Montag, 24. September 2018

im fly in space.... visit my twitter at israeljakob123

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exploring the universe


 

Aufbruch zu den Sternen


Teil 4: Wettlauf ins All

Wettlauf ins All
Zukünftige Raumfahrtprojekte

Wettlauf ins All

Die Geschichte beginnt in den 50er Jahren des letzten Jahrhunderts. USA und Sowjetunion befinden sich im so genannten Kalten Krieg. Neben dem Irrsinn eines (atomaren) Wettrüstens wird der Konkurrenzkampf nun auch noch in den Weltraum verlagert. Militärische Interessen waren schon immer ein enormer Antriebsmotor für technische Entwicklungen, und das hatte ja bereits die Raketentechnik weit nach vorn gebracht. Zumal auch beide Nationen nach dem Ende des zweiten Weltkriegs deutsche Raketeningenieure aus Peenemünde quasi als Kriegsbeute "eroberten". Diese Situation kam nun auch der Raumfahrt zugute.
1957
Sputnik 1
Sputnik 1

Für die Amerikaner war es völlig schockierend, als 1957 die ersten Funksignale aus dem All zu empfangen waren. Die Sowjetunion hatte den ersten künstlichen, von Menschenhand geschaffenen Satelliten Sputnik in eine Umlaufbahn gebracht. Die 80 [kg] schwere, mit Stickstoff gefüllte Kugel enthielt ein Thermometer und einen Radiosender, der in Kurzwellensignalen verschlüsselte Temperaturdaten übertrug. Das Piepsen lässt sich hier kurz anhören. Noch dramatischer für die Amerikaner war, dass die Sowjets noch im gleichen Jahr das erste Lebewesen ins All brachten, die berühmte Hündin Laika. Es war zwar nicht vorgesehen, dass sie wieder zur Erde zurückkehren sollte, aber noch bevor sie mit vergiftetem Futter eingeschläfert werden konnte verstarb sie an Stress.
Mit freundlicher Genehmigung der NASA
1958
Explorer 1
Explorer 1
Endlich gelingt es auch den Amerikanern im Jahr 1958, am 1. Februar, Explorer 1 erfolgreich in eine Umlaufbahn zu bringen. Mit nur knapp 14 [kg] war er wesentlich leichter als der Sputnik, hatte aber bereits Messgeräte an Bord, womit u.a. der Van-Allen- Gürtel nachgewiesen wurde. Alldieweil Sputnik noch eine maximale Bahnhöhe von knapp 1000 [km] erreichte, bewegte sich der über 2 Meter lange, schmale Körper des Explorers auf einer elliptischen Bahn zwischen 360 und 2500 [km] Höhe. Während Sputnik bereits im Januar 1958 in der Atmosphäre verglühte, konnte sich der Explorer bis 1970 auf seiner Bahn halten.
Mit freundlicher Genehmigung der NASA
1959
Die UdSSR ist unterwegs zum Mond! Lunik 2 zerschellt als erstes künstliches Objekt auf der Mondoberfläche, Lunik 3 umkreist unseren Trabanten und liefert erstmals Bilder von der Mondrückseite - bisher hatte noch nie ein Mensch sie gesehen. Die Amerikaner schicken die beiden Affen Able und Baker am 28. Mai 1959 mittels einer Jupiter-Rakete 480 km hoch, wobei sie bis zum 38fachen der normalen Erdanziehung zu spüren bekamen und auch für 9 Minuten schwerelos waren. Sie überstanden es bestens.
1960
Sputnik 5 bringt 2 Hunde in die Umlaufbahn und auch sicher wieder zur Erde zurück.
1961
Alan Shepard
Alan Shepard
12. April 1961: Juri Gagarin (rechts) umkreist mit der Wostok 1 als erster Mensch die Erde. Nur wenig später, am 5. Mai, schicken auch die Amerikaner einen Menschen ins All, Alan Shepard unternimmt einen 15minütigen ballistischen Flug, der ihn aber nicht mal in eine Umlaufbahn bringt. Gagarin (1934 bis 1968) kommt bei einem Flugzeugabsturz ums Leben. Alan Shepard kommt noch einmal zum Einsatz: Mit Apollo 14 darf er auf den Mond und er ist dort oben der erste Golfspieler.
Juri Gagarin
Juri Gagarin

Bildquellen: NASA, Wikipedia
1962
John Glenn ist der erste Amerikaner, der die Erde mehrfach mit einer Mercury- Kapsel umkreist. Bereits nach 5 Stunden ist sein Raumflug beendet.
1963
Mit Walentina Tereschkowa hat die Sowjetunion die erste Frau in eine Umlaufbahn gebracht. Ab dem 16. Juni umkreist sie die Erde 48 mal mit der Wostok 6.
1965
Am 2 März verlässt Alexei Leonow sein Raumschiff und schwebt für 12 Minuten, nur mit einer dünnen Leine verbunden, frei im Weltraum. Was ihn allerdings fast das Leben kostete. Im Juni befinden sich die Astronauten James McDivitt und Edward H. White im Orbit mit der Gemini 4- Kapsel. White unternimmt einen 20minütigen Weltraumspaziergang. Noch im Dezember weisen Frank Borman und James A. Lovell mit Gemini 7 nach, dass 14tägige Weltraummissionen möglich sind.

