Lebensraum
Ich werde häufig gefragt, wie unser Habitat denn von innen aussieht. Diese Frage lässt sich, denke ich, am Besten mit Bildern beantworten:
Habitat von außen im Sonnenuntergang, von einem früheren Crewmitglied aufgenommen. Wir befinden uns mit 2500m über dem Meeresspiegel auf etwa halber Höhe des Mauna Loa. Rechts hinter dem eigentlichen Habitat ist unser Lagercontainer mit dem Wasserheizer auf dem Dach. Nicht im Bild: Wassertanks, Solarkollektoren, Notfallgenerator.
Das Foto schaut auf die Rückseite des Habitats; die “Tür” in der Kuppel benutzen wir nicht. Sie dient während der Mission ausschließlich als Zugang für unsere Lieferbots – menschliche “Roboter”, die Lieferungen von der Erde von uns ungesehen innerhalb der Kuppel (aber außerhalb unseres normalen Aufenthaltraums) platzieren.
Das Habitat im Modell. Die Halbkugel hat etwa 11m im Durchmesser und ist damit gut 5m hoch. Die “Luftschleuse” mit dem Haupteingang verbindet das Habitat mit der “Sea Can”, unserem Lagercontainer.
Unser Habitat: Erdgeschoss. Küche, Essbereich, Bad und Arbeitsraum sind leicht zu erkennen. Der Arbeitsbereich ist gleichzeitig Wohnzimmer, Fitnessstudio, Kinosaal, Tanzfläche, Ankleide für die Raumanzüge, und außerdem nach oben bis zur Domwand offen. Zwischen den Zimmerwänden und der Kuppelwand ist noch Raum für kleinere Geräte – in der Ecke hinter der Speisekammer (“Pantry”) und dem Labor (“Lab”) befindet sich unsere IT-Ausrüstung, die beiden markierten Vierecke sind Waschmaschine (W) und Trockner (D; für Tage mit langanhaltend strahlend blauem Himmel).
Das Bad im Erdgeschoss enthält auch eine Dusche – als Richtwert haben wir acht Minuten pro Woche zum Duschen. Tatsächlich duschen wir sogar noch weniger. Wir wettstreiten regelrecht darum, wer am längsten ohne Dusche auskommt und am schnellsten fertig ist. Die Stoppuhr in der Dusche hat letztens für meinen Vorgänger mit 5mm Haarlänge 30 Sekunden angezeigt – da kann ich nicht mithalten. Letztendlich duscht jeder von uns etwa alle drei Tage jeweils zwischen einer halben Minute und geschätzt 3 Minuten Wasserlauf. Ach ja, keiner von uns stinkt – die Luft hier ist sehr trocken, so dass wir ohnehin weniger schwitzen als auf der “Erde”.
Die Küche, als sie gerade neu eingerichtet war. Im Hintergrund der noch kahle Arbeitsbereich. Ja, wir haben sogar einen Geschirrspüler, ihn aber noch kein einziges Mal benutzt – er verbraucht zuviel Wasser und Strom.
Die Küche – vom Essbereich aus aufgenommen. Rechts am Bildrand steht noch der Topf mit meiner Kartoffelbrei-Suppenkreation (ich habe die anderen davor gewarnt, mich jeden Donnerstag kochen zu lassen). Auf der Arbeitsfläche stehen noch Behälter mit gefriergetrockneten Mohrrüben, Mais und Zwiebeln, davor eine Unterlage mit den Resten unseres selbstgebackenen Brotes.
Der Arbeitsbereich (rechts), mit der Treppe nach oben zu den Schlafquartieren (links). Im Hintergrund Essbereich (im Moment mit Computern belegt), Laufband, und eins von insgesamt zwei Fenstern (das andere ist im Labor).
Obergeschoss: sechs Schlafquartiere und eine Toilette. Am Außenrand, unter einer Schräge sind die Betten aufgestellt, dazu hat jeder einen kleinen Tisch, einen Hocker, ein Regal, ein Ablagebrett an der Wand und ein oder zwei Boxen unter dem Bett.
Am oberen Ende der Treppe: die Türen zu den Schlafquartieren.
Die Schlafquartiere in ihrer ursprünglichen Ausstattung.
Mein Schlafraum. Eine der ersten Verbesserungen: Das Bett steht jetzt an der Wand und ich stoße mich beim Umdrehen nicht mehr an der Schräge.
Das Bad im Erdgeschoss: Dusche, Waschbecken und Komposttoilette. Den Eimer nutzen wir, um einen Teil des Duschwassers aufzufangen und wiederzuverwenden.
