Eingänge zu Marshöhlen können den perfekten Strahlenschutz für menschliche Siedlungen bieten

Es gibt sehr gute Gründe, warum der Mars eine so desolate, karge Landschaft ist. Ohne dicke Atmosphäre und ohne Magnetfeld wird die Oberfläche des Roten Planeten täglich mit einer bis zu 900-mal höheren Strahlung bombardiert als auf der Erde. Einige Orte sind jedoch geschützt. Neue Forschungen haben ergeben, dass die Eingänge zu Höhlen vor der schädlichen Strahlung geschützt sind, die normalerweise auf den Mars trifft. Dies könnte sie zu idealen Orten für zukünftige Siedlungen und Robotermissionen machen, die darauf abzielen, nach Anzeichen von außerirdischem Leben zu suchen.

Trotz der erstaunlichen Fortschritte in der Weltraumforschung in den letzten zehn Jahren gibt es viele Herausforderungen zu meistern, wenn wir die Idee, den Mars irgendwann in diesem Jahrhundert zu besiedeln, ernst nehmen wollen. Es sei denn, wir sind mit einseitigen Selbstmordmissionen zufrieden.

Es gibt keinen Mangel an Umweltrisiken, um jeden Astronauten zu töten, der mutig genug ist, einen Fuß auf den Mars zu setzen. Erstens hat der Planet nur 0,7% des Meeresspiegeldrucks auf der Erde, was bedeutet, dass jeder Mensch auf dem Mars einen vollständigen Druckanzug tragen oder in einer druckkontrollierten Kammer immun bleiben müsste, sonst würde kein Sauerstoff durch den Blutkreislauf fließen und der Körper könnte anschwellen und bluten.

Dann ist da noch das Thema Strahlung. Der Mars ist weiter von der Sonne entfernt als die Erde und erhält etwa 60% der Energie pro Quadratmeter, die an einem ähnlichen Ort auf der Erde zu sehen ist. Da der Mars jedoch kein Magnetfeld hat, um energiereiche Teilchen abzulenken, ist seine Oberfläche zusammen mit einer hauchdünnen Atmosphäre einer viel höheren Strahlung ausgesetzt als die Erde. Darüber hinaus erhält es neben der regelmäßigen Exposition gegenüber kosmischer Strahlung und dem Sonnenwind gelegentlich tödliche Strahlungsausbrüche aufgrund starker Sonneneruptionen.

Messungen mit der Mars-Odyssey-Sonde Es zeigt, dass die dauerhafte Strahlung auf dem Mars mindestens 2,5-mal höher ist als die, die Astronauten auf der Internationalen Raumstation erleben. Das sind etwa 22 mrad pro Tag, das sind 8000 mrad (8 rad) pro Jahr. Zum Vergleich: Menschen in den Vereinigten Staaten sind im Durchschnitt etwa 0,62 Rad pro Jahr ausgesetzt.

Jeder Versuch, den Roten Planeten zu besiedeln, erfordert Maßnahmen, um sicherzustellen, dass die Strahlenbelastung auf ein Minimum beschränkt wird. Einige der bisher vorgeschlagenen Ideen umfassen direkt in den Boden eingebaute oder sogar oberirdische Lebensräume mit aufblasbaren keramikbeschichteten Einheiten.

Aber eine bessere Idee könnte es sein, die bereits vorhandenen natürlichen Schutzräume zu nutzen. Die Oberfläche des Mars ist übersät mit tiefen Kratern, Höhlen und Lavaröhren. Laut einer neuen Studie von Forschern unter der Leitung von Daniel Fedez Moreras Am spanischen Nationalen Institut für Weltraumtechnologie könnten viele dieser Höhlen den menschlichen Siedlern angemessenen Schutz bieten.

„Höhlen und ihre Eingänge wurden als bewohnbare Umgebungen und Bereiche vorgeschlagen, die Beweise für Leben bewahren könnten, hauptsächlich aufgrund des natürlichen Schutzes vor ionisierender und nicht ionisierender Strahlung an der Oberfläche. Allerdings haben bisher keine Studien den Schutz dieser Hohlräume quantifiziert.“ auf der Oberfläche bereitstellen. Mars“, wie die Forscher in der Zeitschrift schrieben Ikarus.

Die Forscher fanden heraus, dass die UV-Werte in den Höhlen des Mars in einigen Fällen etwa 2% der an der Oberfläche gefundenen Werte betrugen.

Sie fanden heraus, dass „numerische Simulationen von Höhleneingängen eine Abnahme der UV-Strahlung um mehr als zwei Grad zeigen, sowohl in der momentanen als auch in der maximalen kumulativen Dosis, das ganze Jahr und überall auf dem Planeten.“

Zudem liegt die Menge an aktiver Strahlung immer noch über dem Minimum, das für die erdähnliche Photosynthese erforderlich ist. Mit anderen Worten, Höhleneingänge können Menschen und ihre pflanzliche Nahrungsquelle beherbergen. Es ist jedoch unklar, ob ionisierende Strahlung – die mit Krebs assoziierte elektromagnetische Strahlung – genauso wie ultraviolette Strahlung blockiert wird.

„Ionisierende Strahlung zeigt nicht genau das gleiche Verhalten wie ultraviolettes Licht“, Viúdez-Moreiras. Erzählen neue Welt. „Allerdings wird erwartet, dass ionisierende Strahlung auch in Gruben und Höhlenschächten stark abgeschwächt wird.“

Im Jahr 2009 haben Forscher unter der Leitung von Dr. Armando Azua-Postos, einem Wissenschaftler am Department of Planetary Science and Astrobiology Center (CSIC-INTA) in Madrid, Verhaltensbeschreibung Speziell Cyanium Eine eukaryotische Rotalge, die in der marsähnlichen Atacama-Wüste wächst. Diese Mikroorganismen haben in scheinbar unwirtlichen Küstenhöhlen, in denen es wenig Licht gibt, Biofilme gebildet, scheinen aber das Leben zu unterstützen. Azua-Postos und seine Kollegen schlugen vor, dass, wenn die Höhlen des Mars denen in der trockenen Atacama-Wüste, dem trockensten Ort der Erde, ähnlich wären, das Leben auch dort einen Weg finden könnte, zu gedeihen.

Hochauflösende Oberflächenbilddaten wurden in den letzten zwei Jahrzehnten mit Tools wie Mars-Aufklärungsfahrzeug Kontextkamerasystem (CTX) zusammen mit März Odyssee Das Thermal Emission Imaging System (THEMIS) legt nahe, dass der Tharsis-Bulge die beste Kandidatenhöhlenregion auf dem Mars sein könnte. Mehr als 1000 geeignete Höhlen Sie werden in diesem Gebiet identifiziert, das auch drei riesige Schildvulkane enthält, Arsia Mons, Pavonis Mons und Ascraeus Mons.

Die Stadt Tharsis klingt nach einem großartigen Namen für die erste menschliche Siedlung auf dem Mars. Merk dir den Namen.

Update (30. August 2021): Der Artikel wurde aktualisiert, um Erkenntnisse von Azua-Bustos et al. In der Atacama-Wüste, die die Quantifizierung der Strahlung in den Höhlen des Mars ergänzt.