Anmerkung:
Als "Zeitzeuge" erlebte der Autor diese Anfänge der Raumfahrt interessiert mit. Aus den Jahren 1964 und 1965 sind noch einige Zeitungsausschnitte erhalten (die inzwischen ein wenig vergilbt sind). Diese kleine Dokumentation der damaligen Zeit lässt sich hier aufstöbern: 1964. Die Qualität der eingescannten Schnipsel ist naturgemäß nicht sonderlich hoch.
1966
Die Ziele sind nun weiter gesteckt: Am 2. Februar gelingt den Sowjets nach vielen voraus gegangenen Fehlschlägen die erste weiche Landung einer Sonde auf dem Mond, Luna 9, im Oceanus Procellarum. Einige Monate später ziehen auch die Amerikaner mit Surveyor 1 nach und landen ebenfalls weich auf unserem Trabanten. Luna 10 schwenkt am 3. April als erste Sonde in eine stabile Mondumlaufbahn ein. Im Juli gelingt den Astronauten John Young und Michael Collins mit Gemini 10 die erste Kopplung mit einem Zielsatelliten und sie nutzen dessen Antrieb. Im November startet mit Gemini 12 die letzte Kapsel dieser Serie, von ihr aus wird der bis dahin längste Weltraumaufenthalt von 5½ Stunden unternommen.
1967
Das inzwischen angelaufene amerikanische Mondlandeprogramm steht zunächst unter einem schweren Schock, als die Astronauten White, Chaffee und Grissom bei einem Test in der aus reinem Sauerstoff bestehenden Atmosphäre der Kapsel Apollo 1 verbrennen. Der sowjetische Astronaut Komarow überlebt die ungebremst auf dem Boden aufschlagende Sojus 1 ebenfalls nicht. Im November erfolgt der erste unbemannte Start zum Test der Kommandokapsel Apollo 4. Gleichzeitig ist dies der erste Start der größten jemals gebauten Rakete Saturn V. Während andere Raketen immer wieder Fehlstarts hatten, war die Saturn von Beginn an sehr zuverlässig - maßgeblich entwickelt vom Team um Wernher von Braun.
Anmerkung:
Im Laufe der Jahre haben viele Astronauten und vor allem Kosmonauten ihren Einsatz mit dem Leben bezahlt. Ein Überblick über die sowjetischen Verluste ist hier ersichtlich, eine Chronologie der Raumfahrt- Katastrophen auf Wikipedia
. 1968
Mit Apollo 7 wird die erste bemannte Mission in den Erdorbit geschickt. Schon 2 Monate später, im Dezember, starten zum ersten Mal 3 Astronauten (Bormann, Lovell, Anders) mit der Saturn V und umkreisen den Mond 10 mal mit der Apollo 8- Kapsel.
1969
Neil Armstrong
Neil Armstrong
Während Apollo 9 und 10 nun noch die Mondfähre im Erd- bzw. im Mondorbit testen und Kopplungsmanöver durchführen, gelingt mit Apollo 11 am 20. Juli 1969 um 21:17 Uhr die erste bemannte Mondlandung im Mare Tranqillitatis. Schon 6 Stunden später wagte der leider zu früh verstorbene Neil Armstrong den ersten Schritt auf unseren Trabanten mit den berühmten Worten That's one small step for [a] man, one giant leap for mankind. Die Landung und auch der Ausstieg wurden seinerzeit weltweit live im Fernsehen übertragen - war das damals eine lange Fernsehnacht! Bereits im November landet Apollo 12 im Oceanus Procellarum.
Mit freundlicher Genehmigung der NASA
Wenn Sie möchten, können Sie diesen aufregendsten Moment der Menschheit noch einmal miterleben:

Mit freundlicher Genehmigung der NASA
1970
Die Welt hält den Atem an, als im April an Apollo 13 auf dem Weg zum Mond, nach bereits zurückgelegten 300 000 [km], ein Sauerstofftank explodiert und die Astronauten Lovell, Swigert und Haise in ernste Lebensgefahr geraten. Selbstverständlich wurde die geplante Mondlandung nicht durchgeführt. Vielmehr wurden die Astronauten durch ein Swing-by Manöver so um den Mond gelenkt, dass Apollo 13 wieder auf den Weg zur Erde geführt wurde. Am Ende landeten die Astronauten unversehrt im Pazifik.
1971 und 1972 landeten noch jeweils 2 Expeditionen auf dem Mond, seitdem hat kein Mensch mehr einen Fuß auf unseren Begleiter gesetzt. Ja, seitdem hat auch niemand mehr die unmittelbare Nähe der Erde verlassen. Noch vorhandenen Apollo-Raumschiffe und Saturnraketen wurden für das Skylab-Projekt 1973/74 und das Apollo-Sojus-Test-Projekt 1975 verwendet.
1977 - Voyager
Voyager
Voyager 1
Am am 5. September 1977 startete von Cape Canaveral aus die Raumsonde Voyager 1 der NASA als eine der erfolgreichsten Missionen der Menschheit. Zunächst flog sie an den Planeten Jupiter und Saturn vorbei, um dann ungefähr im August 2012 als erstes von Menschenhand gebaute Objekt in den interstellaren Raum vorzudringen. Damit ist sie die bisher am weitesten von der Erde entfernte Sonde und sendet noch heute, wie ihre Schwestersonde Voyager 2, die bereits am 20. August 1977 gestartet wurde, Daten zur Erde. Ihre aktuelle Entfernung in Kilometern können Sie diesem Conter entnehmen:
Die Sonde ist somit über 20 Milliarden Kilomenter von uns entfernt und bewegt sich weiterhin mit 61 000 [km/h] von uns fort. Neben der Erforschung der Gasplaneten Jupiter und Saturn sowie deren Monden (bis dahin war nur wenig über sie bekannt), ist seit etwa 1990 die Erkundung des solaren Magnetfeldes, von Energiespektren des Sonnenwinds und kosmischer Strahlung und die Verteilung von Wasserstoff im Bereich der äußeren Heliopause ihre Aufgabe. Etwa 2025 werden die letzten Instrumente ihren Dienst einstellen, aufgrund der immer weiter nachlassenden Energieversorgung durch Radionuklidbatterien.



