Wo entsteht die erste Marskolonie?

Die hier besprochenen Quellen bestätigen keinen Landeplatz für die erste Kolonie. Beim NASA-Workshop 2015 wurden 47 Erkundungszonen vorgeschlagen. Eine separate Studie mit Autoren von SpaceX und JPL behielt 2021 sieben Standorte zur weiteren Untersuchung: drei in Arcadia Planitia, je zwei in Phlegra Montes und Erebus Montes.

Jeder Plan für eine erste Mars-Kolonie stößt auf dieselbe Hürde, bevor es um Habitate, Gewächshäuser oder Energiebudgets geht. Kein einziger Ort auf dem Mars erfüllt alle Anforderungen gleichzeitig.

Wassereis findet sich in Richtung der Pole. Sonnenlicht und überlebensfähige Temperaturen gibt es eher am Äquator, und ausreichend dichte Luft, um ein landendes Raumschiff abzubremsen, herrscht in niedrigen Lagen. Ein Landeplatz ist das Ergebnis eines Abwägens dieser Faktoren – deshalb tauchen immer wieder dieselben Namen auf.

Wo sagt die NASA, dass die erste Crew landen sollte?

Der erste NASA-Workshop zu Landeplätzen und Erkundungszonen für bemannte Marsmissionen fand vom 27. bis 30. Oktober 2015 am Lunar and Planetary Institute in Houston statt. Der Bericht nennt 47 vorgeschlagene Zonen in 45 Abstracts; 44 Abstracts wurden vorgestellt. Das waren Vorschläge, keine genehmigten Landeplätze.

Der Workshop führte eine Planungseinheit ein, die die Diskussion bis heute prägt. Eine Exploration Zone ist eine Ansammlung von Regions of Interest innerhalb eines Radius von etwa 100 Kilometern um einen zentralen Landeplatz. Dieser Radius spiegelt eine Annahme wider, wie weit eine Crew praktisch reisen und zurückkehren kann. Wählt man einen Landeort, entscheidet man sich damit für alles innerhalb dieser 100-Kilometer-Reichweite: die Wissenschaft, das Eis, das Baumaterial.

Damals wurde kein Standort ausgewählt, und seitdem ist das auch nicht geschehen. Die 47 Vorschläge waren ein Aufruf zu Ideen, kein Wettbewerb mit einem Sieger.

Warum nicht einfach am Äquator landen?

Weil zwei der drei Rahmenbedingungen darauf hindeuten – die wichtigste aber nicht.

Der Oberflächendruck auf Mars beträgt ungefähr ein Prozent des irdischen Werts. Tieferes Gelände bietet beim Abstieg mehr Atmosphäre zum Bremsen. InSights veröffentlichte Auswahlkriterien verlangten eine Höhe von −2,5 km oder niedriger relativ zum Bezugsniveau. Das ist eine fahrzeugspezifische Grenze, keine allgemeine Vorgabe für bemannte Lander.

Energie, Temperatur und Gelände setzen unterschiedliche Grenzen. InSights endgültiges Breitenband lag bei 3°N–5°N. Der bestätigte Standort erfüllte Gefälle unter 15° auf Skalen von 2 m und 84 m sowie weniger als 10 % Gesteinsbedeckung. Das sind InSight-Anforderungen; die Starship-Studie von 2021 verwendete dagegen einen Referenzwert unter 5° über 10 m.

Eine Zahl sollte man sich merken: InSights ballistischer Eintritt ergab eine Landeellipse von 130 mal 27 Kilometern. Man wählt keinen Punkt auf dem Mars. Man wählt ein Gebiet – und muss bereit sein, überall darin zu landen.

Am Äquator gibt es also das meiste Sonnenlicht, die größte Wärme und in den tiefen Becken die dichteste Atmosphäre. Doch er verliert bei der Ressource, die darüber entscheidet, ob eine Basis überhaupt wachsen kann: erreichbares Wasser.

Wo liegt das Eis so flach, dass es relevant ist?

