Gab oder Gibt es Leben auf dem Mars?

Apollo15 Irwin vor Lunar Module, neben Mondauto
Apollo15 Irwin vor Lunar Module, neben Mondauto

Fragen, die Astronomen und Wissenschaftler seit langem beschäftigen sind:

  • Sind wir im Weltall alleine?
  • Gibt es Leben noch anderswo im Weltall?
  • Gab oder gibt es Leben auf dem uns so verwandten Mars?

Bisher hat es der Mensch bis zum Mond geschafft mit den APOLLO Missionen 1969-75 (Foto: US Astronaut mit US Flagge auf dem Mond). Dort fanden die Astronauten nur eine lebensfeindliche Umgebung ohne jede Form von Leben vor. Ob es etwa in größerer Tiefe unter der Mondoberfläche Lebensformen gibt, die dort vor tödlicher Weltraumstrahlung geschützt wären, müssen zukünftige bemannte Mondmissionen bestätigen oder widerlegen.

 

Gibt es Leben im Weltall außer auf der Erde?

Auf der Erde ist erstes Leben wahrscheinlich in Form von Mikroben oder Einzellern spontan im Meer entstanden in der Nähe heißer schwefelhaltiger Quellen am Boden des Ozeans, da dort offenbar die für eine Entwicklung von Leben erforderlichen stabilen Umgebungsbedingungen und Mineralien gibt. Eine Besiedlung der Erdoberfläche konnte erst erfolgen, als Lebensformen im Meer einen Stand erreicht hatten, der eine Anpassung an eine „lebensfreundliche“ Umgebung außerhalb des Meeres auf der Oberfläche der Erde erlaubte. So konnte sich letztendlich sogar der homo sapiens als das am besten an unterschiedliche und ständig wechselnde Umgebungsbedingungen angepasste Lebewesen entwickeln. Vermutungen, dass das Leben auf der Erde aus dem Weltraum zur Erde gelangt sein könnte, können nicht plausibel belegt werden.

 Wenn aufgrund von Ähnlichkeiten von Mars Erde der Nachweis erbracht werden könnte, dass es auf dem Mars Leben gibt oder einmal gegeben hat, das spontan entstanden ist, wird es mit großer Wahrscheinlichkeit auch an vielen anderen Orten im Universum Leben geben.

Bisher KEIN Nachweis von Leben auf dem Mars

Am 27. Dezember 1984 wurde im Allan-Hills-Eisfeld (Viktorialand) in der Antarktis ein 1,94 kg schwerer Metorit gefunden, der 1993 als Marsmeteorit identifiziert wurde: name des Meteoriten: ALH 84001 (Offizieller Name: Allan Hills 84001). Bei näherer Untersuchung des Meteoriten wurde eine merkwürdige Struktur entdeckt, die daraufhin weltweit Aufsehen erregte als vermeintlich versteinerte Bakterien, die vom Mars kämen. Inzwischen ist aber mit an Sicherheit grenzender Wahrscheinlichkeit nachgewiesen worden, dass es sich nicht um irgendwelche Lebensformen handelt. Darüber haben sich aber trotzdem regelrechte Verschwörungstheorien entwickelt.


Aufgrund der zahlreichen Messungen über Marssonden und Marsroboter während der letzten 10 Jahre vermutet man mit ziemlicher Gewissheit, dass heute kein Leben auf dem Mars existiert, da die Bedingungen für Leben nicht vorhanden sind. Genannt seien die extrem niedrige Temperatur, die lebensfeindliche und zu dünne Atmosphäre, sowie die tödliche, weder durch ausreichende Atmosphäre noch durch ein Magnetfeld abgehaltene Strahlung aus dem Weltraum.

Es ist jedoch möglich, daß auf dem Mars vor mehr als drei Mrd. Jahren, und vielleicht zeitweise auch noch später, die drei oben genannten Bedingungen erfüllt waren. Es könnte außerdem eine dichte Atmosphäre gegeben haben und ein Magnetfeld wie auf der Erde, beides Voraussetzungen dafür, dass tödliche Weltraumstrahlung nicht zur Oberfläche gelangt. Unter diesen Voraussetzungen könnte damals Leben entstanden sein.