1986 - Mir
Mir
MIR
Fast parallel zum amerikanischen Apollo- Programm versuchte auch die Sowjetunion eine bemannte Mondlandung in die Tat umzusetzen. Allerdings waren einerseits die Trägerraketen zu schwach, um eine ausreichende Ausrüstung ins All zu bringen, zudem waren die Systeme völlig unzuverlässig. Kaum einer der vielen Startversuche war erfolgreich und nach der ersten Apollo- Landung wurde das Mondprogramm abgebrochen. 1986 aber brachte die Sowjetunion die Mir in den Orbit, den ersten dauerhaften, rein wissenschaftlichen Außenposten der Menschheit. Zwar wurden schon vorher mehrere Raumstationen des Typs Saljut betrieben, die jedoch vor allem militärischen Zwecken dienten. Die Mir brachte zunächst der Sowjetunion nach dem misslungenen Mondprogramm internationales Ansehen. Vor allem Langzeitaufenthalte in der Schwerelosigkeit - einige Kosmonauten blieben länger als ein Jahr im Orbit (Waleri Poljakow, 438 Tage!) - sollten der Vorbereitung auf einen eventuellen Marsflug dienen. Schon vor dem Umsturz der UdSSR wurde auch anderen Staaten der Zugang zur Mir eröffnet, erst recht nach dem Putsch. Nun konnten nicht nur Amerikaner mit dem Space Shuttle andocken, auch die ersten Deutschen hielten sich in der Mir auf: Klaus-Dietrich Flade, Thomas Reiter, Reinhold Ewald und Ulf Merbold.
Mit freundlicher Genehmigung der NASA
Zum Ende hin - 2001 wurde die Mir zum Eintritt in die Atmosphäre gelenkt - häuften sich die Pannen, so dass eine Finanzierung zum weiteren Unterhalt der mehr oder weniger maroden Station nicht mehr sinnvoll erschien. Insgesamt dockten 39 Raumfahrzeuge an der Mir an, die unseren Planeten in 390 [km] Höhe 86.325 mal umkreiste.
1998 - ISS
ISS
ISS
Erste Ideen, eine bemannte Raumstation im Erdorbit zu positionieren, kamen bei der NASA schon um 1960 auf. Nach dem Ende des Apollo- Programms - die Sowjets hatten bereits 1971 mit Saljut 1 ihre erste Raumstation in Betrieb - wollte man nun aber konkret werden. 1973 startete das Skylab, welches nur 171 Tage lang bewohnt war. Inzwischen wurde mehr Gewicht auf die Entwicklung der Space Shuttles gelegt, die eine kostengünstige weil wiederverwendbare Transportmöglichkeit darstellten. Nach jahrelanger Planung wurde dann das russische Fracht- und Antriebsmodul Sarja in der Erdumlaufbahn installiert, und schon 2 Wochen später mit einem Shuttleflug der amerikanische Verbindungsknoten Unity (Node 1) in die Umlaufbahn gebracht und mit Sarja verbunden. Im Laufe der folgenden Jahre wurden immer mehr Module von den verschiedenen beteiligten Ländern angebaut, so dass die ISS (International Space Station) heute eine Abmessung von 110 [m] x 100 [m] x 30 [m] mit einer Masse von 455 Tonnen erreicht hat. Insgesamt sind an der ISS neben USA und Russland auch Kanada, Japan, Belgien, Dänemark, Deutschland, Frankreich, Italien, Niederlande, Norwegen, Schweden, Schweiz und Spanien beteiligt.
Mit freundlicher Genehmigung der NASA
Den ehemaligen Rekord der MIR als eine 3644 Tage bemannte Raumstation hat die ISS längst eingestellt. Insgesamt ist der Betrieb der Station mindestens bis zum Jahr 2020 geplant.
Es ist nicht jedem vergönnt, die Erde einmal an Bord der ISS zu betrachten. Doch die NASA lässt uns live teilhaben, indem Kameras an Bord ständig die Erde filmen und dies als Stream ins Internet gespeist wird: http://www.ustream.tv/channel/iss-hdev-payload. Um zu erfahren, wo sich die ISS gerade aufhält, geht man auf diese Seite: http://www.isstracker.com/. Sollte im Video einmal nichts zu sehen sein - ja dann befindet sich die ISS auf der Nachtseite! Manchmal ist das Bild auch nur grau, dann von der Kamera in Flugrichtung auf die rückwärts gerichtete umgeschaltet - oder die Funkverbindung ist unterbrochen.

Zukünftige Raumfahrtprojekte

a)

Mond

2004 verkündete US-Präsident George W. Bush das so genannte Constellation- Programm, wonach bis zum Jahr 2020 wieder Menschen auf dem Mond landen, dort eine Kolonie errichten, die dann als Sprungbrett zum Mars dienen könnte. 2009 wurde die Unterstützung des Programms jedoch von der Regierung Obama vorerst gestrichen.
Dann sollte etwa 2015 ein über 400 [kg] schweres Mondauto von den Amerikanern zum Trabanten gebracht werden. Das Gefährt ist eher ein eigenständiges Labor, welches den Mondboden näher analysieren und sogar eine Probe wieder zur Erde schicken sollte. Leider wurde bisher nichts aus diesem Projekt. Auch Indien mit und China arbeiten an Mondlandeprojekten. Bis 2024 will China einen Menschen auf dem Mond landen.
Es gibt eine Reihe von Gründen für und gegen eventuell geplanter Mondkolonien. Fehlende Atmosphäre, kosmische Strahlung, große Temperaturschwankungen, Mikrometeorite oder die geringe Schwerkraft sind dem Menschen nicht zuträglich. Wissenschaftlich ist der Mond gut erforscht durch die bisherigen Missionen, wenn es auch noch Lücken zu stopfen gilt. Der Abbau von möglichen Bodenschätzen könnte künftig jedoch sinnvoll werden, vielleicht auch eine Mondbasis als Startrampe für künftige Raumflüge zu anderen Planeten.
b)

