SpaceX: Wir besiedeln den Mars
Unser Coach und Physiker Samy89 hat mit SpaceX eines der ambitioniertesten Projekte in der Geschichte der Raumfahrt für euch unter die Lupe genommen.
Für alle unsere Mitglieder, die einen spielerischen Ansatz bevorzugen, um die Welt zu verstehen, könnt ihr hier schon mal üben eine Rakete zu landen. Das ist für SpaceX ziemlich wichtig. Hier gibt’s Samys89 Einblicke in das Thema. Bitte im Anschluss aber nicht vergessen auch den nachfolgenden Artikel zu lesen.
Von Samy89 – Coach & Physiker
"Wir besiedeln den Mars!", ist die Aussage von Elon Musk und stellt damit seine große Vision in den Raum. Elon Musk ist der Gründer von PayPal, SolarCity, Tesla und natürlich SpaceX, wobei letzteres der Gegenstand meines heutigen Artikels ist.
Das Universum hat mich als Physiker schon immer fasziniert und dabei auch die bemannte Raumfahrt. 1961 war der erste Mensch im All und 1969 fand Neil Amstrong dann auf dem Mond die Zeit zu sagen: "Ein kleiner Schritt für mich, aber ein großer Schritt für die Menschheit." In der Folge haben wir allerdings keine neuen großen Meilensteine mehr vorzuweisen, abgesehen von ein paar bemannten Raumstationen vielleicht.
Jetzt plant Elon Musk den nächsten großen Wurf und möchte nicht nur einen Menschen zum Mars schicken, sondern dort eine ganze Zivilisation mit 1 Million Menschen errichten. Ein Ticket, um dabei zu sein, gibt's zum astronomisch günstigen Vorzugspreis von $500.000.
Um zu entscheiden, ob das nur Hirngespinste sind oder dahinter eine realisierbare Vision steckt, habe ich mir das Projekt mit den einzelnen Phasen des Businessplans im Detail angeschaut.
Phase 1: Vision, Gründung des Unternehmens und die erste Rakete
Elon Musk hatte durch PayPal ein Investionsvermögen von $100 Millionen und musste jetzt eine Firma auf die Beine stellen, die Raumfahrt effizient macht. Die Vision ist dabei im ersten Schritt überhaupt eine Rakete ins All zu schießen. Im zweiten Schritt dann die Kosten so zu drücken, dass am Ende ein Ticket für $500.000 verscherbelt werden kann.
Das hört sich für den normalen Erdenbürger zwar nach sehr viel an, ist aber in Bezug auf die normalen Kosten in der Raumfahrt tatsächlich als Schnäppchen einzuordnen. Ist auch dieser Schritt genommen und der Preis von $500.000 realistisch, dann geht es in Phase drei an die tatsächliche Besiedlung des Mars für alle Ex-Erdenbürger mit Ticket.
Im Jahr 2002 gründete Musk also SpaceX und hat sich auf die Suche nach sehr vielen klugen Menschen begeben. Visionär auch seine Einstellungsmetrik: Statt hohen Fokus auf Bestnoten zu legen, heuerte Musk vor allem Menschen an, die gezeigt haben, dass sie Leidenschaft und Hingabe haben, um ihre Ziele zu erreichen. Am Ende stand so ein sehr gemischtes Team mit extrem unterschiedlichen Menschen.
Um die Kosten für die erste Rakete von Anfang an niedrig zu halten, baut SpaceX 90% aller Einzelteile selbst. Also wirklich von Motoren, Elektronik bis hin zu selbstgebauten Motherboards für die eingesetzten Computer! Das ließ nicht nur die Kosten sinken, sondern entwickelte auch eine persönliche Beziehung des Teams zur ersten gebauten Rakete.
Am Ende stand tatsächlich die Falcon 1 für den Start bereit. Sie ist eine kleine Rakete, die maximal eine Tonne Fracht in den Weltraum befördern kann. Insgesamt reichte das Gründungskapital für vier Startversuche, wovon einer als "Proof of concept" erfolgreich sein musste. Scheitern alle vier Versuche, würde sich SpaceX direkt in vielen YouTube-Videos à la "Die Top 3 der größten Fails bei Unternehmensgründungen" wiederfinden.
Es geht also los:
- 2006: Versuch 1 [FAIL]
- 2007: Versuch 2 [FAIL]
- 2008: Versuch 3 [FAIL]
Jetzt oder nie!
- 2009: Versuch 4 [SUCCESS]
Zum Glück klappt der letzte Versuch und ein Stück Geschichte wurde geschrieben. SpaceX ist das erste private Unternehmen, dem ein Start in den Weltraum geglückt ist.
Ein Raketenstart ist eine faszinierende Sache. Beim Start vom Erdboden ins All passiert so einiges, aber eines nicht: der direkte Flug nach oben. Vielmehr schmiegt sich die Rakete während des Starts zu einer Kreisbewegung an, die von Geschwindigkeit, Masse, Ort und Erdrotation abhängt.