An der Oberfäche des Mars und dicht unter der Oberfläche hat man jedoch bisher trotz der sehr umfang- und aufschlussreichen Messungen aus dem Mars Orbit und mit Marsrobotern keine Anzeichen gegenwärtigen oder vergangenen Lebens finden können. Allzusehr erstaunt das aber nicht, wenn man bedenkt, dass der Mars seit Hunderten von Millionen von Jahren ungeschützt aus dem Weltraum bombardiert wird mit Gestein, Staub und Strahlen.

Wenn es also einmal Leben auf dem Mars gab oder eventuell noch gibt, wird man es in größerer Tiefe suchen müssen, wo es vor diesem „Bombardement“ geschützt ist. Man schätzt heute, dass man dafür in mehr als 100 Meter Tiefe suchen müsste. Mit zukünftigen Robotern wird man aber nur bis maximal 10 m Tiefe kommen. Da werden also möglicherweise nur Menschen vor Ort Klarheit schaffen können, die in diese Tiefe vordringen können mit entsprechenden aufwendigen Geräten.

Auszuschliessen ist aber nicht, dass in der Vergangenheit, vor einigen Milliarden Jahren, sowohl eine dichtere Atmosphäre als auch ein schützendes Magnetfeld auf dem Mars vorhanden waren, die möglicherweise die Entwicklung von Leben ermöglicht haben. Hierzu müsste man in der Tiefe des Mars, in einigen Hundert Metern Tiefe, nach Überresten suchen. Es ist unwahrscheinlich, dass mit derzeiotigen Robotern, die nicht tiefer als 2m, in einigen Jahren vielleich bis zu 10m tief bohren können, Anzeichen von vergangenem Leben gefunden werden.

 

Stand bisheriger Marsforschung

Vergleich von Erde und Mars

Der Mars wurde zwischen 1960 und 2018 im Rahmen von insgesamt 47 (teilweise misslungenen) Satelliten-Missionen vermessen und kartographiert. Zwischen 1975 und 2018 wurden von insgesamt 6 auf dem Mars gelandeten Robotern Bodenproben untersucht. Anhand dieser Daten und astronomischer Beobachtungen des Mars wissen wir, dass der Mars der Erde in vielen Bereichen sehr ähnlich ist oder einmal war, es jedoch wichtige Unterschiede gibt die entscheidend waren dafür, dass der Mars heute höchstwahrscheinlich ein toter Planet ist:

  • Der Mars befindet sich in einer fast kreisförmigen Umlaufbahn um die Sonne wie die Erde, ist jedoch 1 ½ mal weiter entfernt von der Sonne und daher kälter
  • Der Mars hatte vor 2,7 Milliarden Jahren einen flüssigen Kern und eine vulkanische Entstehungsgeschichte mit einem flüssigen Kern wie die Erde heute noch. Er hat deshalb auch eine mineralreiche Kruste wie die Erde
  • Der Mars ist heute ein kalter Planet, da er nur etwas mehr als halb so groß ist wie Erde, daher eine 9 mal geringere Masse hat und deshalb viel schneller abgekühlt ist als die Erde
  • Der Mars empfängt nur halb soviel Sonnenenergie je Flächeneinheit wie die Erde, da er 1,5 mal weiter von der Sonne entfernt ist als die Erde. Er ist deshalb wesentlich kälter. Am Marsäquator könnte das Klima einmal -solange es noch eine Atmosphäre und flüssiges Wasser gab- etwa so warm gewesen sein wie die Erde heute in Mittel- bis Nordeuropa.
  • Der Mars hat Tag und Nachtphasen wie die Erde, da er ebenfalls in etwa 24 Stunden um die eigene Achse rotiert
  • Der Mars hat Vier Jahreszeiten wie die Erde, da er fast denselben Neigungswinkel gegenüber der Sonnen-Umlaufbahn hat wie die Erde. Die Jahreszeiten sind jedoch doppelt so lang aufgrund der größeren Entfernung des Mars von der Sonne
  • Der Mars hat große Wasservorkommen, die heute nur noch als Wassereis an den Polen und im Untergrund vorkommen. Es gibt Anzeichen für früher einmal existierende Flüsse, Seen und Ozeane anhand der Auswertung von Fotos
  • Der Mars hat ein, wenn auch sehr schwaches Restmagnetfeld, das nicht ausreicht um –wie auf der Erde- die für jedes Leben tödliche Weltraumstrahlung vom Marsboden abzuhalten. Es wird aber angenommen, dass es früher einmal ähnlich stark gewesen sein könnte wie das der Erde, als der Mars noch einen flüssigen Eisenkern hatte wie die Erde
  • Der Mars hat eine sehr dünne Atmosphäre, die fast nur aus CO2 besteht. Der Mars könnte aber früher einmal eine der Erde ähnliche sauerstoffreiche Atmosphäre besessen haben die, zusammen mit dem vorhandenen Wasser, ein der Erde ähnliches Klima bewirkt haben könnte mit Wolken, Regen und Wind
  • Die Mars-Atmosphäre hat sich wahrscheinlich aufgrund der geringeren Schwerkraft des Mars  nach und nach in den Weltraum verflüchtigt genauso wie ein großer Teil des Wassers, was zum Austrocknen von Flüssen und Seen führte, deren geologische Fußabdrücke noch heute auf Fotos vom Mars zu sehen ist
  • Mit der Atmosphäre sind auch früher einmal auf dem Mars vorhandene Wolken, Wind und unterschiedliche Wetterbedingungen verschwunden