Diese Frage hat das orbitale Forschungsjahrzehnt der letzten Zeit beantwortet. Das Subsurface Water Ice Mapping Project (SWIM), durchgeführt vom Planetary Science Institute für das Mars Exploration Program der NASA, kombiniert orbitale Daten zu Eiskonsistenzkarten mit einer Auflösung von etwa 3 Kilometern pro Pixel in drei Tiefenbereichen: 0 bis 1 Meter, 1 bis 5 Meter und tiefer als 5 Meter.

Der Workshop von 2015 betrachtete Standorte zwischen 50°S und 50°N. Die spätere SWIM-Synthese fand positive Eiskonsistenzwerte bis in die Breitenbänder von 20°–30°. Das sind Fernerkundungsindikatoren, kein Nachweis oberflächennahen, abbaubaren Eises an jedem Ort. Morgan und Kollegen hoben in ihrem am 8. Februar 2021 erschienenen Nature-Astronomy-Beitrag Arcadia Planitia und Deuteronilus Mensae hervor.

Phoenix lieferte direkte Proben. Die Sonde landete bei 68,22°N und grub oberflächennahes Wassereis aus. JPL meldete am 20. Juni 2008 verschwundene Eisstücke in Dodo-Goldilocks anhand von Bildern der Sols 20 und 24 (15. und 19. Juni). Am 31. Juli folgte eine separate Meldung über Wasser, das der thermische Gasanalysator in einer Bodenprobe identifiziert hatte. Das sind zwei unterschiedliche Bestätigungen.

Helles Material verschwindet aus dem Dodo-Goldilocks-Graben über vier Sols: Sublimation, also Wassereis statt Salz. Quelle: NASA/JPL-Caltech/University of Arizona/Texas A&M University. Bild: NASA-Aufnahme PIA10906

Phoenix bewies zwar die Existenz des Eises, lag aber viel zu nah am Pol, um als Siedlungsstandort infrage zu kommen. Seine Solarenergie schwand mit dem nördlichen Winter, und die Mission endete. Das nutzbare Terrain liegt weiter südlich, und frische Einschläge haben es stillschweigend kartiert: Über zwei Jahrzehnte hinweg haben die HiRISE- und Context-Kameras des Mars Reconnaissance Orbiter Hunderte neuer Krater erfasst, von denen einige in mittleren bis hohen Breiten direkt in vergrabenes Eis einschlugen. Ein 13 Meter großer Krater in Arcadia Planitia legte Eis sowohl in seiner Vertiefung als auch in seinem Auswurf frei, mit einer dunklen Einschlagszone, die sich fast 850 Meter vom Zentrum erstreckte. Dieser Krater ist das Bild am Anfang dieses Artikels.

Die späteren orbitalen Arbeiten haben weiterhin in dieselbe Richtung gewiesen. Aufeinanderfolgende SWIM-Kartierungsrunden stützen weiterhin die Annahme ausgedehnten, flach liegenden Bodeneises in Arcadia, statt die Interpretation zurückzunehmen.

Was hat SpaceX öffentlich untersucht?

Eine Studienliste, kein Ziel. Auf der Lunar and Planetary Science Conference 2021 stellte ein Paper mit dem Titel SpaceX Starship Landing Sites on Mars sieben Standorte vor, die für weitere Untersuchungen ausgewählt wurden. Interessant sind die beteiligten Institutionen: JPL und SpaceX erscheinen Seite an Seite, zusammen mit der University of Arizona, dem Planetary Science Institute, Purdue, Brown und NASA Ames. Ein Unternehmen und ein NASA-Zentrum arbeiteten gemeinsam und öffentlich an der Standortfrage.

Die sieben umfassen drei Arcadia-Standorte (AP-1, AP-9, AP-8), zwei in Phlegra (PM-1, PM-7) und zwei in Erebus (EM-16, EM-15). Vier primäre Standorte wurden ohne Rangfolge ausgewählt: PM-1, AP-1, AP-9 und EM-16. Die sekundären Standorte lauteten in Prioritätsreihenfolge AP-8, EM-15 und PM-7. Tabelle 1 reicht von 35,23°N bis 40,75°N und von −3,9 bis −2,3 km Höhe. Das ist eine Vorauswahl, kein Nachweis sicherer Landung oder möglicher Eisförderung.

