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Menschen auf dem Mars – Wege zu einer langfristigen und nachhaltigen Besiedlung

Die Vorbereitungen für eine Besiedlung des Mondes sind im vollen Gange. Parallel sehen Raumfahrtagenturen und private Raumfahrtunternehmen die Erkundung des Mars durch den Menschen als nächsten Schritt, der innerhalb der nächsten Jahrzehnte realisiert werden soll. Während eine Mondstation aufgrund ihrer Nähe zu Erde von dort aus mit technischem Support und Versorgungsgütern unterstützt werden könnte, muss sich eine Crew auf dem weit entfernten Mars zum größten Teil autonom versorgen. Zur Verfügung stehen nur die vor Ort vorhandenen, knappen, aber durchaus wertvollen Ressourcen.

Vom Mars lernen, um die Erde zu schützen

Die Forschungsergebnisse zum Überleben auf dem Mars können auch unser Leben auf der Erde beeinflussen, z.B. im Hinblick auf die Entwicklung sauberer, widerstandsfähiger Technologien, die dazu beitragen, den Ressourcenverbrauch und die Belastungen für die Umwelt zu minimieren. Darüber hinaus haben wir das Ziel, die empfindliche, einzigartige Umwelt des Roten Planeten für nachfolgende Generationen zu bewahren. So ist es zum Beispiel nicht unwahrscheinlich, dass der Marsboden einst Nährboden für Leben war oder vielleicht sogar noch ist, weshalb er für die Wissenschaft von hohem Interesse ist.

Die Bewohner:innen des Mars werden Teil einer sich neu bildenden Mikrogesellschaft sein, welche jedoch weiterhin in Verbindung mit den Gesellschaftssystemen auf der Erde steht. Daraus ergeben sich ganz neue Herausforderungen. Und allein die Tatsache, dass Menschen auf dem Mars leben, wird die Selbstwahrnehmung der Menschheit stärker beeinflussen als die erste Mondlandung vor fünf Jahrzehnten.

Um diese anspruchsvollen und teilweise widersprüchlichen Ziele zu erreichen, verfolgen wir einen transdisziplinären, auf den Menschen ausgerichteten Forschungsansatz. Dazu schlagen wir eine Brücke zwischen den Sozial- und Geisteswissenschaften, der Mensch-Maschine-Interaktion, der Kommunikation und Robotik sowie den Material- und Ingenieurswissenschaften.

Preserve

Das Bundesland Bremen und die Universität Bremen unterstützen die Initiative "Menschen auf dem Mars" mit der Förderung von sieben Seedprojekten bis Ende 2024. Die Initiative beschäftigt mehr als 20 Nachwuchswissenschaftlerinnen und -wissenschaftler und unterstützt die studentische Ausbildung im Bereich der Weltraumforschung.

Shifting experiences

Die Präsenz von Menschen auf dem Mars geht mit einer Reihe von Veränderungen in den Erfahrungen und in den Anforderungen an neue Formen individuellen und kollektiven Handelns einher. Die Erkundung des Mars bedeutet nicht nur, dass wir mit Raumschiffen zu einem neuen Ort "segeln", sondern auch, dass sich unsere Theoriebildung, unsere technischen Ziele und - quasi "rückwirkend" - sogar unsere irdischen Anliegen und Verantwortlichkeiten verändern. Dieses Projekt untersucht grundlegende philosophische und soziale Aspekte von der elementaren Ebene der Sinneswahrnehmung bis zu Kommunikation und dem Interagieren aus der Ferne.

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Prof. Dr. Dr. Norman Sieroka

Prof. Dr. Sebastian Fehrler

Bioproduction

Eine langfristige menschliche Besiedlung des Mars erfordert die kontinuierliche Versorgung mit Verbrauchsgütern. Um diesem Bedarf gerecht zu werden, arbeiten wir daran, die Grundlagen für nachhaltige Bioproduktionsprozesse direkt vor Ort zu schaffen. Unser Ansatz kombiniert Mikroben und Pflanzen, um lebenswichtige Ressourcen zu erzeugen: von Lebensmitteln und Dünger über Biokunststoffe und Sauerstoff, bis hin zum Recycling organischer Abfälle. Die Basis dieser Produktion sind Materialien, die im Boden und der Atmosphäre des Planeten vorhanden sind. Unser System ist dabei vielseitig und modular. Es könnte genutzt werden, um weitere Bioprozesse mit Mars-Ressourcen zu kombinieren und so den Bedarf an Verbrauchsmaterialien zu verringern, die von der Erde importiert werden müssen.