Der Mars ist heute, nach allem was wir wissen, ein toter Planet. Es gibt bis heute keinen Nachweis von auf der Marsoberfläche existierendem Leben. Bestenfalls könnten Primitive Lebensformen wie Mikroben auf dem Mars noch unter der Marsoberfläche existieren, geschützt von der Weltraumstrahlung.

Vor etwa 2,7 Milliarden Jahren könnte der Mars aber Bedingungen für das Entstehen von Leben erfüllt haben ähnlich wie die Erde heute, mit einem flüssigen Kern und Vulkanismus, einer sauerstoffhaltigen dichten Atmosphäre, ausgedehntem Wasservorkommen in Form von Flüssen und Meeren, und einem vor tödlicher Weltraumstrahlung schützendes Magnetfeld.

Die Frage ist: reichen die Gemeinsamkeiten des Mars mit der Erde aus, um Leben auf dem Mars –wenn es denn existiert oder existierte- auf ähnliche Art entstanden ist wie auf der Erde?

Es ist ein wesentliches Ziel der Marserkundung, das herauszufinden. Bisher konnten jedoch trotz der umfangreichen gesammelten Daten und Analysen keine Beweise dafür gefunden werden, dass es Leben auf dem Mars gibt oder gab, da Satelliten hierfür nicht genügend aussagekräftige Daten liefern. Rover können an ausgewählten zugänglichen Orten Untersuchungen vornehmen, aber keine flächendeckenden Untersuchungen und tiefergehenden Bohrungen und Grabungen.

Fazit: Eine Erforschung des Mars mit dem Ziel, jetziges oder früheres Leben auf dem Mars  zu erkennen ist nur erfolgversprechend, wenn Forscher vor Ort weiträumige Untersuchungen auch an schwerzugänglichen Orten und auch mit Bohrungen bis zu größerer Tiefe vornehmen können und Transportmittel und Analyse-Einrichtungen zur Verfügung haben, die es erlauben, mit der „Versuch-und-Irrtum“ Methode, wie in der Wissenschaft üblich, Resultate zu erzielen. Das ist mit Robotern alleine ohne menschliche Präsenz nicht möglich und erfordert den Menschen vor Ort: Nur bemannte Missionen zum Mars könnten Gewissheit verschaffen.