Um auf einen Orbit um die Erde zu kommen, benötigt die Rakete konkret eine Geschwindigkeit von 7,2km/s (~26.000 km/h). Das ist natürlich eine enorme Herausforderung, da man gegen die Schwerkraft eine ca. 30 Tonnen schwere Masse auf diese Geschwindigkeit bringen muss.
Fun Fact: Damit es etwas leichter fällt, baut man die meisten Startrampen übrigens in Äquatornähe. Hier ist der Umfang der Erde am größten, woraus eine höhere Rotationsgeschwindigkeit folgt. Daraus kann dann ein Teil der benötigten Geschwindigkeit "gewonnen" werden.
Wichtig ist allerdings auch, dass man nicht zu schnell wird, da man sonst aus dem Gravitationsfeld der Erde entweicht und keine Rückkehr zu unserem Planeten mehr möglich ist. So sieht das alles graphisch aus:
Grün ist im rechten Bild ein perfekter Orbit. Der rote führt uns irgendwo hin, nur nicht wieder nach Hause.
Auch aus Ingenieursperspektive gibt es reichlich Herausforderungen: Insgesamt werden in drei Phasen alle Treibstofftanks vom Cockpit abgesprengt. In den Tanks befindet sich ein Kerosin-Sauerstoff-Gemisch, wobei der Sauerstoff auf -183°C abgekühlt wird, wodurch sich die Dichte erhöht und so mehr Sauerstoff mit dem Kerosin zur kontrollierten Explosion gebracht werden kann. Ein Tank funktioniert also nach dem klassischen Actio-Reactio-Prinzip. Im Tank kommt es zur Explosion und die Masse sucht sich den Weg des geringsten Widerstandes, den Ausgang.
Wir halten also fest: Beim Start einer Rakete muss eine große Masse auf eine sehr hohe und präzise Geschwindigkeit gebracht werden, während auf sie extrem starke Kräfte wirken. Zusätzlich kommen noch die Gefahren durch kontrollierte Explosionen und elektronische Absprengung der Tanks hinzu, sodass es schlussendlich nicht verwunderlich ist, dass der Start einer Rakete so oft misslingt.
Phase 2: Die Kosten für einen Flug erschwinglich machen
Die Kosten der Falcon 1 betrugen $7,9 Millionen, gerade einmal 1/3 der günstigsten Alternative der NASA. Und das ist wirklich gut, wenn man bedenkt, dass die NASA zum Beispiel 12 Milliarden Dollar für 12 Lieferungen zur ISS abrechnet.
Aufgrund der guten Kosteneffizienz kann SpaceX direkt Aufträge annehmen und dabei sogar noch eine bessere Rakete entwickeln. Die Falcon 9 erblickt das Licht der Welt. Sie ist dreimal höher als die Falcon 1, kann 13 Tonnen ins All schießen und besitzt eine Kapsel genannt "Dragon", mit der der Wiedereintritt zur Erde ermöglicht werden soll. Nun schwimmt Space X mit den großen Fischen im Teich zusammen. Mit jedem Start wurde etwas verbessert, um am Ende eine Rakete bauen zu können, mit der eine Strecke zum Mars (ca. 225.300.000 km) überbrückt werden kann.
Hierbei gab es aber im Mai 2015 leider einen Rückschlag. Eine Rakete explodierte während des Starts aufgrund eines lockeren Metallstücks. Die Quote der erfolgreichen Starts beträgt dennoch 20/24, die höchste Erfolgsquote seit dem Beginn der Raketengeschichte!
Phase 3: Besiedlung des Mars
Wir befinden uns nun in der Gegenwart. SpaceX schickt weiterhin erfolgreich Satelliten in den Orbit und plant zurzeit an 3 Hauptprojekten, um den eigentlichen Traum – die Kolonisierung des Mars – zu erfüllen.
- Die "Falcon Heavy": Mit 27 Triebwerken soll sie 2.000 Tonnen zum Mars schicken können.
- Vervielfachung der Satelliten im Orbit: Das ist aktuelle Einnahmequelle von SpaceX und soll die Ticketpreise von $500.000 subventionieren.
- Bemannte Raumfahrt
Bush Senior hat die NASA früher schon ausrechnen lassen, was ein Reise zum Mars pro Nase kosten würde. Die Antwort war: ungefähr 100 Milliarden Dollar.
Damit ist auch klar, wie ambitioniert es ist, diesen Preis um den Faktor 200.000 zu drücken. Die Lösung lautet hier: "Bring viele Menschen in einer Rakete zum Mars und mach die Rakete wiederverwendbar!“ Gebaut wird eine Rakete mit dem sprechenden Namen "Mars Colonial Transporter" mit 100 Sitzplätzen, wodurch die Kosten von aktuell 3-5 Sitzplätzen pro Rakete enorm fallen.
Wiederverwendbarkeit: Zurzeit ist das Cockpit der einzige Teil der Rakete, der wieder heil auf der Erde landen soll. SpaceX hat jedoch bereits ein Projekt ins Leben gerufen, um die Tanks mit den Motoren ebenfalls wieder unversehrt auf die Erde zu bringen.