Mars

Eigentlich sollte schon längst ein Mensch den Mars betreten haben - noch zu Zeiten der Apollo- Missionen war die Rede davon, dass dies bis 1984 vorgesehen war. Doch war sicherlich die Technik seinerzeit noch nicht so ausgereift, als dass man Menschen sicher zu unserem Nachbarplaneten und zurück hätte befördern können. Doch auch heute birgt ein bemannter Flug zum Mars so manche Gefahren:
  • Die Flugdauer mit heutiger Technik beträgt etwa 250 Tage für eine Strecke, hinzu kommt ein rund einjähriger Aufenthalt. In solch langen Zeiträumen ist der Ausfall lebenswichtiger Technik durch vielerlei Ursachen möglich.
  • Die Strahlenbelastung für die Mannschaft wäre erheblich, daraus resultierende Krebserkrankungen und verkürzte Lebenserwartung wären die Folgen.
  • Ohne ständiges Training wirkt sich die langanhaltende Schwerelosigkeit negativ auf Knochen, Muskeln und Kreislauf aus.
  • Kollisionen mit Mikrometeoriten oder gar größeren, steinartigen Klumpen könnten zu ernsthaften Beschädigungen führen.
  • Letztendlich könnten auch auf dem Mars Gefahren für die Astronauten bestehen, z.B. durch Sandstürme.
In jedem Fall birgt eine solche Mission deutliche Risiken für die Besatzung, zumal im Gefahrenfall weder eine Rückkehr zur Erde noch eine Hilfe von dort möglich ist. Aufgrund der Gefahr einer Krebserkrankung überlegt man sogar, ob nicht ältere Astronauten die Reise durchführen sollten. Zunächst aber ist einmal seitens der USA geplant, dass Mitte der 2030er Jahre Menschen zum Mars fliegen, in eine Umlaufbahn einschwenken und ohne Landung wieder zur Erde zurückkehren. Erst spätere Missionen werden auf dem Roten Planeten landen. Auch die europäische Raumfahrt-Agentur ESA plant für 2033 die bemannte Landung.
Wie auch immer, es ist nicht nur geplant, dass in Zukunft Menschen zum Mars fliegen und dann wieder zur Erde zurückkehren. Man erhofft sich ja, dort (wie auch auf den Asteroiden) neue Ressourcen an Rohstoffen zu erschließen. Vielmehr wird auch daran gedacht, dass Menschen ihr restliches Leben dort verbringen, dass also regelrechte Kolonien entstehen. Zwar sind die Umweltbedingungen auf Mars recht lebensfeindlich, durch Terraforming wäre es jedoch eventuell möglich, langfristig Mars zur zweiten Heimat der Menschheit umzugestalten. Ein ganz anderes Ziel verfolgt das Projekt Mars One. Das niederländische Unternehmen will 2032 eine Gruppe Menschen zum Mars bringen, die ihr restliches Leben dort verbringt. Das Ganze soll dann als das größte Medienspektakel der Menschheit vermarktet werden. Allerdings sind solche Projekte mit großer Skepsis zu betrachten, sie wirken eher unseriös.
Welches Ziel auch immer anvisiert wird - die Menschen werden mit großer Sicherheit den Mars betreten, und sei es zunächst zu Forschungszwecken. Es wird sich dann zeigen, ob man dort Wasser finden und nutzen kann, es in Sauerstoff und Wasserstoff zerlegen, man Bodenschätze findet oder gar Nutzpflanzen zur Eigenversorgung anbauen kann. In jedem Fall ist Mars das geeignetste Objekt für derlei Vorhaben!
c)