Lagercontainer. Von links nach rechts: Raumanzug, Essenlager, Teleskop, Wasserpumpe (im Holzkasten) und Batterien für unsere Stromversorgung, Werkbank mit Grundausstattung an Werkzeugen.
Interessant.
Da kommt ja eine Menge an Masse zusammen, wenn man sich das alles so ansieht. Gibt es eigentlich schon ein paar öffentliche Daten darüber, wieviel das genau ist und folglich, vieviele Flüge mit wieviel Nutzlast nötig wären, um so ein Habitat tatsächlich zum Mars zu bringen? – Oder ist es auch Teil der Studie, belastbare Zahlen darüber heraus zu finden? – Etwa damit man bessere Anhaltspunkte darüber hat, wie eine entsprechende Schwerlastrakete zu dimensionieren ist, damit man einerseits mit möglichst wenigen Flügen (bzw. Starts) auskommt, aber andrerseits möglichst viel Gepäck mitnehmen kann.
Die Probleme, die sich bei Start und Landung, sowie der langen Anreise selbst ergeben, sind noch mal ein bzw. mehrere Fälle für sich…
Es gibt unzählige Pläne dazu, wie man Menschen am besten auf den Mars bringt. Die geringste Zahl an Flügen, die mir einfällt, benötigt der ursprüngliche Mars Direct-Plan, nämlich zwei, die meisten anderen Pläne gehen von um die 5 Flügen aus. Die genaue Zahl hängt von vielen, noch unbekannten Faktoren ab, unter anderem davon, was die Marsbewohner mal essen sollen – Mitgebrachtes von der Erde oder vor Ort Angebautes. Vom Essen hängt auch die Ausstattung der Küche ab – die erste Studie, die hier stattgefunden hat, hat untersucht, welche Art von Nahrung auf Dauer besser ist (Selbstkochen mit all seinen sozialen Aspekten hat gegenüber Astronautennahrung ganz klar gewonnen – Marsonauten müssen also vielleicht nicht aus der Tüte essen).
Das Habitat kann ein Teil des Raumschiffs sein, oder vor Ort aufgeblasen werden. In beiden Fällen reicht ein Flug für ein Habitat, die Frage ist, ob Ausrüstung, Nahrung etc. im selben Flug geschickt werden können. Den mit Abstand größten Anteil an der Masse wird aber der Treibstoff haben, selbst wenn man den zum Teil auf dem Mars produzieren kann.
Hm, – ich hatte ja darauf spekuliert, dass Herr Khan hier noch was kluges dazu schreibt, aber er hat anscheinend anderes zu tun…
Wenn ich über das Szenario von 5 Flügen so nachdenke, dann kommen mir da wieder Fragen in den Sinn, die etwas mit der Flugzeit und der restlichen Organisation zu tun haben. Geht man davon aus, dass die möglichst kurzen Flugrouten genommen werden, so dauert ein Flug etwa 6 bis 8 Monate. Da ein solches Startfenster nur alle 26 Monate zur Verfügung steht, und dann auch nur ein paar Wochen offen ist, müssten alle Flüge in diesem Zeitraum gestartet werden. Ansonsten hat man das Problem, dass man zwar Ausrüstung zum Mars hinschickt, diese dort aber erst einmal mehr oder weniger nutzlos herum steht.
Bei mehreren Flügen ist gibt es dann auch noch das Problem, alles was landen soll, einerseits möglichst nah beieinander zu landen, aber andrerseits auch einen Sicherheitsabstand einzuhalten, sodas eine misglückte Landung nichts von dem zerstört, was planmässig gelandet ist. (Über die notwendige Grösse der Landekapseln denke ich jetzt lieber nicht genauer nach; ich vermute jedoch, dass die einen grösseren Durchmesser brauchen, als die vom Curiosity-Lander, also mehr als 4 meter und am Ende sehr wahrscheinlich auch Bremsraketen.)
Dann zu der Frage, die ich schon bei meinem letzten Beitrag angedeutet habe, nämlich, wieviel das alles wiegt? – Wenn man sich Ihr derzeitiges Habitat und die Ausrüstung so ansieht, dann bringt das so schätzungsweise 5 bis 10 Tonnen auf die Waage. Bei einem echten Flug kämen zumindest noch Sauerstofftanks und die Lebenserhaltugssysteme dazu, sowie Vorratslager für Lebensmittel und evtl. eine zweite Kuppel für ein Gewächshaus. Evtl. auch noch Materiallager die nicht unbedingt unter Druck stehen müssen, wenn sie nur Material beherbergen, das nur bei Ausseneinsätzen gebraucht wird. Aber da bin ich schon wieder im Spekulationsmodus.