Orbitalbilder dokumentieren die breitere Suche. HiRISE-Bild ESP_060416_2195 vom 17. Juni 2019 ist auf 39,083°N, 189,793°O zentriert und als Starship-Kandidat in der Arcadia-Region bezeichnet. Sein Zentrum gehört nicht zu den sieben Koordinaten der Tabelle von 2021; ein Kandidatenbild ist nicht mit der späteren Vorauswahl gleichzusetzen.

Westliche Arcadia Planitia nahe 39°N, 179°E. Die konzentrischen Schichten und das abgerutschte Material in diesem Krater sind die Art von Merkmalen, die auf oberflächliches oder unterirdisches Eis hindeuten. Quelle: NASA/JPL/Arizona State University/Cornell University. Bild: NASA-Bild PIA04263

Ein Kandidat ist keine Zusage. Das Abstract von 2021 beschreibt zunächst 22 mögliche Standorte und grenzt sie dann auf sieben ein. Eine größere Zahl kann sich also auf eine frühere Stufe derselben Studie beziehen. Die Liste ist ein datiertes Forschungsergebnis, kein genehmigtes Ziel einer bemannten NASA- oder SpaceX-Mission.

Wie schneidet die Shortlist im Vergleich ab?

Die Namen, die immer wieder auftauchen, und was jeder tatsächlich bietet:

• Arcadia Planitia, nahe 40°N. Drei der sieben beibehaltenen Standorte: AP-1, AP-9 und AP-8. Geringe Höhe, vergleichsweise glattes Gelände und mehrere orbitale Hinweise auf begrabenes Eis machen sie zu Forschungskandidaten; die Studie wählt Arcadia nicht als endgültige Zielregion.

• Phlegra Montes und Erebus Montes. Je zwei beibehaltene Standorte mit gletscherähnlichen Ablagerungen. Gefälle, Gesteine und Eiszugang müssen für jeden Standort einzeln bewertet werden.

• Deuteronilus Mensae. Ein aussichtsreicher Eiskandidat bei SWIM mit gletscherähnlichen Ablagerungen. Die Starship-Studie von 2021 fand das Gelände in den verfügbaren Bildern jedoch zu felsig für geeignete Landeflächen. Eisnachweise belegen keine sichere Landung.

• Jezero-Krater, 18,44°N, 77,45°E, Boden etwa 2.600 Meter unter dem Referenzniveau. Wo Perseverance arbeitet. Hervorragende Wissenschaft, ein urzeitliches Flussdelta und kein besonderer Anspruch auf zugängliches Eis.

• Oxia Planum, 18,28°N, 335,37°E, dessen Tonformation von etwa 2.600 bis 3.100 Meter unter dem Bezugsniveau reicht. Ziel für den ESA-Rover Rosalind Franklin, ausgewählt wegen urzeitlicher Tonvorkommen, nicht wegen Ressourcen.

• Utopia Planitia, am Viking-2-Landeplatz ungefähr 48°N. Viking 2 landete 1976 und ist nach Phoenix weiterhin die zweitnördlichste erfolgreiche Oberflächenmission. Das ist ein historisches Beispiel, keiner der sieben beibehaltenen Starship-Standorte.

Der Vergleich trennt zwei Fragen: Wo lassen sich frühere Umweltbedingungen untersuchen, und wo kann man nutzbares Wasser gewinnen und sicher landen? Die sieben Starship-Kandidaten liegen ungefähr zwischen 35°N und 41°N, nicht sämtlich bei oder nördlich von 39°N. Kein Breitengrad allein macht einen Standort geeignet.

Was verraten uns die bisherigen robotischen Landungen?