Das MARS DIREKT Projekt der Mars Society

Die MARS DIREKT Mission

Die Mars Society schlägt mit ihrem Programmvorschlag Mars Direct eine bezahlbare und in überschaubarem Zeitraum realisierbare bemannte Mission zum Mars vor unter Anwendung  von heute weitgehend verfügbaren Technologien, die die oben angeführten Kriterien erfüllt. Dabei würden 3 bis 4 Forscher zum Mars und zurück zur Erde  gebracht werden einschließlich aller für ein 2jähriges Leben und Forschen auf dem Mars erforderlicher Ausrüstungen einschließlich der erforderlichen Transportmitteln und Laboreinrichtungen. Das Mars Direct Konzept wurde unter der Leitung von Dr. Robert Zubrin bei Martin Marietta schon 1990 entwickelt und in allen Einzelheiten 1996 in seinem Buch The Case For Mars detailliert beschrieben und seitdem regelmäßig angepasst an den neusten Entwicklungsstand.

Nach Berechnungen von Zubrin könnte eine bemannte Marsmission, basierend auf weitgehend bereits existierenden Technologien, innerhalb von 10 bis 12 Jahren verwirklicht werden zu Kosten von etwa 70 Milliarden $ (Stand 1998)

NASA Konzept für bemannte Missionen

NASA hat ein Konzept für bemannte Missionen entwickelt unter dem Namen „Journey To Mars“ (https://www.nasa.gov/press-release/nasa-releases-plan-outlining-next-steps-in-the-journey-to-mars). Dabei sollen bemannte Mond-Missionen einer bemannten Marsmission vorgeschaltet werden, die dann frühestens in etwa 20 Jahren stattfinden würde. Hierzu sollen zahlreiche neue Technologien entwickelt werden. So ein Programm ist aufwendig, langwierig und teuer und daher kaum „beim Steuerzahler“ durchsetzbar, während mit dem „Mars Direct“ Konzept ohne die Entwicklung neuer Technologien eine bemannte Marsmission in einem Zeitraum von 10-12 Jahren nach Go-Ahead weit kostengünstiger verwirklicht werden könnte als die NASA das vorhat.

Die Mars Society lehnt diesen Plan der NASA für bemannte Marsmissionen ab, da er so aufwendig und langwierig ist, dass bestenfalls eine bemannte Mondstation zustande kommt, wobei neue Erkenntnisse -im Vergleich zur APOLLO Mission- in einem ungünstigen Verhältnis zum für die Mission erforderlichen Aufwand stehen.

Aufgrund bisher bekannter Kosten- und Planungsangaben der NASA ist abzusehen, dass dieses Szenario niemals zu bemannten Marsmissionen führen wird, während das "Mars Direkt" Konzept der Mars Society ein realistisches Gegenkonzept in einem akzeptablen Kosten- und Zeitrahmen darstellt.

Mars Besiedlung

Als Motivation für eine Besiedlung des Mars wird unter anderem die Notwendigkeit eines Ausweichens des Menschen auf andere Planeten infolge von Überbevölkerung der Erde ins Feld geführt.

Das Ziel ist also eine dauerhafte Besiedlung des Mars durch den Menschen.

Eine Besiedlung des Mars, wie es die Mars Society mit Robert Zubrin und Space X mit Elon Musk anstreben, müsste in mehreren Schritten erfolgen. Der erste Schritt wäre das "Mars Direkt" Programm der Mars Society, über das erst einmal mehrere Astronauten eine Basisstation auf den Mars errichten würden unter den auf dem Mars gegebenen Bedingungen, also ohne Atmosphäre und flüssiges Wasser.

Der nächste Schritt, nach der Erstellung eines ersten "Außenpostens" auf dem Mars über das Mars Direkt Programm, könnte nach Vorstellung von Elon Musk von Space X die Errichtung einer größeren Siedlung auf dem Mars sein (siehe Abbildung) mit Habitaten, Wassergewinnung, Versorgung mit Lebensmitteln durch Gewächshäuser und mit einer dauerhaften Energieversorgung. Ohne Atmosphäre wären die Bewohner auf einen dauerhaften Strahlenschutz der Habitate und auf Schutzanzüge für den Aufenthalt im Freien angewiesen, ein "normales Leben" wie auf der Erde wäre also ausgeschlossen.