Interessant ist auch noch die Frage, wie das Raumschiff für hin und Rückflug aussehen müsste? – So ähnlich wie die ISS oder sollte man doch besser sowas ähnliches wie die radförmigen Raumstationen entwickeln, wie man sie z.B. im Film “2001-Odysse im Weltraum” sehen kann?
Nautilus-X, NASA, 2011:
https://de.wikipedia.org/wiki/Nautilus-X
Ich denke, die einzelnen Ladungen innerhalb weniger Tage landen zu lassen, ohne, dass sie sich in die Quere kommen, ist das kleinere Problem. Das größere ist, sie überhaupt erst alle erfolgreich in dem Startfenster loszuschicken. Auch das Herumstehenlassen sehe ich nicht als Problem an – wenn etwas den 6- bis 8-monatigen Weltraumflug überstanden hat, kann es auch noch zwei Jahre auf dem Mars stehen, von Nahrung einmal abgesehen. Dazu kommt, dass zwei oder sogar vier Jahre Vorlaufzeit vielleicht sogar gewünscht sind, um Zeit zu haben, den Treibstoff für den Rückflug zu produzieren. Oder – um die Roboteridee von einer früheren Diskussion wieder aufzugreifen – das Habitat in der Zwischenzeit von Robotern zusammenbauen und/oder überprüfen zu lassen.
Aus meiner persönlichen Sicht ist die bisher sinnvollste Idee für Landung und Rückflug das “Reiseschiff” im Marsorbit zu belassen und mit relativ kleinen Shuttles zur Oberfläche zu fliegen.
Davon abgesehen geht es in der Studie aber gerade NICHT um die Technik. Was natürlich nicht heißt, dass wir hier nicht darüber diskutieren, welche Teile unserer Ausrüstung hier man tatsächlich mit auf den Mars mitnehmen würde (mit Sicherheit keinen Geschirrspüler), oder welche Teile wir nicht hier haben, die aber bestimmt mitgenommen würden (das angesprochene Gewächshaus zum Beispiel).
Interessante Ansichten. 🙂 – Aber eigentlich haben Sie recht, Material kann man sicher auch 2 Jahre auf dem Mars herum stehen lassen.
Das sehe ich allerdings auch so.
Ich denke auch, dass man die langen Flüge, speziell mit Menschen an Bord, auch erst mal am Mond proben sollte, indem man auf extra langen Routen zum Mond fliegt. Natürlich kann man die Landung damit nicht proben, aber was sich dabei austesten lässt, sollte man meiner Ansicht nach austesten.
—–
@Karl: Sehr interessant, das Teil.
Ganz richtig, es regnet ja nicht, kann also nicht also nicht schimmeln 😉
Der Mond als Testfeld ist so eine Sache. Um den reinen Flug zu testen, wäre er sicher besser geeignet, eben weil eine Evakuierung vergleichsweise schnell möglich wäre. Der eigentliche Aufenthalt ist aus meiner Sicht aber auf dem Mars einfacher – vorhandene Atmosphäre (wenn auch dünne), der Erde ähnlichere Gravitation, Rohstoffe, die vor Ort abgebaut werden können…
Der Druck der Marsatmosphäre beträgt rund 0,006 bar.
Das ist auch der Dampfdruck von Wasser bei null Grad Celsius.
Die Schutzanzüge müssten daher 99,4 Prozent der Druckfestigkeit im Vergleich zum Mond haben, falls ihr Innendruck 1 bar betragen soll.
Bei 0,2 bar Druck ist der Siedepunkt von Wasser 60 Grad Celsius, aber man müsste dann reinen Sauerstoff im Schutzanzug verwenden.
Vielleicht steh ich gerade auf dem Schlauch, aber ich kann Ihnen nicht folgen. Wieso ist der Dampfdruck von Wasser bei 0°C relevant?
Das bringt mich zu den Fragen:
Welchen relativen Überdruck und welche Gaszusammensetzung verwenden Sie in Ihren Schutzanzügen, wenn Sie das Habitat verlassen?
In einem früheren Post hatte ich unsere Raumanzüge erläutert: Wir atmen Umgebungsluft; unser “Lebenserhaltungssystem”, das uns mit Luft versorgt, sind Ventilatoren.
Hallo Christiane Heinicke,
wenn der Innendruck des Schutzanzuges nicht wesentlich höher als der Außendruck ist, dann kann man sich viel leichter bewegen, als wenn eine Druckdifferenz von mindestens 0,2 bar den Schutzanzug prall aufbläst.
Entscheidend ist der Dampfdruck von Wasser bei 37 Grad Celsius mit 0,063 bar, die Armstrong-Grenze, und der Partialdruck von Sauerstoff mit 0,2 bar.