Interstellare Raumfahrt

Die Motivation zu interstellaren Reisen kann verschiedener Natur sein: Entdeckung und/oder Besiedlung anderer, erdähnlicher Planeten, Erschließung neuer Rohstoff- und Energiequellen. Nicht zuletzt aber auch die Entdeckung anderen Lebens im Kosmos.
Heute bleibt uns aber nichts anderes übrig, als von einer Reise auch nur bis zum nächsten Stern zu träumen. Bis Proxima Centauri würde eine heutige Rakete mit einer typischen Geschwindigkeit von etwa 36 000 [km/h] immerhin noch über 126 000 Jahre unterwegs sein. Damit ist die Entwicklung eines Raketenantriebs, der akzeptable Reisezeiten ermöglicht, die zunächst größte Herausforderung. Zumindest ein Zehntel der Lichtgeschwindigkeit müsste erreicht werden, damit wir die sonnennächsten Sterne erreichen können. Wobei es wichtig ist, dass Beschleunigungs- und Bremsphasen in einem vernünftigen Rahmen bleiben.
Daneben sind noch viele weitere Probleme zu lösen. Ein interstellares Raumschiff benötigt eine Energiequelle, die über den gesamten Reisezeitraum sicher funktioniert und genügend Reserven bietet. Im Falle eines bemannten Fluges muss die Besatzung ausreichend mit Nahrung, Luft, Wasser und einer künstlichen Gravitation versorgt werden. Und sie will beschäftigt sein, denn nichts ist schlimmer für ewig lange Reisezeiten als Langeweile.
Zu bedenken gilt auch, dass ein schnelles Raumschiff ständig auf "Hindernisse" prallt. Selbst kleinste Staubkörnchen wirken dann wie Geschosse und der Zusammenprall mit (geladenen) Teilchen erzeugt eine Bremsstrahlung, die sich als Röntgenstrahlung bemerkbar macht. Davor gilt es sich zu schützen.
Neben all diesen Problemen werden auch höchste Ansprüche an die Technik zu stellen sein. Sie muss über lange Zeiträume funktionieren, was bei elektronischen Komponenten noch fraglich ist. Halbleiterbausteine gibt es gerade einmal 50 Jahre, sie und auch viele andere Bauteile haben nur eine begrenzte Lebensdauer. Letzten Endes muss die Besatzung auch in der Lage sein, anfallende Reparaturen selbst durchzuführen. Ob all dies jemals umgesetzt werden kann, das wird die Zukunft zeigen.
Als nächste Frage gilt zu beantworten, was erwartet uns im interstellaren Raum, wie ist er beschaffen? Um das zu klären, könnte man durchaus unbemannte Sonden nur "wenige" 100 [AE] weit in den Raum senden. Bis zum nächsten Stern gilt es aber bereits über 260 000 [AE] zu überwinden. Den interstellaren Raum könnten in der Tat schon bald erste Sonden ansteuern. Als geeignete Antriebe bieten sich beispielsweise Sonnensegel an. Das sind riesige, hauchdünne Folien, die sich erst im freien Weltraum entfalten und den Strahlungsdruck der Sonne als treibende Kraft benutzen. Weil dieser Druck aber extrem gering ist, benötigt man Jahre für eine ausreichende Beschleunigung. Doch mit dem Projekt IKAROS haben die Japaner bereits 2010 einen Test erfolgreich durchgeführt. Durch Swing-By- Manöver an Planeten ließe sich die Beschleunigung noch steigern. Ein anderes Konzept verfolgt den Ionenantrieb für interstellare Sonden. Solche Antriebe sind bereits in der Entwicklung.
Von wissenschaftlichem Interesse wären im interstellaren Raum die Untersuchung des interstellaren Mediums, seine Beschaffenheit und die Erforschung der Heliosphäre. Erst nach genauer Kenntnis der dort herrschenden Verhältnisse kann an bemannte Missionen gedacht werden. Zur Erzielung der dann erforderlichen Geschwindigkeiten könnte der nukleare Pulsantrieb entwickelt werden, was aus heutiger Sicht technisch umsetzbar wäre. Falls überhaupt möglich, bietet sich als vorzügliche Alternative noch der Antimaterieantrieb an, um zu den Sternen zu gelangen. Aber daran ist noch lange nicht zu denken.
In jedem Fall wird eine Reise zu den Sternen ein höchst langwieriges Unterfangen. Neben den wenigen genannten werden noch viele weitere Probleme zu bewältigen sein, nicht zuletzt das der begrenzten Lebensdauer der Besatzung. Deshalb sind so genannte Generationenraumschiffe in der Diskussion. Auf solchen Schiffen könnten die Menschen Kinder zeugen, erziehen und ausbilden, so dass diese als nächste Generation das Schiff weiter zum Ziel führen. Ein solches Schiff müsste jedoch riesige Ausmaße aufweisen, um möglichst vielen Menschen Unterkunft, Nahrung und Unterhaltung zu bieten - denn es wird ein großer Genpool benötigt. Dass beim Zusammenleben so vieler Menschen auf relativ engem Raum weitere unvorhersehbare Probleme entstehen werden ist wohl selbstredend.
Alternativ könnte man - vorausgesetzt es gibt eine entsprechende Technik - die Besatzung in einen Tiefschlaf versetzen und erst kurz vor der Ankunft am Ziel aufwecken. In der Zwischenzeit wird das Schläferschiff von Robotern geführt, die auch für das Aufwecken der Besatzung verantwortlich sind. Auch hier gilt natürlich, dass die gesamte Technik absolut ausgereift ist und eine lange Lebensdauer hat. Die Roboter müssen alle erdenklichen Ereignisse bewältigen können und auch unvorhergesehene Situationen meistern. Jedenfalls wäre der Vorteil einer solchen Mission, dass nur wenige Nahrungsmittel mitgeführt werden müssen und Einrichtungen zur Unterhaltung entfallen.
Ein anderes, sehr spekulatives Konzept schlägt vor, tiefgefrorene menschliche Embryonen als Besatzung auf die Reise zu schicken. Wiederum sind Roboter erforderlich, die das Schiff führen und die Embryonen rechtzeitig auftauen. Ihre Aufgabe ist es auch dann, die menschlichen Nachkommen zu ernähren, sie zu erziehen und zu unterrichten, so dass kurz vor der Zielankunft eine junge, voll ausgebildete Crew die restliche Etappe der Reise übernehmen kann.

Es kann heute niemand mit Gewissheit sagen, ob jemals in ferner Zukunft ein Mensch den Fuß auf einen Planeten setzen wird, der nicht zu unserem Sonnensystem gehört. Die vielfachen Überlegungen zeigen aber, dass man sich bereits heute ernsthaft damit befasst, wie man die riesigen Distanzen zu anderen Sternen überwinden kann. Was heute noch Zukunftsvision ist, kann schon in einigen Jahrzehnten in greifbare Nähe rücken. Die vergangenen letzten 60 Jahre haben uns gezeigt, dass der Mensch nicht länger nur an die Erde gebunden sein will, sondern in den Weltraum drängt. Und sie haben auch gezeigt, welch rasante Entwicklung die Technik durchläuft: Wer konnte schon zur Zeit der ersten Mondlandung einen Computer sein eigen nennen? Heute steuert ein einziges Smartphone ein solches Unternehmen...
Es ist nicht allein ein Wunschtraum, nur eine Vision, nein, ganz sicher wird irgendwann ein Mensch zum ersten mal einen Planeten betreten, der eine andere Sonne umkreist. Bis dahin wird aber die Erde noch oft unsere Sonne umlaufen. Zunächst wird die Menschheit das eigene Sonnensystem erobern. Auf Mond und Mars werden bemannte Stationen entstehen, vielleicht sogar Kolonien. Wertvolle Rohstoffe werden auf Asteroiden abgebaut und vielleicht erhält auch noch mancher andere Mond im Sol- System menschlichen Besuch. Eines Tages aber wird die erste unbemannte Sonde gezielt zu einem der nächsten Sterne aufbrechen und damit den Startpunkt "richtiger" Raumfahrt setzen. The future is wide open...

mars


Kolonisation des Mars´

Wenn wir ein langes Überleben des Menschen sichern wollen, so müssenwir die Erde verlassen und uns einen neuen Planeten suchen, den wir besiedeln können. Momentan ist der Mars der Planet mit den besten Vorraussetzungen. Auch wenn er nicht das langzeitige Überleben des Menschen sichern wird, da sich unsere Sonne in der Mitte ihrer Lebenszeit befindet und sich bereits in einer milliarden Jahren, was für unser Universum eine vergleichsweise kurze Zeitspanne ist, soweit verändert haben wird, das Erde und Mars unbewohnbar sind, so ist die Besidlung des Mars´ dennoch ein wichtiger Schritt, um deutlich weiter entfernte Planeten besiedeln zu können. Im Folgenden erläutere ich, welche Vorteile der Mars hat und welche Probleme es zu überwinden gilt:
Ähnlichkeiten des Mars´ mit der Erde:

  • Ein Marstag, Sol genannt, ist mit 24 Stunden und 39 Minuten ungefähr so lang, wie ein Tag auf der Erde.
  • Die axiale Neigung des Mars´ ist nur um wenige Grade unterschiedlich zu der der Erde, weshalb es ähnliche Jahreszeiten gibt. Diese sind jedoch deutlich länger, da ein Marsjahr 1,88 mal so lang ist wie ein Erdjahr.
  • Die Marsoberfläche ist mit 28,4% nur etwas kleiner als die Landfläche der Erde(29,2%)
  • Der Mars besitzt eine Atmosphäre (0,7% der Erdatmosphäre) die Teilweise vor kosmischer Strahlung schützt und zur Atmosphärenbremsung geeignet ist.
  • Auf dem Mars ist Wasser in Form von Eis und Dampf enthalten.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d8/NASA_Mars_Rover.jpg/600px-NASA_Mars_Rover

Unterschiede zur Erde:

  • Da das Magnetfeld des Mars sehr schwach ist, bietet es nur wenig Schutz gegen kosmische Strahlungen. Momentan währe bereits nach drei Jahren das von der Nasa festgelegte Limit erreicht.
  • Der Mars hat nur 0,6% des Luftdruck der Erde und die Atmosphäre besteht größtenteils aus Kohlenstoffdioxid.
  • Der Mars ist weiter von der Erde entfernt, weshalb er von weniger Sonnenenergie erreicht wird, er hat jedoch keine Ozonschicht, welche Sonnenenergie aufhält.
  • Auf dem Mars sind keine flüssigen Gewässer vorhanden.
  • Das Marsjahr ist mit 668,5907 Sol fast doppelt so lang wie das Jahr der Erde.
  • Durch eine exzentrischere Umlaufbahn ist der Temperaturunterschied abhängig zu Solarkonstante deutlich stärker.
  • Seit neustem sind Vulkanische aktivitäten auf dem Mars bekannt
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Mars_Hubble

Reise zum Mars:
  • Reisedauer: 6-10 Monate
  • Startfenster für Idealfall: 26 Monate
  • Die Energetisch günstigste Bahn ist die sogenannte Hohmannbahn, die jedoch 9 Monate Reisezeit benötigt.
  • Schnellere Reisen benötigen stärkere Geschwindigkeitsanpassungen, die wiederrum viel Energie brauchen.
  • Neuere Technologien wie Nuklearraketen können die Reisezeit auf wenige Wochen reduzieren
  • Eine weitere Möglichkeit sind konstant beschleunigende Antriebe wie Solarsegel oder Ionenantriebe, die eine Beschleunigung von bis zu 1g erreichen würden.
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/Apollo_15_launch.jpg/800px-Apollo_15_launch

Lanung auf dem Mars:
  • 38% der Erdanziehung, aber unter 1% der Luftdichte ->hohe Anziehungskraft fär Atmosphärelandung
  • Projekte mit schweren Landeeinheiten (LE) werden mit älteren Techniken gelandet werden müssen
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8f/Mars_rotation_simulation_december_2007.gif
Transporte auf dem Mars:
  • Marsrover mit entweder:
    • RTGs als Antrieb, welche aber sehr ineffizient währen.
    • oder
    • Hydrazien als Antrieb, je nach dem ob es auf dem Mars synthetisierbar ist
  • Die Rover sollten Wohnmodule enthalten, um lange Forschungsfahrten möglich zu machen
  • Mehrere Kolonien könnte man durch Magnetschhwebebahnen verbinden, die durch niedrigere Anziehungskraft und geringere Luftdichte deutlich schneller und mit weniger Energie fahren könnten
  • Auch diese müssten seperate Lebenserhaltungssysteme enthalten, um die Passagiere auch bei einem Unglück am Leben halten zu können.
  • Fluggeräte müssen erst getestet werden
  • Ballons könnten mit größerem Volumen fliegen
  • Flugzeuge müssten für selben Auftrieb aufgrund der niedrigen Luftdichte deutlich schneller fliegen
  • Raumanzüge in Entwicklung:
    • Anzüge für Außeneinsätze im All sehr starr und schwer
    • Marsanzüge müssen eng anliegen, um Druck wie auf der Erde zu erzeugen
    • brauchen Heizmodule und Drucklufthelme
https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/88/Astronaut-EVA.jpg
Versorgung des Mars´:

  • Darf nicht von der Erde abhängen
  • Wasser muss von Anfang an aufbereitet werden
  • Auf dem Mars müsste ein geschlossenes biologisches System entstehen
  • Aus einer Tonne Wasserstoff von der Erde kann man auf dem Mars:
    • zwei Tonnen Methan
    • und
    • vier ein halb Tonnen Wasser
    herstellen
  • 2% des Marsbodens bestehen aus Eis
  • Genetische Veränderungen von flora und fauna werden disskutiert
  • Eventuell werden Roboter zum Voraufbau auf den Mars gesendet
  • https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bd/Cassini%27s_RTG.jpg
    Energieversorgung auf dem Mars:
    • Kleine Atomreaktoren als Anfang (Lebensdauer von ca. 15 Jahren), die durch die verbesserte Technologie der Zukunft mehr Strom erzeugen können
    • Danach:
      • Solar, jedoch hat der Mars nur die halbe Solarkonstante ->sehr ineffizient
      • Windkraft, durch dünnere Luft ebenfalls weniger effizient als auf der Erde
      • Nuklear, RTGs sehr ineffizient, Kernreaktoren riskant
      • chemische Reaktion mit Elementen vom Mars
    Bewohnbarkeit:
    • Oberflächentemperatur der Erde am nächsten
    • Nur die Wolkenschicht der Venus ist besser
    • Leben auf dem Mars wird bereits Simuliert
    Kommunikation und Zeitrechnung:
    • Kommunikation mit Verzögerung bis zu 44:36 Sekunden
    • Durch andere Länge von Tagen und Jahren eigener Kalender und Uhr notwendig
      • Darischer Kalender als Beispiel
      • Sonnenkalender, da Monde zu schnell und schlecht zu erkennen

