Raumfahrt

Mars-Besiedelung: Raumfahrende könnten Beton aus Bestandteilen von Blut und Urin herstellen

So könnte eine Mars-Kolonie in der Zukunft aussehen.
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So könnte eine Mars-Kolonie in der Zukunft aussehen.
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Der Transport von Materialien auf den Mars ist teuer. Wer dorthin reist, müsste viele dort vorhandene Ressourcen nutzen. Das scheint möglich.

Manchester – Den Mars* erforschen und auf dem roten Planeten leben – das ist der Traum vieler Menschen, die mit Astronomie* oder Raumfahrt* zu tun haben. Allen voran Elon Musk*: Der Milliardär hat sein Raumfahrtunternehmen SpaceX* mit dem Ziel gegründet, die Menschheit „multiplanetar“ zu machen.

Wenn es nach Musk geht, sollen Menschen in der Zukunft auf mehreren Planeten leben und zuerst den Nachbarplaneten der Erde besiedeln. Doch bis zum Mars ist es noch ein langer und beschwerlicher Weg. Nicht nur, weil es bisher keine Raumschiffe gibt, die Menschen zum roten Planeten transportieren können, sondern auch, weil der Mars keine lebensfreundliche Umgebung für Menschen ist.

Leben auf dem Mars: Bau einer Kolonie erscheint unermesslich teuer

Dazu kommt, dass der Transport von Material zum Mars sehr teuer wäre. Bereits 2017 kamen Fachleute zum Schluss, dass es etwa 1,7 Millionen Euro kosten dürfte, einen einzigen Ziegelstein zum roten Planeten zu transportieren. Das lässt den Bau einer Marskolonie unermesslich teuer erscheinen.

Doch es wird längst an Möglichkeiten geforscht, wie man die Ressourcen vor Ort auf dem Mars oder Mond nutzen kann, statt Dinge von der Erde ins Weltall zu transportieren. In-Situ Resource Utilisation (ISRU) heißt das Fachgebiet, in dem die US-Raumfahrtorganisation Nasa und ihr europäischen Pendant Esa bereits aktiv sind.

Mars-Reisende könnten Beton aus Blut, Urin, Schweiß und Tränen herstellen

Auch an der Universität Manchester machen sich Forscherinnen und Forscher Gedanken darüber, wie man auf dem Mars vorhandene Ressourcen nutzen kann. Dabei haben sie sich auf die Frage fokussiert, wie man auf dem Mars Beton herstellen kann – und zwar nur mit den Materialien, die bereits vorhanden sind. In ihrer Studie, die sie im Fachjournal Materials Today Bio veröffentlicht haben, beschreiben sie, wie sie ein Beton-ähnliches Material hergestellt haben. Zum Einsatz kamen dabei neben simuliertem Material von der Oberfläche des Mondes oder des Mars vor allem etwas, das Menschen selbst beisteuern müssen: Blut, Schweiß, Urin und Tränen.

Beton, entstanden aus simuliertem Mars-Material (links) bzw. Mond-Material und menschlichen „Zugaben“: Albumin aus dem menschlichen Blut und Urea aus Schweiß, Tränen oder Urin.

In ihrem Fachartikel zeigt die Forschungsgruppe, dass Albumin, ein Protein aus dem menschlichen Blutplasma, sich als Bindemittel für simulierten Mond- oder Marsstaub eignet. Es entstand ein Beton-ähnliches Material, das den Namen AstroCrete trägt (abgeleitet vom englischen „concrete“ für Beton). Dieser AstroCrete hat demnach eine Stärke von bis zu 25 Megapascal (MPa), ähnlich wie normaler Beton, der bei 20 bis 32 MPa liegt. Durch das Hinzufügen von Urea – einem Abbauprodukt des Stoffwechsels, das in Urin, Schweiß und Tränen zu finden ist – entwickelten die Wissenschaftler und Wissenschaftlerinnen AstroCrete mit einer Stärke von bis zu 40 MPa.

Mars: Wie auf dem roten Planeten gebaut werden kann

Aled Roberts, einer der Forscher an dem Projekt, freut sich über das Ergebnis: „Wissenschaftler haben versucht, praktikable Technologien zu entwickeln, um betonähnliche Materialien auf der Maroberfläche herzustellen, aber wir haben nie aufgehört zu denken, dass die Antwort in uns selbst liegen könnte.“ Das Forschungsteam geht davon aus, dass eine sechsköpfige Crew innerhalb von zwei Jahren auf dem Mars mehr als 500 Kilogramm AstroCrete herstellen kann. Würde man diesen Mars-Beton als Mörtel für Sandsäcke oder Bausteine aus Mars-Gestein verwenden, könnte jedes Crew-Mitglied die Behausung auf dem Mars so vergrößern, dass eine weitere Person dort unterkommen könnte – jede Crew könnte also die Zahl der Unterkünfte verdoppeln.

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Die Forscherinnen und Forscher aus Manchester untersuchten auch den zugrunde liegenden Bindungsmechanismus und fanden heraus, dass die Blutproteine denaturieren oder „gerinnen“, um eine ausgedehnte Struktur zu bilden, die das Material fest zusammenhalten kann. „Das Konzept lässt buchstäblich das Blut gerinnen“, erklärt Roberts.

Auch die europäische Raumfahrtorganisation Esa hat zuletzt eine Studie mit menschlichem Harnstoff durchgeführt und herausgefunden, dass er als Weichmacher genutzt werden kann, um Beton, der aus Mondgestein hergestellt wurde, formbar zu machen. Die Nasa hat mit ihrem Rover „Perseverance“ erst kürzlich gezeigt, dass Sauerstoff auf dem Mars hergestellt werden kann*. Dazu hat das Instrument „Moxie“ (Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment) Sauerstoff aus der dünnen Atmosphäre des roten Planeten extrahiert. (tab) *fr.de ist ein Angebot von IPPEN.MEDIA.



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