Ich glaube, die NASA verwendet in ihren Raumanzügen 0,29 bar und reinen Sauerstoff.
Wird bei Ihrer Simulation die Bewegungsbehinderung durch die Druckdifferenz zwischen innen und außen berücksichtigt?
Mit freundlichen Grüßen, Karl Bednarik.
Hallo Christiane Heinicke, ich habe die Antwort gefunden:
“weil der Anzug mit Füllmaterial ausgestopft ist. Das soll das Aufblähen eines „echten“ Anzugs unter dem Atmosphärendruck des Mars simulieren und die damit einhergehende eingeschränkte Bewegungsfreiheit”
Mit freundlichen Grüßen, Karl Bednarik.
Wieder ein interessanter Artikel zu einem sehr interessanten Projekt.
Ich verfolge Ihren Blog sehr gerne.
Was mich noch interessiere würde, was passiert mit den Abfällen die Sie und ihre Kollegen produzieren, also z.B organische Abfälle oder evtl. Verpackunsreste und dergleichen?
(ich hoffe ich habe einen bereits erschienen Beitrag zu diesem Thema nicht übersehen)
Ebenfalls von Bedeutung ist ja auch die psychische Belastung.
Relativ viele Menschen auf engem Raum über eine lange Zeit und kaum Privatsphäre.
Wie sind Ihre Erfahrungen in dieser Hinsicht? Oder etwas direkter gefragt, gab es schon viel Streit und wie Lösen Sie ihn? (ich hoffe das ist jetzt nicht zu persönlich)
Hallo Stefan, wir haben verschiedene Abfallentsorgungs”systeme”. Küchenabfälle landen in einer Art anaeroben Kompost (Bokashi), unsere Toilette ist eine Komposttoilette. Einen kleinen Teil davon nutzen wir im Rahmen von Forschungsprojekten als Pflanzendünger. Das meiste wird aber zusammen mit Plastikabfällen alle paar Wochen während einer EVA nach draußen befördert, wo es von unseren Bots später aufgesammelt und zur “Erde” transportiert wird.
Was deine zweite Frage angeht – ich hatte sie schon beantwortet, aber noch nicht veröffentlicht, als du deinen Kommentar geschrieben hast. Schau mal, ob Der erste Monat deine Fragen beantwortet 😉
Ja, tut er, vielen Dank.
“Hm, – ich hatte ja darauf spekuliert, dass Herr Khan hier noch was kluges dazu schreibt, aber er hat anscheinend anderes zu tun…”
Der hatte sich hier schon mehrfach höchst ablehnend zu diesem Thema positioniert (“Sandkastenspiele”). Ich wundere mich mehr und mehr, warum dieser Blog eigentlich nicht in den Brainlogs erscheint.
Die Meinung anderer ist Spekulation. Zu dem hier präsentierten Projekt hat sich Herr Khan weder ablehnend geäußert, noch frühere ähnliche Projekte als Sandkastenspiele bezeichnet.
Habe ich schon einmal hier eingestellt: https://scilogs.spektrum.de/go-for-launch/mars500-ausser-spesen-nix-gewesen/
In dem Post kann ich beim besten Willen nicht das Wort von Ihnen zitierte “Sandkastenspiele” finden. Darüber hinaus ging es in Mars500 um den Flug, nicht um den Aufenthalt auf dem Planeten.
Der Link stammt übrigens von Ute Gerhardt.
Das Wort ist im gesamten besagten Blog nicht zu finden.
Es ist auch Herrn Khan gegenüber übrigens reichlich dreist, sein Nichtkommentieren als Ablehnung dieses Blogs zu interpretieren und ihm obendrein “Zitate” zuzuschreiben, die bestenfalls der eigenen Phantasie entsprungen sind.
Ach ja, Tom: Herr Khan war derjenige, der Ihnen in meinem Blog vor anderthalb Jahren den Marsch geblasen hat, als Sie im selben Tenor wie hier an meiner Themenwahl herumgemäkelt haben. Go figure…^^
Eine Frage noch zu den Lebensmittelvorräten: Hast du genug Popcorn zur Verfügung? ^^
Popcorn? Ja, haben wir da, bisher aber noch nicht angerührt. Mit dem bisher wichtigsten Nahrungsmittel – Schokolade – sind wir jedenfalls vorläufig gut eingedeckt.
Einen Jahresvorrat an Schokolade mag ich mir auf einen Haufen gar nicht vorstellen! Wäre ich Astronaut, bräuchte die ESA alleine für meinen Bedarf ein eigenes Raumfahrzeug… ^^