    Distanz von Voyager One live:

    Strahlungen:
    • Sonnenwind und kosmische Strahlung erhöhen das Krebsrisiko.
    • Die Strahlung ist 2,5 mal höer als auf der ISS.
    • Schon eine 1000-tägige Marsmission würde das Risiko um 1-19% erhöhen(genaue auswirkung unerforscht). Diese sind jedoch zu den 20% Standartrisiko eines 40-jährigen Nichtrauchers dazuzurechen, wodurch man auf bis zu 39% gelangt. Bei Frauen ist das Krebsrisiko aufgrund des höheren anteils an Drüsengewebe am Gesamtgewicht nochmal etwas höher.
    • SPE(Sonnenprotonenereignisse) erhöhen die Strahlung stark und sind unvorhersehbar, wodurch man die Astronauten nicht vorwarnen kann.
    • Die Strahlung sind noch sehr unbekannt und werden zurzeit noch erforscht.

    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Magnetosphere_rendition.jpg
    Maßnahmen gegen die Strahlung:
    • Eine Unterirdische Kolonie würde nicht nur gegen die Strahlungseinwirkung, sondern auch gegen Asteroiden schützen
    • Wasser dämpft Strahlung, weshalb es schützen würde, Wassertanks auf die Dächer der Gebäude zu plazieren.
    • Ebenfalls möglich wäre es, Strahlungsgepanzerte Gebäude zu errichten.
    • Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein elektromagnetisches Feld aufzubauen.
    • Außerdem gibt es Orte am Mars, an denen das Magnetfeld stärker ist, wodurch man besser vor der kosmischen Strahlung geschützt ist.

    Probleme und ihre Lösung:
    • Hohe schwankungen in Temperastur und Solarkonstante->Spiegel im All könnten mehr Sonnenlicht liefern
    • Fehlende Luftdichte und falsche Atmosphäre->Glas-/Plastikkuppeln->schützen eventuell auch vor Strahlung
    • Muskelabbau durch geringe Schwerkraft->Trainig mit hohen Gewichten oder Gummibändern
    https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Egret_allsky_above100Mev.png

    Mars to Stay
    • Zum Energie sparen nur Hinflug zum Mars mit langzeitigem Verbleib
    • Mars One:
      • Menschen werden auf Mars sterben und dort auch nach ihrem Tod verbleiben
      • Pläne sollen bis 2025 umgesetzt werden
    Terrafoarming auf dem Mars
    • Nicht notwendig, jedoch comfortabel
    • Falls Mikroorganismen leben würde es die Lebensgrundlage entziehen
    • Menschliches wissen zu gring
    • sehr aufwendig, teuer und langwierig->Pläne werden erst in fernr zukunft umgesetzt

    Glise 581 D

    • 7x grö&szliG;er als die Erde
    • 20 Lichtjahre von der Erde entfernt
    • Umkreist kleinere, rote Sonne, ist jedoch näher dran, weshalb die Temperatur der Erde ähnlich sein könnte und flüssiges Wasser wahrscheinlich ist
    • Raumschiff um Glise zu erreichen:
      • Zukünftige Technik: Antrieb mit Kernkraft oder Anti-Materie
      • Tausend mal schneller als Voyager One->kostet immer nochmindestens eine Generation
    • Lebensverlängerung des Menschen durch Genetik wäre hilfreich

    Meine Meinung zur Besidelung des Mars´
    Die Besidelung des Mars´ ist nicht der sinnvollste Weg, die Menschheit zu retten. Das Aussterben des Menschen wird mit Sicherheit nicht durch die Sonne geschehen, sondern höchst wahrscheinlich durch den Menschen selbst. Gründe dafür könnten Umweltverschmutzung, Kriege, Atombomben, Reaktorunfälle und vieles weitere sein. Wenn man das Geld und die Mittel, die in die Erforschung des Marses gesteckt werden in Maßnahmen zum Erhalt einer bewohnbaren Erde investieren würde, so würde dies deutlich effizienter sein. Warum einen lebenfeindlichen Planeten lebensfreudlich machen, wenn man einen lebensfreundlichen Planeten davor bewahren könnte, lebensfeindlich zu werden? Meiner Meinung nach soll die Erforschung des Mars´ und des Alls den Menschlichen Forscherdrang befriedigen, womit ich einverstanden bin. Zusammengefasst sage ich:
    Die Forschung auf dem Mars ist gerechtfertigt und soll weiter fortgeföhrt werden, doch sie Dient mit sicherheit nicht zum Erhalt des Menschen. Mehr dazu schreibe ich hier.






    Bilderquellen:

    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/2/2b/Apollo_15_launch.jpg/800px-Apollo_15_launch.jpg"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/7/76/Mars_Hubble.jpg"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/d/d8/NASA_Mars_Rover.jpg/600px-NASA_Mars_Rover.jpg"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/8/8f/Mars_rotation_simulation_december_2007.gif"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/f/f3/Magnetosphere_rendition.jpg"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Egret_allsky_above100Mev.png"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/b9/Egret_allsky_above100Mev.png"
    "https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/b/bd/Cassini%27s_RTG.jpg
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    Donnerstag, 20. September 2018

    Special Report - Israel: A Miracle in Agriculture​

    The Long & Short of It: 5G and the Wireless Future

    Hans Vestberg

    Hands-On With The First "5G" Smartphone [!]

