Standort: science.ORF.at / Meldung: "Beton für ein Haus auf dem Mars"

Rötliche Marsoberfläche mit Sand und Steinen

Beton für ein Haus auf dem Mars

Glaubt man den Ankündigungen, soll es in den nächsten Jahrzehnten so weit sein: Der Mensch soll den Mars besuchen und vielleicht sogar besiedeln. Aber wo soll er dann wohnen? Dafür haben sich Forscher nun einen Baustoff ausgedacht, der zur Gänze mit Materialien des Roten Planeten auskommt.

Materialwissenschaft 11.01.2016

Dass eine Marsmission kommen wird, ist so gut wie fix. Offen ist nur, wer das Rennen macht: eine der großen Raumfahrtbehörden wie die NASA und die ESA oder doch die private Initiative Mars One.

Fernziel mit Hindernissen

Preprint auf arXiv.org:

"A Novel Material for In Situ Construction on Mars: Experiments and Numerical Simulations" von Lin Wan et al.

Ö1 Sendungshinweis:

Über die Forschungsarbeiten berichtete auch "Wissen Aktuell" am 11. Jänner 2016 um 13.55 Uhr.

Das Fernziel ist die dauerhafte Besiedlung durch den Menschen. Denn von allen Planeten in unserem Sonnensystem ist der Mars dafür noch am ehesten geeignet. Er ist weder zu heiß noch zu kalt. Er hat eine Atmosphäre, die vor der schädlichen Sonnenstrahlung schützt und sein Tag/Nacht-Rhythmus ähnelt mit 24 Stunden und 37 Minuten jenem der Erde.

Auf dem Weg dorthin gilt es allerdings vorerst noch einige Hürden zu überwinden. Allein die Anreise würde zwischen sechs und zehn Monaten dauern, während dieser sind die Astronauten permanent der schädlichen kosmischen Strahlung ausgesetzt. Auch die Landung ist nicht ganz einfach, da die Gravitation nicht halb so stark wie auf der Erde ist.

Die große Entfernung und die mühsame Reise erschweren auch den Transport von Gütern. D.h., für eine langfristige Besiedlung müsste man möglichst bald eine autonome Versorgung aufbauen. Kleine Atomreaktoren könnte Energie erzeugen.

Auch eine Art Wasseraufbereitung muss es vor Ort geben, denn trotz aller "Wasser auf dem Mars entdeckt"-Meldungen ist diese Ressource auf dem Roten Planeten Mangelware und nur in gebundener Form vorhanden. In geschlossenen biologischen Systemen sollen die Marssiedler zudem ihre Nahrung selbst anbauen und ernten, vorausgesetzt sie haben genug Wasser dafür.

Schwefel-Mixtur

Als Unterkunft sollen vorerst Container dienen, die allerdings wieder von der Erde geliefert werden müssten. Zumindest für dieses Problem haben die Forscher um Lin Wan von der Northwestern University nun eine Lösung gefunden. Sie haben vorerst in der Theorie einen Baustoff entworfen, der für die Bedingungen am Mars ideal zu sein scheint.

Zuallererst benötigt er kein Wasser. An dessen Stelle soll Schwefel verwendet werden, von dem es vor Ort mehr als genug gibt. Erhitzt man diesen auf 240 Grad Celsius, wird er flüssig. In diesem Zustand mixt man ihn mit dem metallischen Marsboden. Dieses Gemisch lässt man abkühlen und fertig ist der Marsbeton.

Die Verwendung von Schwefel für Baustoffe ist nicht ganz neu, im Vergleich zu klassischem Beton aber nicht ganz unkompliziert. Während der Abkühlung schrumpft das Gemisch und es können sich Löcher bilden, welche die Stabilität gefährden.

Es braucht auch die entsprechenden atmosphärischen Bedingungen. Denn als man etwa in den 1970 Jahren plante, Beton für den Hausbau am Mond zu entwickeln, stellte man rasch fest, dass Schwefel für vakuumähnliche Verhältnisse ungeeignet ist: Vom festen Zustand wechselt er direkt in den gasförmigen, verschwindet also augenblicklich im Äther.

Dach über dem Kopf

Am Mars seien die Voraussetzungen deutlich besser, schreiben die Forscher, man müsse nur die optimale Mischung finden. Ihre Simulationen ergaben, dass die beste Mischung für den Marsbeton aus 50 Prozent Schwefel und 50 Prozent Marsboden besteht, der möglichst feinkörnig sein soll.

Setzt man diese Verbindung während der Aushärtung zusätzlich unter Druck - um Löcher zu vermeiden, erhalte man eine Festigkeit von 50 Megapascal. Zum Vergleich: Der Beton für Häuser auf der Erde muss mindestens 20 Megapascal erreichen.

Das Material habe noch andere Vorteile: Es ist leicht zu verarbeiten, könnte wieder verwendet werden und angesichts der Vorräte auf dem Mars wäre es extrem billig. Bis die ersten Menschen einen Fuß auf die Oberfläche des Roten Planeten setzen werden, kann es zwar noch eine Weile dauern. Aber - sofern dann alle anderen Hindernisse aus dem Weg geräumt sind - könnten sie schon bald ein stabiles Dach über ihren Köpfen haben.

Eva Obermüller, science.ORF.at

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