seien noch bei weitem nicht gelöst. «Nahrung bedeutet Biologie, also Pflanzen, Tiere und eine ganze Reihe biologischer Prozesse», sagt Lasseur. «Unter Weltraumbedingungen sind diese Prozesse nicht gut verstanden. Wie soll man da über die Ernährung von einer Million Menschen auf dem Mars spekulieren?» Schliesslich sei er weder Futurist noch Science-Fiction-Experte.

Geforscht wird aber durchaus zur Ernährung im Weltraum, auch bei der ESA. Bei «Melissa» (Micro-Ecological Life Support System Alternative), das Lasseur leitet, soll ein geschlossenes Lebenserhaltungssystem erschaffen werden. «Das Projekt hat das Ziel, die Exploration des Sonnensystems durch den Menschen zu erleichtern. Es kann aber auch zu den aktuellen globalen Herausforderungen wie Abfallrecycling, Wasserbereitstellung und Nahrungsproduktion unter harschen Bedingungen beitragen», heisst es im Projektbeschrieb. Die Grundidee: Aus Abfallprodukten wie Exkrementen und Kohlendioxid soll mithilfe von Licht als Energiequelle in einem geschlossenen Kreislauf Nahrung, Wasser und Sauerstoff hergestellt werden.

Der irdische Nutzen der abgehobenen Forschung

Crain untersucht im Rahmen von «Melissa» wie höhere Pflanzen wie etwa Sojabohnen in Hydrokultur wachsen, wenn sie mit menschlichen Abfallprodukten – Urin und Kot – gedüngt werden. Bei der Erforschung von Nahrungsmitteln auf Basis von Mikroorganismen haben «Melissa»-Forscher auch ein rötliches Bakterium untersucht, das Fotosynthese betreibt. Das Bakterium entpuppte sich nicht nur als taugliches Nahrungsmittel. Es senkt auch den Spiegel des schlechten Cholesterins im Blut. Daraus ist ein Start-up entstanden. Die Firma Ezcol BV erforscht die Wirkung des Bakteriums weiter, um es als Arzneimittel auf den Markt zu bringen.

Natürlich sind Cholesterin­senker nicht gerade das, was die Menschheit auf dem von Elon Musk vorgezeichneten Weg zu einer interplanetaren Spezies voranbringt. Aber eine Million Menschen auf dem Mars, das sei eh so eine Zahl, meint Lasseur. «Wir wären schon froh, wenn wir in den 2030er-Jahren fünf oder sechs Astronauten weitestgehend autark versorgen könnten. Aber von ‹Melissa› auf eine Million zu extrapolieren? Wir haben keine Ahnung, wie das gehen soll.»



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Erstellt: 05.10.2019, 17:46 Uhr

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