    What is 5G? | CNBC Explains

    Elektro-Sensible: Was steckt hinter dieser Krankheit? | Galileo | ProSieben

    5g


    Neues Handynetz 5G könnte Krebs fördern

    Die Telekombranche hat sich in der Sendung «10vor10» im Schweizer Fernsehen vom 8. November 2017 in Position gebracht: Das neue Datennetz 5G soll im Jahr 2020 eingeführt werden - gegen alle Widerstände von Kritikern. Die Ärztinnen und Ärzte für Umweltschutz befürchten, dass die Technologie Krebs fördert.
    IBES fasst hier den «10vor10»-Beitrag zusammen:
    Schier unvorstellbare Geschwindigkeiten, dies verspricht das Datennetz der fünften Generation 5G. Das Surfen unterwegs im Internet wird etwa 100 mal schneller als mit der jetzigen Spitzentechnik 4G. Immer schnellerer Datenaustausch. Der Bundsrat macht heute den Weg frei, indem er zusätzliche Frequenzen vergibt.

    5G könnte Krebs fördern

    5G braucht aber ein dichteres Netz an Mobilfunkantennen. Was sind die Risiken? Dr. med. Peter Kälin, Präsident der Ärztinnen und Ärzte für Umweltschutz sagt im TV-Beitrag: «Wir sind skeptisch. Die neue Technologie funktioniert mit sehr kurzen Wellen. Wir sind für ein Moratorium. Gesundheitliche Folgen sind unbekannt. Die kurzwellige Funktechnik hat zur Folge, dass die Wellen über die Haut aufgenommen werden. Die Haut ist ein stark belastetes Organ bereits über die UV-Strahlung. Das könnte den Krebs fördern.»

    Swisscom: Strahlenschutz muss gelockert werden

    Eine Grafik zeigt: In den letzten 4 Jahren verdoppelte sich der mobile Datenverkehr jedes Jahr. Plus 78 Prozent. Bereits jetzt lassen sich heutige Frequenzen wegen der strengen Strahlenschutz-Verordnung nicht voll ausnützen, sagt Heinz Herren, Technologieverantwortlicher bei der Swisscom gegenüber 10vor10: «5G ist eine grosse Chance für die Schweiz. Die heutigen Rahmenbedingungen sind absolut nicht geeignet, um 5G sinnvoll und schnell in der Schweiz einzuführen. Wir brauchen unbedingt eine Lockerung der heute geltenden Strahlenschutzverordnung. Diese ist Faktor 10 schärfer definiert als im restliche Europa. Sonst können wir 5G nicht sinnvoll einführen.»

    5G wird kommen, sagt 10vor10

    Doch eine Lockerung der Grenzwerte wurde vom Ständerat vor einem Jahr verworfen. Trotzdem: 5G wird kommen. Die Einführung in der Schweiz ist ab 2020 geplant. Die neuen Frequenzen für 5G werden nächstes Jahr von der Kommunikationskommission Comcom vergeben.
    Im Studio: Der Präsident der Comcom, Stephan Netzle.
    Frage der 10vor10-Moderatorin: «Auf der einen Seite die Handy-Zukunft mit den neuen Möglichkeiten. Auf der anderen Seite die Gesundheitsbedenken. Was ist für Sie wichtiger?»
    Stephan Netzle, Comcom: «Sie sprechen das Dilemma an. Wir möchten schneller und besser und überall eine gute Handy-Versorgung haben. Das braucht stärkere Sender. Wir von der Comcom müssen gute Rahmenbedingungen schaffen für eine optimale Versorgung der Schweiz mit Telekomleistungen.»
    Moderatorin: «Aber eben, Kritiker sagen, 5G sei eine völlig neue Technologie, deren gesundheitliche Auswirkungen noch unbekannt sind. Ist das nicht fahrlässig, der Weg, den Sie verfolgen?»
    Stephan Netzle: «Nein. Das Thema wird international sehr stark erforscht. Faktum ist, dass wir in der Schweiz 10 mal höhere Grenzwerte haben als im europäischen Ausland. Wer mit dem Handy telefoniert, setzt sich automatisch einer mehrfach höheren Strahlung aus. Nur schon wenn Sie ins Tram einsteigen am Morgen, und nicht mals selbst mit dem Handy telefonieren, sind Sie vielfach höherer Strahlungen ausgesetzt. Selbst wenn wir jetzt Anpassungen vornehmen, sind wir wahrscheinlich immer noch viel tiefer als das europäische Ausland.»
    Moderatorin: «Jeder möchte einen besseren Empfang, das ist zweifellos so. Aber niemand möchte eine Antenne vor der eigenen Haustüre haben. Viele Antennen sind durch Einsprachen blockiert, das sieht man immer wieder in der Schweiz. Wie wollen Sie dieses Problem lösen?»
    Stephan Netzle: «Durch eine bessere Nutzung der bestehenden Antennen. Wenn man ihnen eine grössere Leistung erlaubt, dann braucht es weniger neue Antennen für die neue Technologie 5G. Wenn wir die neue Strahlenschutzverordnung nicht anpassen, braucht es viel viel mehr neue Antennen. Das führt zu Problemen, Bewilligungen, grössere Kosten, und das ist nicht das, was wir möchten.
    Moderatorin: «Sie haben also nicht vor, die Schweiz mit neuen Antennen zuzupflastern?»
    Stephan Netzle: «Lieber nicht. Aber deshalb wäre es an sich besser, wenn man diese Grenzwerte etwas tiefer setzt, dann sind weniger Bauten notwendig.»
    Moderatorin: «Da gibt es also noch einiges an Überzeugungsarbeit zu leisten. Wann glauben Sie steht 5G in der Schweiz?»
    Stephan Netzle: «Die kommerzielle Einführung sollte im Jahr 2020 stattfinden. Wir haben ja sehr gute Telekomanbieter auch international gesehen. Ich bin überzeugt, dass diese den Ehrgeiz haben, bei den ersten zu sein, wenn es um die kommerzielle Einführung geht. Dem wollen wir nicht im Weg stehen. Deshalb sind wir für eine rasche Vergabe der Frequenzen und nicht für ein Moratorium.»
    alle Screenshots: SRF, 10vor10
    Direkt zur Sendung
    Ab Minute 9.10

    das lebendige wasser