Der Traum vom Leben in anderen Welten

Im Jahr 1608 schrieb der Astronom und Mathematiker Johannes Kepler einen Roman. Das Buch mit dem Titel "Somnium" handelt von einem Traum einer Reise zum Mond. Darin schildern Dämonen detailgenau, wie sie Menschen innerhalb von vier Stunden zum Mond bringen können. Die fiktive, fast märchenhafte Geschichte, in der auch Hexen und Mondmenschen vorkommen, gilt als einer der ersten Zukunftsromane überhaupt. Kepler ist demnach nicht nur einer der Begründer der modernen Naturwissenschaften, sondern eben auch des Genres der Science-Fiction.

Zufall ist das nicht. Auch heute noch denken Wissenschaftlerinnen und Wissenschaftler über das, was möglich ist, hinaus. Wahrscheinlich wird vieles von dem, was heute nach Science-Fiction klingt, in einigen Jahren ganz normal sein. Dreieinhalb Jahrhunderte nach Keplers Traum reisten die ersten Menschen tatsächlich zum Mond – wenn auch in gasdichten Schutzanzügen und ohne die Hilfe von Dämonen. Was früher der Mond war – eine neue, völlig unbekannte Welt und damit hervorragend geeignet für Zukunftsträume aller Art –, ist heute der Mars. Noch wird es einige Jahrzehnte dauern, bis die ersten Menschen den Mars betreten. Seit einiger Zeit schon werten Forscher aber Daten von Raumsonden aus, um den Roten Planeten besser zu verstehen.

Messungen auf dem Mars

Am 26. November des letzten Jahres landete die Sonde von "InSight Mars", der Mission der amerikanischen Weltraumagentur Nasa, erfolgreich auf dem Mars. Ziel ist es, mehr über die innere Struktur des Planeten und damit über dessen Entstehung herauszufinden. Deshalb hat die Sonde mehrere technische Geräte an Bord – allen voran ein Seismometer, das die Bewegungen der Erdoberfläche aufzeichnet. Die ETH Zürich hat die Elektronik für das Gerät entwickelt und wertet nun im Auftrag der Nasa die Daten aus.

Die Aktivitäten der ETH mit "InSight Mars" leitet Domenico Giardini, Professor für Seismologie und Geodynamik an der ETH Zürich. "Es ist das erste Mal, dass wir eine hochpräzise Wetterstation für eine so lange Zeit auf dem Mars haben", freut er sich. Nach einem halben Jahr zieht er eine positive Zwischenbilanz. "Das Seismometer funktioniert einwandfrei, wir lernen viel." Bis dato habe das Gerät vier Ereignisse aufgezeichnet, die man noch nicht verstehe. Ein registriertes Signal sei in einer Entfernung von wenigen hundert Kilometern zu lokalisieren, die anderen kämen von weiter weg.

Weswegen das Seismometer ausgeschlagen hat – etwa wegen eines Erdbebens, eines Meteoriteneinschlags, eines Vulkanausbruchs oder aufgrund starker Windstösse –, wissen die ETH-Forscher noch nicht sicher. "Wir forschen auf völlig neuem Terrain", sagt Giardini. Er vergleicht die Situation mit jener von Wissenschaftlern Mitte des 19. Jahrhunderts, als man begann, die Vibrationen der Erdoberfläche aufzuzeichnen. "Ereignete sich in Japan ein Erdbeben, registrierten europäische Forscher zwar die Vibrationen, hatten aber keine Ahnung, woher sie kamen."

Foto vom ETH-Seismometer – Das Gerät registriert Signale auf dem Mars. (Bild: Nasa / JPL-Caltech)

Genauso schwierig ist es für die Wissenschaftler heute, herauszufinden, was die Signale auf dem Mars ausgelöst hat. Denn seismische Wellen breiten sich auf dem Roten Planeten anders aus als auf der Erde. Erst muss also geklärt sein, wie stark sich die Wellen auf dem Weg von der Quelle zum Messgerät verändern, bevor Beben als solche erkannt werden können. Derzeit gehen die ETH-Forscher davon aus, dass es sich bei einem der vier registrierten Ereignisse um ein Marsbeben gehandelt hat. "Überraschend ist, dass das Signal eher einem Mond- als einem Erdbeben ähnelte", sagt Giardini. Dies könnte ein Indiz für eine Ähnlichkeit von Mars- und Mondkruste sein. Jedoch sind die Forschenden auf stärkere Beben angewiesen, um diese These zu erhärten.

Pflanzen für ferne Planeten

Spricht man mit Giardini, wird eines besonders deutlich: wie wenig gesichertes Wissen es über den Mars heute gibt und wie enorm Aufwand und Kosten sind, um mehr über die Beschaffenheit des Planeten zu erfahren. Dasselbe gilt für die Gretchenfrage, ob es auf dem Mars wirklich Spuren von Leben gibt. Giardini geht davon aus, dass diese in spätestens zwei bis drei Jahrzehnten geklärt sein wird.

Wo Fakten fehlen, blüht die Fiktion. Längst spekulieren wir über die Reise zum Mars und darüber, wie wir den Planeten besiedeln könnten. Dazu trägt auch die Unterhaltungsindustrie bei. Ein aktuelles Beispiel ist der Kinofilm "Der Marsianer" (2015). Der Film handelt von einem auf dem Mars zurückgebliebenen Astronauten, der sich dort durchschlagen muss, bis Hilfe kommt. Seine knappen Essensvorräte stockt der von Matt Damon gespielte Astronaut auf, indem er Menschenkot mit Marserde mischt und so Kartoffeln anpflanzt. Wie realistisch ist dieses Hollywood-Szenario wirklich?