Unsere interaktive Marskarte hilft beim Vergleich der Regionen. Eine Markierung ist aber nicht immer ein bestätigter Fundort eines Raumfahrzeugs. Wichtig ist die Unterscheidung zwischen vermessenen Positionen, historischen Näherungswerten und Zielen noch nicht gelandeter Missionen. Interaktive Marskarte.

Unter den Missionen mit Oberflächenbetrieb sind Viking 2 und Phoenix die nördlichen Ausnahmen: ungefähr 48°N und 68°N. Alle sechs auf Mars gefahrenen Rover landeten innerhalb von etwa 26° zum Äquator, von Opportunity bei 1,95°S bis Zhurong bei 25,07°N. Die oft genannten 45°S für Mars 3 sind eine ungefähre vorhergesagte Position; JPL bestätigte 2013 die möglichen Hardwarefunde nicht.

Im Kandidatenband von 35°N–41°N fehlt weiterhin eine Rover-Untersuchung der vermuteten Eisressourcen. Die zitierten Quellen nennen keine bestätigten Hardwarepositionen für Mars 2, Mars 6 oder Mars Polar Lander. Beagle 2 ist anders: Orbitalbilder identifizierten 2015 den teilweise entfalteten Lander. Er kam intakt an, konnte aber nicht kommunizieren.

Die Missionshistorie hinter diesen Markierungen ist in unserer Zeitleiste der Marsmissionen dargestellt, und was eine Basis nach ihrer Ankunft aufbauen müsste, wird in unserem Leitfaden zur Besiedlung des Mars behandelt.

Was wir noch nicht wissen

Die ehrlichen Lücken, denn sie sind größer als das, was bereits geklärt ist:

• Keine Raumfahrtagentur oder kein Unternehmen hat bisher einen Landeplatz für eine erste bemannte Mission ausgewählt, geschweige denn für eine dauerhafte Basis.

• Eistiefe und Reinheit an den Kandidatenstandorten beruhen weiterhin auf Fernerkundung. Phoenix nahm Proben viel weiter nördlich; frische eisfreilegende Einschläge liefern zusätzliche lokale Prüfungen aus dem Orbit, keine Abbauerkundung der sieben Standorte.

• Der Kompromiss zwischen Eiszugang und Solarenergie ist noch nicht geklärt. SWIM definiert einen optimalen Bereich am südlichen Rand des Eisgürtels – das ist eine wissenschaftliche Einordnung, keine Entscheidung.

• Die Liste von 2021 ist eine Forschungsaufnahme. Eine spätere Standortbehauptung braucht eine eigene Primärquelle; weder das Alter dieser Studie noch eine andere Kandidatenzahl entscheidet darüber.

Was die Frage endgültig klären würde, wäre eine Bodenwahrheit: eine Vorläufermission, die in dem infrage kommenden Streifen landet und misst, wie tief das Eis wirklich ist, wie rein und wie schwer es abzubauen ist. Bis dahin bleibt die Auswahlliste eine Auswahlliste. Die damit verbundenen Fragen werden auf dieser Website beantwortet, darunter wie lange die Reise dauert, was sie kosten würde und ob die Strahlung überlebbar ist.

Häufige Fragen

Wurde bereits ein Landeplatz für die erste Mars-Kolonie ausgewählt?

Nein. Die NASA sammelte 2015 47 Vorschläge für Exploration Zones und wählte keinen davon aus. Die Studie von SpaceX und JPL aus dem Jahr 2021 engte die Auswahl auf sieben Standorte für weitere Untersuchungen ein – eine Forschungsauswahlliste, keine verbindliche Entscheidung.

Warum wird Arcadia Planitia so oft genannt?

Die zitierten Studien nennen tief liegende Ebenen, vergleichsweise glatte Flächen und mit begrabenem Eis vereinbare Hinweise um 40°N. Das begründet weitere Forschung, keinen Nachweis von Eisförderung, ganzjähriger Energieversorgung oder sicheren Starship-Landungen vor Ort.

Könnte eine Kolonie an den Polen landen, wo es mehr Eis gibt?

