Künstlerische Darstellung einer Marskolonie. (NASA) Sie wollen also kolonisieren Mars , oder? Nun, der Mars ist weit entfernt, und damit eine Kolonie so weit entfernt von irdischer Unterstützung funktionieren kann, müssen die Dinge sehr sorgfältig durchdacht werden. Einschließlich der Anzahl der Personen, die benötigt werden, damit es funktioniert.
Eine neue Studie beziffert die Mindestzahl der Siedler auf 110.
Die neue Studie trägt den Titel „ Mindestanzahl an Siedlern zum Überleben auf einem anderen Planeten .' Der Autor ist Jean-Marc Salotti, Professor am Bordeaux Institut National Polytechnique. Sein Artikel ist veröffentlicht in Wissenschaftliche Berichte.
Offensichtlich gibt es eine Menge zu bedenken, wenn es darum geht, dauerhaft auf einem anderen Planeten präsent zu sein. Wie werden sich die Menschen organisieren? Welche Ausrüstung werden sie mitbringen? Wie werden sie vor Ort Ressourcen gewinnen? Welche Fähigkeiten werden benötigt?
Diese Fragen wurden natürlich schon früher angesprochen, und in diesem Bericht sagt Salotti: „Die Verwendung von In-situ-Ressourcen und verschiedene soziale Organisationen wurden vorgeschlagen, aber es gibt immer noch ein unzureichendes Verständnis der Variablen des Problems.“
Diese Studie konzentriert sich hauptsächlich auf eine Frage: Wie viele Personen werden dafür benötigt? Salotti schreibt: „Ich zeige hier, dass man mit einem mathematischen Modell am Beispiel des Mars die Mindestanzahl an Siedlern und die Lebensweise für das Überleben auf einem anderen Planeten bestimmen kann.“
Es wurde viel über die Kolonisierung des Mars nachgedacht. SpaceX sagt ihren Vorschlag interplanetares Raumschiff könnte 100 Menschen zum Mars befördern. Elon Musk hat darüber gesprochen, eine Flotte davon zu bauen, damit ein ständiger Ressourcenfluss zum Mars gewährleistet ist. Aber ist das realistisch?
Illustration des interplanetaren Transitsystems von SpaceX. (SpaceX)
„Allerdings“, schreibt Salotti, „handelt es sich hierbei um eine optimistische Einschätzung der Leistungsfähigkeit, die Machbarkeit der Wiederverwendbarkeit bleibt ungewiss und die Eignung des Fahrzeugs für die Landung auf dem Mars und den Wiederstart vom Mars könnte sehr schwierig sein und mehrere Jahrzehnte dauern.“
Eine ähnliche Dynamik herrscht in anderen Teilen der Marskolonie-Diskussion. Viele Forscher haben darüber nachgedacht In-situ-Ressourcennutzung , zum Beispiel.
Gase könnten aus der Atmosphäre und Mineralien aus dem Boden gewonnen werden. Die In-situ-Ressourcengewinnung könnte organische Verbindungen, Eisen und sogar Glas liefern.
Selbst wenn wir die Machbarkeit dieser Ideen anerkennen, „ist die Komplexität der Umsetzung kaum bekannt und die Anzahl der Artikel, die jedes Jahr noch verschickt werden müssten, würde immer noch eine enorme Herausforderung darstellen“, schreibt Salotti.
Das Problem einer Kolonie ist verwirrend komplex.
Illustration einer Marskolonie. (NASA)
Salotti arbeitete an einem mathematischen Modell, das seiner Meinung nach als guter Ausgangspunkt für Überlegungen zu einer sich selbst erhaltenden Kolonie dienen könnte.
Im Mittelpunkt seiner Idee steht der sogenannte Sharing-Faktor, „der eine gewisse Reduzierung des Zeitaufwands pro Person ermöglicht, wenn es sich beispielsweise bei der Tätigkeit um den Bau eines Objekts handelt, das von mehreren Personen gemeinsam genutzt werden kann.“
Der Ausgangspunkt der Siedlung ist entscheidend für den Rest der Arbeit. Welche Ressourcen werden vorhanden sein? Wenn zu Beginn eine große Menge an Ressourcen und technologischen Werkzeugen zur Verfügung steht, wirkt sich das auf die restlichen Berechnungen aus. In mancher Hinsicht ist der Ausgangspunkt jedoch aus zwei Gründen möglicherweise nicht so kritisch.
