Die neueste Forschung geht davon aus, dass es zwar prinzipiell nicht unmöglich ist, den Mars in eine erdähnliche Umgebung umzuwandeln, die erforderliche Masse, Wärme, Sauerstoff und Energie jedoch weit über den derzeitigen technischen Möglichkeiten des Menschen liegen, so dass der Mars auch in Zukunft für lange Zeit unbewohnbar bleiben wird. Diese in „APS Open Science“ veröffentlichte Studie wurde von Slava Turyshev vom Jet Propulsion Laboratory in den Vereinigten Staaten verfasst. Der Schwerpunkt liegt auf der Erklärung, warum der Terraforming-Prozess des Mars durch reale Bedingungen stark verlangsamt wird.
Die Studie unterteilt den Prozess der Umwandlung des Mars in einen bewohnbaren Planeten in mehrere Schlüsselphasen. Der Mars ist derzeit extrem kalt und hat eine dünne Atmosphäre. Wenn Menschen an der Oberfläche überleben wollen, sind sie auf komplexe Lebenserhaltungssysteme angewiesen. Der nächste Schritt besteht darin, den Atmosphärendruck zumindest kurzzeitig über den Tripelpunkt des Wassers zu bringen, der bei 0 Grad Celsius etwa 6,1 Millibar beträgt, damit Wasser gleichzeitig als Feststoff, Flüssigkeit und Gas koexistieren kann. Später ist es notwendig, eine „Hemdärmelige Gewächshausumgebung“ zu schaffen, die für die lokale oder regionale Landwirtschaft geeignet ist, was in der Regel den Rückgriff auf eine großflächige Gewächshausstruktur erfordert; Wenn dieses Modell auf die Welt ausgedehnt wird, wird es einen Zustand bilden, der dem „Weltgewächshaus“ ähnelt, was in der Forschung als „Paraterraforming“ bezeichnet wird.
Wenn der atmosphärische Druck weiter ansteigt und der Oberflächendruck des Mars 62,7 Millibar erreicht, wird menschliches Blut bei der Oberflächentemperatur nicht kochen, weil die Umgebung zu extrem ist. Echtes Terraforming erfordert außerdem eine atembare Atmosphäre, die eine große Menge Stickstoff und etwa 210 Millibar Sauerstoff enthält, mit einem Gesamtluftdruck von etwa 500 Millibar. Gleichzeitig muss auch die Temperatur des Mars deutlich über dem heutigen Niveau liegen.
Was jedoch wirklich entmutigend ist, ist das physische Ausmaß, das hinter diesen Zielen steckt. Um den Luftdruck auf dem Mars um nur 1 Millibar zu erhöhen, wäre eine Erhöhung um etwa 1,5 Millibar erforderlich3,89×1015 kg Gas, nahe der Masse von Phobos. Wenn Sie eine vollständig atmungsaktive Atmosphäre erreichen möchten, müssen Sie nah dran sein1018 Kilogramm Materie, was in etwa der Masse des unregelmäßigen Saturnmondes Janus entspricht. Der Autor der Studie wies darauf hin, dass es im Sonnensystem tatsächlich viele Himmelskörper ähnlicher Größe gibt, sodass dieses Material aus der Perspektive der „Erschaffung einer Atmosphäre für einen Planeten“ nicht vollständig existiert, das Problem jedoch darin besteht, dass Menschen derzeit nicht in der Lage sind, diese Übertragung abzuschließen.
Auch die Temperatur ist ein großes Hindernis. Die Studie schätzt, dass sich der Mars insgesamt um etwa 60 Grad Celsius erwärmen müsste, damit er eine globale Durchschnittstemperatur erreicht, die hoch genug ist, damit flüssiges Wasser stabil ist. Dafür sind verschiedene Lösungsansätze denkbar, etwa das Einbringen von Nanopartikeln, die kurzwellige Strahlung absorbieren, in die Atmosphäre oder die Freisetzung großer Mengen Kohlendioxid. Es gibt sogar technische Ideen, riesige Spiegel zu installieren, um das Sonnenlicht zu konzentrieren und den Mars zu erwärmen. Turyshevs Berechnungen zeigen jedoch, dass bei Einführung des Spiegelheizsystems die erforderliche Gesamtspiegelfläche etwa 70 Millionen Quadratkilometer erreichen wird, was die derzeitigen industriellen Kapazitäten bei weitem übersteigt.
Die Sauerstoffproduktion ist eine weitere Hürde. Um eine atmungsaktive Atmosphäre zu schaffen, ist die Herstellung von ca.8,2×1017 kg Sauerstoff, und der realistischste Weg ist die Abtrennung von Sauerstoff aus Wasser. Dadurch wird mehr Wasser verbraucht, da beim Zersetzungsprozess Wasserstoff abgespalten wird. Nach Schätzungen der Forscher entspricht dies einer Bereitstellung von etwa 6 Kubikmetern Wasser pro Quadratmeter Marsoberfläche.
Die Forschung ist jedoch nicht nur düster und düster. Die Autoren weisen darauf hin, dass der Mars tatsächlich genug Wassereis auf seiner Oberfläche hat, sodass möglicherweise noch genug Wasser übrig bleibt, um Ozeane und Seen zu bilden, selbst wenn der Bedarf an Sauerstoffproduktion gedeckt ist. Die Gesamtmenge an Wasser, die zur Bildung der Atmosphäre verwendet wird, beträgt nur etwa 20 % der bekannten und leicht zugänglichen Eisreserven auf der Marsoberfläche. Das bedeutet, dass einige Extremszenarien – wie die ständige Bombardierung des Mars mit wasserführenden Kometen, um Ozeane und Gase zu erzeugen – möglicherweise nicht notwendig sind.
Der eigentliche Engpass ist die Energie. Studien gehen davon aus, dass zumindest genügend Sauerstoff aus dem Wasser abgetrennt werden kann1,2×1025 Joule Energie; Selbst wenn man es über 1000 Jahre verteilt, benötigt man dafür eine kontinuierliche Leistung von etwa 380 Terawatt Leistung, was fast dem 20-fachen des aktuellen jährlichen globalen Energieverbrauchs der Erde entspricht. Die Studie kam zu dem Schluss, dass es auf dem gegenwärtigen Niveau der menschlichen Zivilisation nahezu unmöglich ist, eine solche Energieskala bereitzustellen, zukünftige Generationen jedoch möglicherweise überhaupt keine Chance haben.
Der realistische Weg, den der Autor angibt, besteht daher nicht darin, sofort zu versuchen, „den gesamten Mars in die Erde zu verwandeln“, sondern zunächst realisierbarere Zwischenziele zu fördern, wie den Bau geschlossener Gewächshäuser und lokaler stabiler Wohnbereiche. Obwohl eine solche Lösung noch weit von der tatsächlichen Kolonisierung des Mars entfernt ist, kommt sie zumindest näher an das heran, was mit der aktuellen Technologie erreichbar ist. Die Gesamtaussage der Forschung ist klar: Der Mars könnte eines Tages der Erde ähnlicher werden, aber das wird ein extrem langwieriges und kostspieliges Projekt sein, das die derzeitigen Möglichkeiten bei weitem übersteigt.