Dort wird das Eis leichter zugänglich, aber alles andere wird schwieriger. Das Sonnenlicht wird schwächer, die Temperaturen sinken, und die Polkappen bestehen aus saisonalem Kohlendioxid über Wassereis. Phoenix erreichte 2008 68,22°N und verlor die Energieversorgung, sobald der nördliche Winter einsetzte.

Wie groß ist der Bereich, den ein Mars-Landeplatz tatsächlich abdeckt?

Größer, als die meisten sich vorstellen. Eine Exploration Zone erstreckt sich über etwa 100 Kilometer um ihren Mittelpunkt, und InSights ballistischer Eintritt ergab eine Ellipse von 130 mal 27 Kilometern. Die gesamte Ellipse muss überlebensfähig sein, nicht nur ihr Zentrum.

Wie tief liegt das Eis an diesen Standorten?

Die SWIM-Karten zeigen drei Zonen: 0 bis 1 Meter, 1 bis 5 Meter und tiefer als 5 Meter. Frische Krater in Arcadia haben Eis nahe der Obergrenze dieses Bereichs freigelegt. Phoenix stieß viel weiter nördlich in etwa 5 Zentimetern Tiefe auf Eis. Im eigentlichen Kandidatenstreifen selbst hat jedoch noch niemand gegraben.

Ist der Jezero-Krater ein Kandidat für eine Kolonie?

Jezero wurde für Perseverances Suche nach früher bewohnbaren Umgebungen und möglichen Biosignaturen ausgewählt, nicht als nachgewiesene Eislagerstätte für eine Siedlung. Der Landeplatz liegt bei 18,44°N. Er gehört nicht zu den sieben Standorten der Starship-Studie von 2021; damit ist aber nicht jede denkbare künftige Basisarchitektur ausgeschlossen.

Was würde einen Standort vom Kandidaten zum ausgewählten Ort machen?

Messungen am Boden könnten Eistiefe, Reinheit und Grabungsaufwand sowie Gefälle und Gesteine im Fahrzeugmaßstab klären. Bessere Orbitalbeobachtungen können die Unsicherheit weiter verringern; die Studie von 2021 verlangt ausdrücklich zusätzliche Untersuchungen vor bemannten Missionen oder dauerhafter Besiedlung.

Quellen

• First Landing Site/Exploration Zone Workshop for Human Missions to the Surface of Mars, Lunar and Planetary Institute, Houston, 27. bis 30. Oktober 2015.

• Golombek et al., Selection of the InSight Landing Site, Space Science Reviews, zu Höhenlage, Breitengrad, Gefälle und Gesteinshäufigkeitsbeschränkungen.

• Subsurface Water Ice Mapping (SWIM)-Projekt, Planetary Science Institute, für das Mars Exploration Program der NASA.

• Morgan et al., Availability of subsurface water-ice resources in the northern mid-latitudes of Mars, Nature Astronomy, 2021.

• Putzig, Morgan et al., Ice Resource Mapping on Mars, Kapitel im Handbook for Space Resources, Springer, 2023 – der SWIM-Projektrückblick auf die Entwicklung seiner Eisressourcen-Kartierung.

• Golombek, Williams, Wooster, McEwen et al., SpaceX Starship Landing Sites on Mars, 52. Lunar and Planetary Science Conference, 2021.

• NASA — NASA Spacecraft Confirms Martian Water, Mission Extended (2008-07-31)

• Möglicher Landeplatz für SpaceX Starship in der Region Arcadia, ESP_060416_2195, HiRISE, University of Arizona

• JPL — NASA Phoenix Mars Lander Confirms Frozen Water (2008-06-20)

• JPL — NASA Mars Orbiter Images May Show 1971 Soviet Lander (2013-04-11)

• ESA — Beagle-2 lander found on Mars (2015-01-16)

Korrekturprüfung: 8. November 2026. Berichtigt wurden die regionalen Anzahlen der Studie von 2021, Publikationsdaten und die Unterscheidung zwischen vorhergesagten und bestätigten Landestellen. Frühere Missionsbeobachtungen behalten ihre ursprünglichen Daten.