Die Komplexität, die Kosten und die Machbarkeit interplanetarer Reisen sind eins. Und die Lebensdauer der Ausrüstung, mit der die Siedler beginnen, ist eine andere. Jedes Gerät hat ein Leben lang.
„Der Einfachheit halber“, schreibt Salotti, „wird hier davon ausgegangen, dass die anfängliche Menge an von der Erde gesendeten Ressourcen und Werkzeugen eher begrenzt sein wird und daher keinen großen Einfluss auf das Überleben haben wird.“ Im Wesentlichen wäre der Aufbau eines Modells, das auf einer einfachen Nachlieferung von der Erde beruht, nicht besonders hilfreich.
Unter der Annahme, dass der Ausgangszustand der Kolonie lebensfähig ist, geht Salotti zu zwei Variablen über, die einen enormen Einfluss auf das Überleben haben werden:
- Die Verfügbarkeit lokaler Ressourcen. Im Wesentlichen handelt es sich dabei um Wasser, Sauerstoff und chemische Elemente. Diese Ressourcen müssen einfach zu nutzen sein.
- Produktionskapazität. Betrachten Sie es als eine Liste von Dingen, die produziert werden müssen, wie zum Beispiel Werkzeuge, und ob davon im angemessenen Zeitrahmen genügend produziert werden kann.
Woran Salotti hier arbeitet, ist eine Gleichung. Faktoren wie Ressourcenverfügbarkeit und Produktionskapazität sind Variablen in dieser Gleichung.
Aber Salottis Idee greift immer wieder auf das Konzept des „Sharing-Faktors“ zurück.
Stellen Sie sich ein isoliertes Individuum in einer Kolonisierungssituation auf dem Mars vor. Sie müssten alle Aufgaben selbst erledigen. Sie müssten ihre eigenen Systeme bauen und/oder warten, um Trinkwasser und Sauerstoff zu gewinnen und Strom zu erzeugen. Es würde nicht jeden Tag genug Zeit geben. Die Belastung für eine einzelne Person wäre enorm.
Aber in einer größeren Kolonie wird ihre Technologie für Dinge wie die Gewinnung von Trinkwasser, Sauerstoff und die Stromerzeugung von mehr Menschen genutzt. Das schafft mehr Nachfrage, verteilt aber auch die Last.
Der Aufwand, der für den Aufbau und die Wartung all dieser Systeme erforderlich ist, wird nun auf mehr Menschen verteilt. Das ist im Wesentlichen Salottis Sharing-Faktor.
Es wird besser.
Mit zunehmender Personenzahl besteht Raum für weitere Spezialisierung. Stellen Sie sich eine Kolonie mit nur 10 Menschen vor. Wie viele von ihnen müssten in der Lage sein, das Trinkwassersystem zu reparieren und zu warten? Oder das Sauerstoffsystem?
Es darf nicht zugelassen werden, dass diese Systeme ausfallen, sodass ein großer Prozentsatz dieser Menschen unter Druck stünde, in der Lage zu sein, diese Systeme zu bedienen und zu verstehen.
Künstlerische Darstellung der von SpaceX vorgeschlagenen Marsbasis Alpha. (SpaceX)
Salotti schreibt: „Wenn jeder Siedler völlig isoliert wäre und kein Teilen möglich wäre, müsste jeder Einzelne alle Aktivitäten durchführen und der Gesamtzeitbedarf ergäbe sich durch Multiplikation mit der Anzahl der Individuen.“
Aber wenn es hundert Leute gibt, wie viele Leute müssen diese Systeme verstehen? Nicht jeder. Das ermöglicht es anderen, sich auf etwas anderes zu spezialisieren.
„Eine größere Anzahl von Personen ermöglicht es, durch Spezialisierung effizienter zu arbeiten und andere Branchen zu implementieren, die den Einsatz effizienterer Werkzeuge ermöglichen.“
Salotti argumentiert, dass dieser Aufteilungsfaktor mit verschiedenen mathematischen Funktionen berechnet und geschätzt werden kann. Matheinteressierte Personen können diesen Teil der Arbeit selbst überprüfen.
(Salotti, Wissenschaftliche Berichte, 2020)
Oben: Abbildung aus der Studie, aus der hervorgeht, dass die Jahresarbeitszeitkapazität größer ist als der Jahresarbeitszeitbedarf, wenn die anfängliche Personenzahl mehr als 110 beträgt.