Ich denke ein Bild sagt hier mehr als 1.000 Worte:
Dies wäre ein weiterer Meilenstein in der Wissenschaft. Aktuell wird in dieses Projekt sehr viel Arbeit reingesteckt und bereits fleißig getestet. Damit sind wir dann auch bei dem Spiel, was ich euch oben vorgestellt habe. Wer es noch nicht gespielt hat, dem sei jetzt dazu geraten. Es ist wirklich nicht so einfach und auch SpaceX hat den Dreh noch nicht wirklich raus.
Gelingt diese Aufgabe dem Team, so steht dem angestrebten Preis für ein Ticket nichts mehr im Weg. Aufgrund der Wichtigkeit dieses Problems bitte ich euch das Spiel von oben direkt nochmal zu spielen.
Was bringt die Zukunft?
Hier mein persönlicher Blick nach vorn: Als nächstes steht auf dem Programm, eine unbemannte Rakete zum Mars zu schicken und auch wieder zurück. Das ist noch vor 2020 geplant. Daraufhin werden die nötigen Materialien zum Planeten geschickt, um die Grundlage zum Leben auf dem Mars zu gewährleisten. Wenn das geschafft ist, kommt der größte Schritt:
Der Neil Armstrong vom Mars wird sich auf den Weg machen. Wer das sein wird, weiß bis jetzt noch keiner. Niemand kennt ihn. Wir wissen nur, dass jeder Mensch ihn danach kennen wird. Die Bedingungen sind, dass man sehr gesund, fit und unter 50 Jahre alt ist. Diese Reise ist für 2025/2027 geplant, da in diesem Intervall die Erde-Mars-Entfernung am geringsten ist.
Warum aber soll ein Mensch $500.000 ausgeben, um seinen Heimatplaneten zu verlassen und an einen Ort zu reisen, von dem man nicht weiß, was einen wirklich erwartet, außer dass die Versorgungsqualität auf das Notwendigste minimiert ist und man auch sehr gut früh sterben kann?
Nun, Elon Musk sieht es so: Die erste Welle der Reisenden hat es wirklich nicht leicht, denn sie sind die Menschen, die das Leben auf dem Mars möglich machen müssen: Wasserquellen aus den Eisgebieten abtragen, Energieerzeugung durch die Sonne ermöglichen und eine wiederverwertbare Produktion von Sauerstoff und Essen sicherstellen.
Menschen, die eine solche Aufgabe in Angriff nehmen, lieben das Abenteuer und sind hochmotiviert, Gründer einer neuen Zivilisation zu werden. Columbus und seine Gefährten zeigten uns bereits in der Vergangenheit, dass so etwas möglich ist. Wenn diese Hürde gemacht ist, folgen im Intervall von zwei Jahren weitere Bewohner.
Was erwartet uns dann? Ein Planet, auf dem man von einer 20 Meter hohen Klippe runterspringen kann, da die Gravitation nur ca. 1/3 so stark ist wie auf der Erde. Menschen werden Bücher über ihre Erlebnisse und Eindrücke schreiben, die auf der Erde verkauft werden. Ich freue mich auf Videos von Bergen, die 5-mal so hoch sind wie der Mount Everest. Es wird natürlich auch dort vorangehen und Kinos, Theater und Bars dürften ebenfalls entstehen.
Das Interesse am Mars wird mit wachsender Population und höherem Lebensstandard stark ansteigen. Der Lebensstandard soll so werden wie auf der Erde. Das bedeutet auch, dass man langfristig eine Atmosphäre erzeugt, die der der Erde ähnelt. Mit unserer jetzigen Technologie ist das bereits möglich, würde allerdings 300 bis 1.000 Jahre dauern. Solange müssen wir Biotope errichten, die eine eigene Atmosphäre erzeugen:
Ob das alles wirklich so kommen wird, kann natürlich keiner sagen.
Selbstverständlich gibt es noch andere Szenarien: Das Leben auf dem Mars könnte so fürchterlich sein, dass keiner dort bleiben möchte. Oder ein Mensch verliert durch die geringe Gravitation seinen Verstand und sorgt dafür, dass auf dem gesetzfreien Planeten kein Leben mehr möglich ist.
Wir wissen nicht was sein wird, wir wissen nur was sein kann – und das ist unendlich viel. Wir sind die Generation, die den Stift in der Hand hält und die Geschichte schreibt. Wir entscheiden, ob die nächste Seite leer bleibt oder nicht.
Ich drücke dem Projekt die Daumen und finde es beeindruckend. Dass ein solches Vorhaben als Business funktionieren kann, ist eine absurde Idee, und dass es bis jetzt aber wirklich funktioniert ist noch viel unglaublicher!
Für alle die noch mehr über das Thema erfahren wollen, denen sei die Website Wait but Why empfohlen, auf der es jede Menge weitere Infos zum Projekt von Elon Musk gibt.
Euer Samy89