Terraforming Mars

Für ein dauerhaftes Leben von Menschen auf dem Mars, das  zumindest annähernd dem auf der Erde ähnelt, müsste auf dem Mars eine Atmosphäre mit Sauerstoff zum Atmen geschaffen werden, die es langfristig gestatten würde, Vegetation auf dem Mars zu generieren und mit Wasser zu versorgen. Kim Stanley Robertson hat in 3 utopischen Romanen ein solches Szenario entstehen lassen, wobei besonders auch die hierdurch entstehenden Konflikte zwischen rivaliesierenden Gruppen nicht ausbleiben, wie sie der Menschheit ja leider nicht fremd sind. Kim Stanley Robertson hat das in seiner eindrucksvollen Science Fiction Trilogie "Red Mars", "Green Mars" und "Blue Mars" eindrucksvoll beschrieben.

Um ein Klima und Lebensbedingungen ähnlich dem auf der Erde mit Wolken und Regen zu erzeugen, müssten ausgedehnte Wasserflächen in Form von Flüssen und Seen geschaffen werden, wofür zum Beispiel die Eiskappen des Mars geschmolzen werden müssten. Hierzu wäre eine riesige Menge an Energie erforderlich, vergleichbar mit dem Ziel, auf der Erde das Antarktiseis zum Schmelzen zu bringen und das Wasser dann auf der Erde zu verteilen. Das wäre ein äusserst umfangreiches Unternehmen, für das umfangreiche technische Einrichtungen auf dem Mars verbunden mit gewaltigen Transporten von der Erde zum Mars erforderlich wären.

Am Ende dieses Entwicklungsprozesses, der Hunderte von Jahren dauern würde, soll es dann auf dem Mars Lebensbedingungen geben, die ein dauerhaftes Leben von Menschen auf dem Mars ermöglichen.

Trotzdem würde dann aber noch eine wichtige Voraussetzung für einen dauerhaften Aufenthalt des Menschen auf der Marsoberfläche fehlen, die auf der Erde vorhanden ist: ein wirksamer Strahlenschutz gegen die auf Dauer tödliche Weltraumstrahlung, der auf der Erde durch das Erdmagnetfeld gegeben ist, das die Strahlung von der Erdoberflächen freihält. Das Magnetfeld des Mars ist so schwach, das es diese Funktion nicht erfüllen kann.

Wie realistisch ist eine Marsbesiedlung?

Erst einmal könnte man grundsätzlich infrage stellen, ob sich das Menschheitsproblem einer Überbevölkerung durch ein "Auswandern" zum Mars lösen lässt, oder nicht auf jeden Fall dieses Problem zuerst auf der Erde gelöst werden muss.

Eine Besiedlung des Mars wird wahrscheinlich immer, schon aufgrund der immensen Kosten, Entdeckern und Pionieren vorbehalten bleiben.

Ob sich die Ausbeutung von auf dem Mars vorhandenen Rohstoffen und deren Transport zur Erde jemals rentieren würde, bleibt fraglich.

Auf jeden Fall gibt es eine Reihe von Hürden, die ein Leben von Menschen auf dem Mars stark einschränken oder auf Dauer womöglich sogar unmöglich machen, selbst wenn das Terraforming erst einmal gelingt:

  • die Weltraumstrahlung kann nicht von der Marsoberfläche ferngehalten werden wie auf der Erde. Die Schaffung eines künstlichen Mars-Magnetfelds in erforderlicher Stärke erschein technisch unmöglich. Menschen müssten sich demnach im Freien immer durch die Strahlung absorbierende Anzüge schützen
  • der Einfluss der fast um den Faktor 3 geringeren Schwerkraft des Mars auf den Menschen ist ungewiss und wahrscheinlich auf die Dauer gesundheitsschädlich. Die Schaffung einer künstlichen Schwerkraft ist nur für eine begrenzte Anzahl von Menschen und nur für begrenzte Zeit möglich
  • eine früher möglicherweise auf dem Mars vorhandene Atmosphäre ist aufgrund der geringen Schwerkraft des Mars höchstwahrscheinlich in den Weltraum "entkommen". Die Erzeugung einer Atmosphäre auf dem Mars müsste diesen Verlust ständig ausgleichen

Eine Besiedlung des Mars mit einer größeren Anzahl von Menschen erscheint deshalb aufgrund der beschriebenen Einschränkungen unwahrscheinlich.

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