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Dr. Cyprien Verseux

Living Habitat

Die Umgebung auf dem Mars ist außerhalb des Habitats für den Menschen tödlich, so dass die Bewohner:innen ihr Leben dem Lebenserhaltungssystem des Habitats anvertrauen müssen. Dieses System wird bioregenerativ sein, wobei photosynthetische Organismen den von der Crew benötigten Sauerstoff produzieren. Ein Netzwerk von Sensoren überwacht das Lebenserhaltungssystem und die Besatzung, und umgekehrt interagiert die Besatzung über die Sensoren mit dem Lebenserhaltungssystem. Zusammen bilden diese drei Komponenten das "lebende" Habitat.

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Dr. Christiane Heinicke

swarm

Den Mars zu erkunden ist eine der Grundvoraussetzungen für dessen nachhaltige Besiedlung durch den Menschen. Forschende auf der ganzen Welt arbeiten auf dem Gebiet der Schwarm-Exploration, bei der autonome Roboter als KI-Agenten den Mars erkunden. In Zukunft wird auch der Mensch Teil eines Schwarms sein, sowohl physisch am Ort der Erkundung als auch immersiv im Habitat. Dies erfordert Forschung zur Gestaltung von Mensch-Roboter-Schnittstellen mit ihren semantischen Problemen in Bezug auf menschliche Kommunikationskanäle und zur immersiven Schwarmforschung.

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Prof. Dr.-Ing. Armin Dekorsy

Regolith to spare parts

Eine menschliche Siedlung auf dem Mars wird sich auf technische Systeme verlassen müssen, um zu funktionieren. Die große Entfernung vom Mars zur Erde erschwert dabei die Versorgung mit Ersatzteilen. Daher müssen wir in der Lage sein, eine große Vielfalt von Ersatzteilen vor Ort auf dem Mars zu produzieren. Um dies nachhaltig und im Sinne der Kreislaufwirtschaft zu realisieren, müssen Marsmaterialien (Regolith) eingesetzt, erneuerbare Energie erzeugt und nachhaltige Herstellungsprozesse entwickelt werden. Der Ansatz besteht darin, die Prozesskette von den Materialien über die Herstellung bis hin zur Handhabung aufzubauen und die Bandbreite der möglichen Anwendungen zu untersuchen.

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Prof. Dr.-Ing. Kirsten Tracht

Fabrication of Metal Alloys

Metallische Werkstoffe in einer extraterrestrischen Umgebung wie der Oberfläche des Mondes oder des Mars herzustellen ist eine herausfordernde, aber wichtige Aufgabe. Wir entwickeln ein neues elektrochemisches Verfahren für die Synthese von Metallpulvern, bei dem kein fossiler Kohlenstoff genutzt wird. Als alternative Energiequelle soll stattdessen Sonnenstrahlung eingesetzt werden. Hiervon versprechen wir uns gleichzeitig Impulse für eine emissionsfreie und energetisch nachhaltige Metallurgie auf der Erde. Dabei werden Mikroorganismen eingesetzt, um aus dem Rohmaterial Regolith bestimmte Metallionen zu extrahieren sowie die aktive elektrochemische Reduktion zu unterstützen. Fortschrittliche Methoden zur Synthese, Charakterisierung und theoretischen Modellierung von Regolith-Simulanten werden die Entwicklung eines neuartigen (bio)elektrochemischen Reaktors vorantreiben.

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Prof. Dr.-Ing. Lucio Colombi Ciacchi

Ceramic

Weltraumstrahlung trägt maßgeblich zu den unwirtlichen Bedingungen außerhalb der Erdatmosphäre bei. Sie stellt aber auch eine bisher weitgehend ungenutzte Energiequelle dar, die leicht zugänglich ist. Wir entwickeln neuartige Keramik/Polymer-Verbundwerkstoffe, die vor Weltraumstrahlung schützen und in der Lage sind, diese in elektrische Energie umzuwandeln. Hierzu kombinieren wir moderne Materialwissenschaft mit Simulation und Bestrahlungstechniken. Das Projekt ebnet den Weg für die Entwicklung neuartiger funktioneller Materialien, die die Weltraumstrahlung in einer Weise nutzen, die sowohl in extraterrestrischen Umgebungen als auch auf der Erde von Vorteil ist.

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Prof. Dr. Tim Neudecker

Aktualisiert von: Space