Es gibt natürlich einige Einschränkungen und Ansatzpunkte für den Sharing-Faktor. „Der Sharing-Faktor hängt von den Bedürfnissen, den Prozessen, den Ressourcen und den Umweltbedingungen ab, die je nach Planet unterschiedlich sein können“, schreibt Salotti.
Dies führt uns zu Salottis Beschreibung der „Überlebensdomänen“. Salotti skizziert fünf Bereiche, die bei diesen Berechnungen berücksichtigt werden müssen:
- Ökosystemmanagement
- Energie Produktion
- Industrie
- Gebäude
- menschliche Faktoren/soziale Aktivitäten
Diese sind größtenteils selbsterklärend, aber menschliche Faktoren beziehen sich auf Dinge wie die Erziehung und Bildung von Kindern sowie auf einige kulturelle Aktivitäten wie Sport, Spiele und vielleicht Musik.
Die fünf Überlebensbereiche, die berücksichtigt werden müssen. (Salotti, Wissenschaftliche Berichte, 2020)
Nun wendet sich Salotti dem Mars zu, dem Primärplaneten, wenn es um diese Art futuristischer Überlegungen geht, und dem Planeten, den Salotti in seinem Artikel thematisiert.
Wenn es um den Mars geht, fängt Salotti nicht bei Null an. Es gibt bereits viele wissenschaftliche Überlegungen zum Aufbau einer dauerhaften menschlichen Präsenz auf diesem Planeten.
„Die konkrete Nutzung marsianischen Ressourcen zur Lebenserhaltung, Landwirtschaft und industriellen Produktion wurde in verschiedenen Workshops untersucht und in Berichten und Büchern veröffentlicht“, erklärt Salotti.
Offensichtlich handelt es sich hierbei um ein komplexes Problem, und es müssen einige Annahmen getroffen werden, um darüber nachzudenken. Damit eine Lösung sinnvoll ist, müssen diese Annahmen ehrlich sein. Für Science-Fiction ist hier kein Platz.
Salottti geht davon aus, dass der Versorgungsfluss von der Erde aus irgendeinem Grund unterbrochen wurde und die Kolonie sich selbst ernähren muss.
Er leiht sich ein Szenario aus einem von der organisierten Wettbewerb Mars-Gesellschaft , bei dem die Teilnehmer gebeten wurden, ein realistisches Szenario für den Untergang des Mars zu definieren.
Arbeitszeitbedarf für eine (links) und 110 Personen (rechts). (Salotti, Wissenschaftliche Berichte, 2020)
Im Grunde kommt es bei Salottis Gleichung auf die Zeit an. Wie viel Zeit wird zum Überleben benötigt und wie viel Zeit steht zur Verfügung? Für Salotti beträgt die effektive Anzahl von Menschen, die zum Ausbalancieren der Zeitgleichung auf dem Mars erforderlich sind, 110.
„Es basiert auf dem Vergleich zwischen der erforderlichen Arbeitszeit zur Deckung aller Überlebensbedürfnisse und der Arbeitszeitkapazität der Einzelnen“, schreibt er im Fazit.
Natürlich gehen Arbeiten dieser Art von einigen Annahmen aus, die in der Arbeit dargelegt werden.
„Dies ist offensichtlich eine grobe Schätzung mit zahlreichen Annahmen und Unsicherheiten“, schreibt er. Aber das mindert seinen Nutzen nicht.
Wenn es irgendwann in der Zukunft jemals eine menschliche Kolonie auf dem Mars geben soll, müssen wir Arbeitsmodelle entwickeln, die unser Denken und unsere Planung leiten. Wir haben viel Science-Fiction-Talk und blumige Ankündigungen von Leuten mit großen Twitter-Followern, aber das ist keine wirkliche Arbeit.
„Nach unserem Kenntnisstand handelt es sich dennoch um die erste quantitative Bewertung der Mindestanzahl an überlebenswichtigen Individuen auf der Grundlage technischer Zwänge“, sagt Salotti.
„Unsere Methode ermöglicht einfache Vergleiche und eröffnet die Debatte über die beste Überlebensstrategie und den besten Ort zum Erfolg“, schließt er.
Lasst die Debatte beginnen.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .