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Elon Musk glaubt an die Zukunft auf dem Mars (Bild: Getty Images/Peter Parks)
Elon Musk Space X Nadia Riaz

So sieht Elon Musks Mars-Mission aus

SpaceX-CEO Elon Musk hat eine neue Studie veröffentlicht, in der er seine Pläne für die Mars-Mission veranschaulicht. Sein Ziel: "Making Life Multi-Planetary".

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Du willst morgens aufwachen und glauben, dass die Zukunft großartig wird - darum dreht sich alles bei der Raumfahrtzivilisation. Es geht darum, in die Zukunft zu glauben und daran zu denken, dass die Zukunft besser wird als die Vergangenheit. Und ich kann mir nichts Spannenderes vorstellen, als da hoch zu gehen und bei den Sternen zu sein."

So steigt Elon Musk in seine neue Studie "Making Life Multi-Planetary" ein, die im Magazin "New Space" erschienen istund in der er seine konkreten Pläne für die Mars-Mission vorstellt. Diese knüpft an seinen Vortrag im September vergangenen Jahres auf der International Astronautical Congress in Australien an.

Er als CEO und Lead-Designer beschreibt, dass das aktuelle Design des Fahrzeugs ein kleineres Raumschiff nutzt, das zwar immer groß sei, aber alles besitzt, was für eine größere Erdumlaufbahn benötigt wird. Die Basis aller Pläne ist es, die heutigen Raumfahrzeuge Falcon 9, Falcon Heavy und Dragon durch ein einziges System zu ersetzen - einen Booster und ein Schiff. Sollte das gelingen, könnten alle Ressourcen für die bisherigen Fahrzeuge auf das System angewandt werden.

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Tiefkühlbehälter für flüssigen Sauerstoff

Das Team um SpaceX hat einen riesigen Tiefkühltank entwickelt, das flüssigen Sauerstoff transportieren soll. Dieser Tank ist viel stärker und leistungsfähiger als alle Behälter davor, beschreibt Elon Musk in der Studie. Und es enthält 1200 Tonnen flüssigen Sauerstoff.

Den Flüssigsauerstofftank testete SpaceX auf seine Druckfähigkeit, um herauszufinden, wo er zerbrechen würde. Der Tank schoss knapp 90 Meter in die Höhe und landete im Ozean, aus dem die Entwickler ihn wieder herausfischten. "Wir haben jetzt ein gutes Gefühl dafür, was es heißt, einen riesigen Flüssigsauerstofftank zu bauen. Das ist extrem wichtig für ein leichtes Raumschiff", sagt Musk.

Ein weiteres wichtiges Element für die Mars-Mission ist ein effizienter Motor für ein Raumschiff. SpaceX hat einen Raptor-Motor ausgewählt in der Überzeugung, dieser habe die stärkste Schubkraft.

Die perfekte Landung

Um an einem Ort wie dem Mond zu landen, wo es keine oder nur eine sehr dünne Atmosphäre und keinerlei Landebahnen gibt, muss die antreibende Landung perfekt sein. Sie ist das nächste Schlüsselelement der Mars-Mission.

Zum Zeitpunkt der Präsentation in Australien hatte SpaceX mit Falcon 9 16 erfolgreiche Landungen geschafft.

Das Ziel ist, mit einem einzigen Motor zuverlässig und so sicher zu landen, wie es Verkehrsflugzeuge tun. Falcon 9 kann außerdem so präzise auf seinen Starttrampen landen, dass bei der nächsten Übung die zusätzlich eingesetzten Beine weggelassen werden sollen.

Die Startrate

Wenn man ernsthaft über die Idee nachdenkt, eine Selbstversorgungsstation auf dem Mars, dem Mond oder woanders zu errichten, benötigt man Tausende von Schiffen und Zehntausende von Nachfüllbehältern. Das bedeutet viele Startanläufe am Tag. In Bezug auf die Anzahl der Landungen, schreibt Elon Musk, müsste auf die Uhr geachtet werden, nicht auf den Kalender.

Während die Startrate von SpaceX im Vergleich zu ursprünglichen Standards recht hoch ist, ist die Startrate im Vergleich zu dem, die letztendlich benötigt wird, sehr gering. Im positiven Sinne.

Treffen und Andocken

Die nächste Schlüsseltechnologie ist das automatisierte Treffen und das Andocken. Um das Raumschiff im Orbit nachzufüllen, muss man an das Raumschiff mit sehr hoher Präzision andocken. SpaceX perfektioniert dies mit dem Dragon. Dragon eins verwendet derzeit den sogenannten Canadarm - ein elektromechanischer Arm, der Nutzlasten ergreifen, sie aus der Ladebucht aussetzen und darin verankern kann. Drache zwei, der laut Elon Musk im nächsten Jahr auf den Markt kommen soll, wird den Canadarm nicht benötigen, weil er ohne menschliches Eingreifen an die Raumstation andocken kann. Man muss lediglich "Go" drücken.

Der Dragon hat außerdem ermöglicht, die sogenannte Hitzeschutz-Technologie zu perfektionieren. Diese braucht man, um den hohen Temperaturen standzuhalten. Ein weiteres Schlüsselelement der Mars-Mission.

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(Bild: imago/E-PRESS-PHOTO.com)

Die Entwicklung von Falcon 1 und 9

Viele Menschen haben erst vor relativ kurzer Zeit von SpaceX gehört. Sie könnten also denken, dass Falcon 9 und Dragon sofort gebaut worden sind und keine weiteren Schritte vorher nötig waren. Das stimmt natürlich nicht. "Wir begannen mit nur ein paar Leuten, die wirklich nicht wussten, wie man Raketen baut", schreibt Elon Musk in der Studie. "Der Grund, warum ich Chefingenieur oder -designer wurde, war nicht, weil ich es wollte, sondern weil ich niemanden einstellen konnte."

Und weiter: "Ich vermasselte die ersten drei Starts und sie scheiterten. Glücklicherweise war der vierte Start erfolgreich", schreibt Musk. Es war das letzte Geld, das er für Falcon 1 hatte. Hätte dieser Versuch ebenfalls nicht geklappt, wäre es das gewesen für SpaceX. Der vierte Start funktionierte aber - "ein sehr emotionalen Tag".

Falcon 9 hat 30 Mal mehr Nutzlast als Falcon 1. Außerdem kann man seinen Haupt-Booster wiederverwenden, der das teuerste Teil der Rakete darstellt.

Falcon Heavy

Gegen Ende des Jahres 2018 soll neben der Falcon 1 und 9, Falcon Heavy eingeführt werden. Seine Entwicklung hat sich das Team um SpaceX leichter vorgestellt.

Fast alles außer der Oberstufe der Rakete musste neu entwickelt werden, um höhere Traglasten aufnehmen zu können. Unerwarteterweise wurde Falcon Heavy zu einem fast komplett neuen Fahrzeug, dessen Booster schon getestet worden sind.

Jetzt geht es darum, die Big Falcon Rakete (BFR-Rakete) zu entwickeln, die vorläufige Bezeichnung einer zweistufigen Rakete von SpaceX:

Die Big Falcon Rocket

Aus der unteren Grafik wird deutlich, dass die BFR eine viel stärkere Tragfähigkeit hat als die bisherigen Falcons. Eine Last von 150 Tonnen erwartet das Team von der BFR. Als Vergleich: Falcon Heavy schafft etwa 30 Tonnen.

Die BFR ist mit neun Metern außerdem ein sehr großes Fahrzeug. Der Booster ist mit 31 Raptor-Motoren ausgestattet, die einen Schub von etwa 5.400 Tonnen erzeugen und das 4.400 Tonnen schwere Fahrzeug gerade hochheben.

Das Triebwerk der BFR ist unterteilt in Heck, den Treibstofftank in der Mitte und eine große Ladebucht in der Front. Die Bucht der Traglast ist acht Stockwerke hoch und es lässt sich ein ganzer Stapel von Falcon-1-Raketen in der Bucht montieren.

Der sogenannte Deltaflügel befindet sich hinter der Rakete und erweitert die Fläche des BFR-Raumschiffs. Je nachdem, ob man landet oder einen Planeten oder den Mond betritt, der keine oder eine dünne oder dicke Atmosphäre hat, hilft der Deltaflügel dabei, die Rakete auszubalancieren und im Sonnensystem landen zu können.

Wie gesagt, besitzt die BFR eine große Traglast. Während einer drei- oder sechsmonatigen Mars-Mission braucht man Kabinen und Sitzplätze. Davon hat die BFR 40 - im besten Szenario könnten zwei bis drei Leute eine Kabine in Anspruch nehmen. Außerdem gibt es einen zentralen Lagerraum, eine Bordküche, Sonnensturmschutz und einen Unterhaltungsbereich. "Ich denke für eine erste Version der BFR haben wir es gut hingekriegt", schreibt Musk.

SpaceX plant, mit den Fahrzeugen Falcon 9 und Dragon einen Vorrat aufzubauen, damit die Menschen sich wohlfühlen und sich bequem auf die BFR einlassen können. Alle Ressourcen sollen sich dem Bau von BFR widmen. Das soll mit den Einnahmen erreicht werden, die die Firma für den Start von Satelliten und für die Instandhaltung der Raumstation erhalten hat.

Internationale Raumstation

Die BFR soll außerdem an die Internationale Raumstation ISS andocken können. "Ich weiß, dass die Raumstation sehr groß aussieht, aber das Shuttle sah auch so groß aus - so wird es funktionieren", schreibt Musk. Die Rakete soll wie Dragon in der Lage sein, Ladung zu transportieren und wie Dragon 2 die Crew transportieren.

Mond-Missionen

Nach den Berechnungen von SpaceX soll es möglich sein, Mond-Missionen durchzuführen und das ohne Treibstoffproduktion. "Es ist das Jahr 2018. Wir sollten eine Mond-Basis haben", schreibt Musk.

Der Mars

Die Mission soll wie vorher beschrieben so erfolgen: Das Raumschiff soll in die Umlaufbahn befördert werden, aufgefüllt werden bis es volle Tanks hat und dann zum Mars fahren und dort landen.

Für den Mars benötigt man eine lokale Treibstoffproduktion. Aber der Planet hat eine CO2-Atmosphäre und viel Wassereis. Damit kann man CO2 und H2O, Methan und Sauerstoff herstellen.

Die ersten Mars-Missionen sollen im Jahr 2022 erfolgen. SpaceX hat bereits mit dem Bau des großen Systems begonnen, die Werkzeuge für den Haupttank sind bestellt, die Anlage wird gebaut und das erste Schiff soll im zweiten Quartal dieses Jahres entwickelt werden. In etwa fünf Jahren soll es startbereit sein, so Musk. Die Mars-Erde-Synchronisation findet ungefähr alle zwei Jahre statt, sodass alle zwei Jahre die Möglichkeit besteht, zum Mars zu fliegen.

Im Jahr 2024 will SpaceX versuchen, vier Raketen zu fliegen - zwei Frachtschiffe mit zwei Besatzungsmitgliedern. Ziel der ersten Mission ist es, die beste Wasserquelle zu finden und als nächstes die Treibstoffanlage zu bauen. Das Treibstoffdepot soll mit Landmasse erstellt werden. Dann geht es um alles Notwendige, Wasser zu gewinnen, das CO2 aus der Atmosphäre zu ziehen und dann Methan und Sauerstoff herzustellen.

Die Basis soll mit einem Schiff beginnen, dann ausgeweitet werden mit mehreren Fahrzeugen. "Dann bauen wir die Stadt aus und machen sie größer und größer. Im Laufe der Zeit entsteht Terraforming Mars und wir machen es zu einem schönen Ort", schreibt Musk.

Auf dem Mars ist die Morgendämmerung und die Dämmerung am Abend blau. Und tagsüber ist der Himmel rot. Das komplette Gegenteil von der Erde.

Mit Raketen ins nächste Land auf der Erde fliegen

Zum Ende der Studie schreibt Elon Musk, dass es mit den Raketen irgendwann möglich sein wird, innerhalb der Erde zwischen Ländern zu fliegen.

So lange würden wir dann mit der Rakete brauchen:

"Das Schöne am All ist, dass es keine Reibung gibt. Sobald man also aus und in der Atmosphäre fliegt, wird es keinerlei Turbulenzen geben", schreibt Musk. "Wenn wir dieses Ding bauen, um zum Mond und Mars zu fliegen, warum dann nicht auch an andere Orte auf der Erde?"

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