Grace Crain ist ETH-Doktorandin im Rahmen des Projekts "Melissa" der Europäischen Weltraumorganisation ESA, das zum Ziel hat, Mond oder Mars – zumindest für Astronauten einer stationären Basis – bewohnbar zu machen. Crains Kerngebiet ist "Space Farming", also die Pflanzenzucht im Weltall. Sie untersucht, wie menschliche Exkremente für unsere Ernährung wiederverwertet werden können. "Länger auf einem fremden Planeten zu leben, wird uns nur durch Recycling gelingen", sagt die Amerikanerin, die Tochter eines Astrophysikers ist, früher selber gerne Science-Fiction-Bücher las und sich das Sonnensystem auf ihren Unterarm tätowiert hat. Der Ansatz des Films sei also sehr realistisch. "Schliesslich wäre es sehr ineffizient, ständig Essen und Trinken auf den Mars zu transportieren." Trotzdem seien Matt Damons Hollywood-Kartoffeln leider ungeniessbar. "Marssand ist für Menschen giftig."

Länger auf einem fremden Planeten zu leben, wird uns nur durch Recycling gelingen.

Grace Crain, ETH-Doktorandin

Noch ist die perfekte Formel nicht gefunden, wie Urin und Kot für den Anbau von Pflanzen verwendet werden können, die Nahrungsmittel produzieren. Doch Crain und eine Reihe anderer Forscher sind der Lösung auf der Spur. "Wir müssen allerdings noch eine mentale Blockade überwinden, denn im Mittelalter starben viele Menschen durch menschliche Fäkalien im Trinkwasser." Durch die heutigen technologischen Möglichkeiten müsse sich jedoch niemand mehr um dieses Horrorszenario Sorgen machen.

In einem Gewächshaus am Forschungszentrum Strickhof in Lindau prüft die Amerikanerin Tag für Tag, welche Urin-Zusammensetzung die Pflanzen am besten gedeihen lässt. Der Urin stammt von den Toiletten des ETH-Wasserforschungsinstituts Eawag. Das Eawag-Spinoff Vuna verarbeitet ihn daraufhin zum Flüssigdünger Aurin.

Eine der grössten Schwierigkeiten sei, dass Urin viel Salz enthalte, was viele Pflanzen nicht mögen, erklärt Crain. Der verwendeten Pflanze darf nicht nur Salz nichts ausmachen, sie muss auch effizient sein und das von den Astronauten ausgeatmete CO2 in Sauerstoff umwandeln können. Denn das Leben auf dem Mars kommt aufgrund der extremen Bedingungen nur in geschlossenen Räumen infrage. Derzeit experimentiert Crain mit der Sojabohne.

Mondhabitat am Matterhorn

Eine stationäre Basis auf einem fremden Planeten zu errichten, ist auch das Ziel des interdisziplinären Studierendenprojekts "Igluna" des Swiss Space Centers. Konkret soll ein Mondhabitat simuliert werden. Studierende aus ganz Europa erforschen, wie eine dauerhafte Unterkunft auf dem Mond aussehen könnte und welche Technologien das Leben auf dem Mond ermöglichen würden. Nun werden erste Komponenten, die Teil eines solchen Habitats sein könnten, präsentiert. In einer Gletscherhöhle auf dem Klein Matterhorn sowie im Dorfzentrum von Zermatt werden Projekte von insgesamt 20 Teams aus neun europäischen Ländern zusammengeführt.

Die Einzelprojekte decken viele Bereiche ab, die es für das Leben auf dem Mond braucht: so etwa die Gewinnung von sauberer Luft, Trinkwasser, Nahrung und Energie. Auch Technologien, welche die Navigation erleichtern oder das menschliche Wohlbefinden stärken, sind dabei. "Das Weltall ist für die Studierenden eine grosse Motivation und Inspiration", sagt Tatiana Benavides, Hub Managerin des Swiss Space Centers an der ETH, die das Projekt koordiniert.

Wann die ersten Menschen dauerhaft auf einer Station auf Mond oder Mars leben werden, steht definitiv noch in den Sternen. Doch dürften viele Technologien, die mit dem Ziel der Entdeckung fremder Planeten erforscht werden, auch auf der Erde nützlich sein. So könnte beispielsweise ein Dünger aus Urin, den ETH-Doktorandin Grace Crain für einen Einsatz im Weltall prüft, auch auf der Erde verwendet werden. Wenn damit dereinst chemische Dünger ersetzt werden können, käme dies einer landwirtschaftlichen Revolution gleich.

Vielleicht hilft uns die romantische Vorstellung vom Leben in fremden Welten also vor allem dabei, um auf unserem eigenen Planeten zu überleben. Doch wer weiss schon, ob nicht doch irgendwann Menschen den Mars besiedeln – für kurze oder längere Zeit.

Denn manchmal geht es schnell, bis aus Science-Fiction Realität wird und sie festgefahrene Denkmuster umstösst. Als Johannes Kepler Anfang des 17. Jahrhunderts im Buch "Somnium" eine Reise zum Mond erträumte, ging es ihm vor allem darum, seine Leser davon zu überzeugen, dass die Erde nicht das Zentrum alles Menschlichen und Göttlichen sei. Nur ein Jahr später veröffentlichte er das Werk "Astronomia Nova", das heute als einer der ersten wissenschaftlichen Beweise dafür gilt, dass sich die Erde um die Sonne dreht und nicht umgekehrt.

Dieser Beitrag erschien zuerst auf ETH News.