Künstliche Magnetosphäre könnte Mars schnell wieder lebensfreundlich machen

10. März 2017, 16:40
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US-Planetologen präsentieren einen Plan zur Verbesserung des Klimas auf dem Roten Planeten

Washington – Der Mars ist heute ein kalter, trockener Wüstenplanet mit einer Atmosphäre, die kaum der Rede wert ist. Dem war nicht immer so, wie man mittlerweile weiß: Geologische Strukturen lassen kaum mehr Zweifel daran, dass der Rote Planet in seiner Jugendzeit über eine dichtere Gashülle, einen Wasserkreislauf und damit vielleicht sogar über lebensfreundliche Bedingungen verfügt hat. Vor etwa 3,8 Milliarden Jahren jedoch setzte eine fatale Entwicklung ein, deren Ursachen nach wie vor unklar sind.

illu.: nasa
Einst besaß auch der Mars (links) ein Magnetfeld, das jenem der Erde (rechts) glich und ihn vor dem solaren Teilchenbombardement schützte.

Die meisten Planetologen vermuten, dass der Mars bis zu dieser Ära ein dem irdischen ähnliches Magnetfeld besaß. Als dieses schließlich aus bisher unbekannten Gründen zusammenbrach, hatte der Sonnenwind freie Bahn und fegte in wenigen hundert Millionen Jahren den Großteil der marsianischen Atmosphäre hinweg. Wollte man also den Mars wieder zu einem warmen Planeten mit reichen Vorkommen an flüssigem Wasser machen – mit anderen Worten: Zu einem für menschliche Langzeitbesiedelung geeigneten Ort –, dann müsste man an diesem Punkt ansetzen, meinen einige Forscher.

Futuristisches Konzept

Nun haben Wissenschafter der Nasa diese vage Idee in ein konkretes Konzept gegossen: Ein Team um Jim Green, dem Direktor der Planetary Science Division der Nasa, präsentierte auf dem Planetary Science Vision 2050 Workshop in Washington DC eine Möglichkeit, wie man dem Mars ohne schwerwiegende Terraforming-Maßnahmen, also beinahe völlig natürlich, wieder ein lebensfreundlicheres Klima bescheren könnte. Der Plan sieht vor, am Lagrange-Punkt L1 zwischen Mars und Sonne ein technisch erzeugtes gigantisches Magnetfeld einzurichten.

illu.: nasa/jim green
Das Diagramm zeigt, wie die künstliche dipolare Magnetosphäre den Mars vor dem Sonnenwind schützen könnte.

Der Sonnenwind würde das Feld in einen langgezogenen Magnetschweif verwandeln, der den Roten Planeten einhüllt und so die erodierende Kraft des solaren Teilchenstroms an ihm vorbei führt. Der Effekt wäre jenem des natürlichen Erdmagnetfelds ähnlich. Die von Green und seinen Kollegen durchgeführten Simulationen geben durchaus Anlass zur Hoffnung: So zeigte sich etwa, dass die meisten Erosionsprozesse des Sonnenwindes durch diesen künstlichen Schutzschild eliminiert werden können.

Überraschend schnelle Erholung

In den Modellen baute sich unter dem Schutz des Magnetschildes die Gashülle des Mars überraschend schnell wieder auf, zunächst gespeist von Ausgasungen aus dem Marsinneren. Schon binnen weniger Jahre erlangte der Atmosphärendruck annähernd die Hälfte der irdischen Werte. Das wiederum hatte zur Folge, dass die Temperaturen auf dem Mars langsam zunahmen. Ab einem Anstieg um durchschnittlich 4 Grad Celsius beginnt das Kohlendioxideis an den Polen zu schmelzen oder zu sublimieren, was die Atmosphäre weiter verdichtete. In den Simulationen führte der dadurch einsetzende Treibhauseffekt schließlich zu einer signifikanten Erwärmung – und zwar sogar in einem Ausmaß, das das gefrorene Wasser vor allem rund um den Äquator zu Abschmelzen brachte.

eso/m. kornmesser
Video: Etwa so könnte Mars vor rund vier Milliarden Jahren ausgesehen haben – und in ferner Zukunft vielleicht wieder aussehen.

Die Wissenschafter zeichneten einen sehr optimistischen Zeitplan für diese Entwicklung: Schon innerhalb weniger Generationen könnte der Mars nach diesem Modell wieder ein zumindest entfernt erdähnlicher Planet werden. "Derart verbesserte atmosphärische Bedingungen – also Druck und Temperaturen, bei denen Wasser flüssig bleibt – hätten große Vorteile für die Wissenschaft und die Erforschung des Mars durch den Menschen in den 2040er-Jahren und darüber hinaus", erklärte Green bei der Veranstaltung in Washington. "Beispielsweise könnte man größere Massen an Ausrüstung auf die Oberfläche bringen, hätte einen besseren Schutz der Astronauten gegen kosmische und solare Partikelstrahlung und könnte leichter Gewächshäuser errichten."

Aufblasbare Struktur

Wie aber sieht es mit der technischen Umsetzbarkeit aus? In ihrer Arbeit räumen die Wissenschafter ein, dass ihr Konzept durchaus phantasievoll klinge, doch aktuelle Forschungsergebnisse würde zeigen, dass kleinere künstliche Magnetosphären zum Schutz von Menschen oder Raumfahrzeugen bereits in Reichweite seien.

"In der Zukunft ist es möglich, dass eine aufblasbare Struktur ein Magnetfeld mit einer Stärke von 1 oder 2 Tesla erzeugen könnte, das als aktives Schutzschild gegen den Sonnenwind einsetzbar wäre", meint Green. Womöglich stehe uns diese Technik bereits in wenigen Jahrzehnten zur Verfügung, hofft der Nasa-Forscher. (tberg, 10.3.2017)

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