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Müssten wir je die Erde verlassen, wäre der Mars wohl das einzig mögliche Ausweichquartier: Der Planet bietet verkraftbare Temperaturen und große Wasservorräte. Nur Sauerstoff fehlt in der Atmosphäre.

Fast 100 Jahre lang galt die Existenz einer nichtmenschlichen Zivilisation auf unserem Nachbarplaneten schon als gesichert. Nachdem der Astronom Giovanni Schiaparelli 1877 in seinem Teleskop geheimnisvolle Kanäle entdeckt hatte, die den kompletten Planeten zu überziehen schienen, stellte man sich Ende des 19. Jahrhunderts den Mars als an Trockenheit sterbende Welt vor, deren Einwohner mit solchen gigantischen Projekten ihr Überleben sichern wollen.

Es war, zufällig, auch die Zeit, in der sich die Menschheit große Kanalprojekte vorgenommen hatte. Das Bild vom Mars änderte sich mit den Zeiten. Als die Spannungen unter den Nationen zunahmen, vor dem ersten Weltkrieg, aber auch zwischen den beiden Kriegen, überwog plötzlich in der öffentlichen Meinung die Gefahr. Würden die Marsianer nicht unsere fruchtbare Erde übernehmen wollen?Als am 30. Oktober 1938 der US-Sender CBS in einem Halloween-Special das einer Live-Reportage nachempfundene Drama "Krieg der Welten" von Orson Welles ausstrahlte, führte die Sendung denn auch zu einer landesweiten Panik.

Mit der Verbesserung der Teleskope und schließlich den ersten Landungen von Sonden auf dem Mars zeigte sich, dass es weder Kanäle noch eine Mars-Zivilisation gibt. Die Suche nach Leben auf unserem Nachbarplaneten haben die Forscher allerdings noch nicht eingestellt. Denn die Bedingungen sind zwar nicht optimal, aber auch nicht völlig ungünstig.

Der Mars ist eine Gesteinskugel wie die Erde. Er ist etwa halb so groß wie sie und bringt gut zehn Prozent der Erdmasse auf die Waage. Auf der Marsoberfläche würde ein Astronaut 62 Prozent weniger wiegen als auf der Erde. Seinen Beinamen "roter Planet" trägt er zu Recht: Er erscheint nicht nur am Himmel rötlich, sondern auch aus der Nähe.

Das liegt am relativ hohen Eisenoxid-Anteil (umgangssprachlich auch Rost genannt) in den Oberflächen-Gesteinen und im daraus entstandenen Staub. Die Sonne umkreist der Mars auf einer um den Faktor 1,52 weiter außen liegenden Bahn als die Erde. Alle zwei Jahre kommt er unserem Heimatplaneten besonders nahe, auf dann noch 56 Millionen Kilometer, der erdfernste Punkt liegt bei 401 Millionen Kilometern.

Wenn Sie mit einem Raumfahrzeug zum Mars starten wollen, sollten Sie sich den Zeitpunkt deshalb auch clever aussuchen. So müssen Sie nicht allzu lange im intraplanetaren Raum bleiben, wo Sie der kosmischen Strahlung ausgesetzt sind.

Nach der Ankunft auf dem Roten Planeten bleibt diese allerdings Ihr Hauptproblem. Denn der Mars hat vor 4 Milliarden Jahren den größten Teil seines Magnetfelds eingebüßt, sodass er dem Sonnenwind ungeschützt ausgesetzt ist. Dieser trägt seinen Teil dazu bei, dass die Mars-Atmosphäre noch dünner ist, als sie es aufgrund der geringeren Masse des Planeten sein müsste.

Wenn Sie in den gemäßigten Breiten des Mars landen, wird Ihr Blick auf weite, kraterbedeckte Ebenen fallen. Der Himmel erscheint gelb-braun, weil die Luft einen hohen Anteil an Staubteilchen mit sich trägt. Wenn Sie Pech haben, landen Sie mitten in einem der Staub-Stürme, die den Planeten manchmal monatelang umkreisen. Der mittlere Atmosphärendruck entspricht auf der Erde einer Höhe von 35 Kilometern.

Ihren Helm behalten Sie am besten schon deshalb auf, weil die Atmosphäre fast keinen Sauerstoff (0,13 Prozent) enthält. Sie besteht zu 95,3 Prozent aus Kohlendioxid. 2012 konnten Forscher der DLR zeigen, dass Flechten und Bakterien für 30 Tage unter Marsbedingungen existieren können und dabei wachsen und gedeihen. Wenn Sie also eine Topfpflanze mitgebracht haben, können Sie die gern nach draußen stellen. Zumindest tagsüber, wenn es bis zu 35 Grad Celsius warm werden kann.

Nachts (ein Tag ist 24,623 Stunden lang) hingegen wird es bis zu minus 85 Grad kalt. Auch daran ist die dünne Atmosphäre schuld, die Wärme nicht gut speichern kann. Ein geheiztes Gewächshaus wäre gut, wenn Sie länger bleiben wollen.

Das bewahrt sie auch vor den Auswirkungen der Jahreszeiten, die auf dem Mars deutlich ausgeprägter und länger sind als bei uns, weil der Planet eine exzentrischere, etwa 1,9 Erdjahre dauernde Bahn um die Sonne nimmt (sich also weiter entfernt beziehungsweise näher herankommt). Vor allem auf dem sonnennahen Teil der Bahn, wenn der Mars bis zu 40 Prozent mehr Energie empfängt, kommt es zu heftigen Staubstürmen mit Windgeschwindigkeiten von 400 Kilometern pro Stunde an der Oberfläche und 650 km/h in der oberen Atmosphäre. Diese Stürme können unter Umständen den ganzen Planeten einhüllen und führen dann zu höheren Temperaturen auf der Oberfläche.

Auch ausgeprägte Windhosen (Wirbelwinde) wurden schon beobachtet, die Stürme auf der Erde deutlich übertreffen. In der sonnenfernen Zeit können sich in der Atmosphäre Wolken aus Wassereis bilden, unter denen es bis zu 10 Grad kälter ist. In den frühen Morgenstunden schneit es auch manchmal, wie Laser-Messungen gezeigt haben, und zwar sommers wie winters, also ganz wie auf der Erde.

Der Rote Planet entstand wie die Erde aus einer Materiewolke um die Sonne. Er enthält einen etwas größeren Anteil leichterer Elemente, die vom Sonnenwind in weiter außen liegende Bereiche getrieben wurden. Vor etwa vier Milliarden Jahren müsste der Mars von einem Himmelskörper etwa in Pluto-Größe getroffen worden sein, der auf der nördlichen Hemisphäre einen riesigen Einschlagkrater von fast 10.000 Kilometern Durchmesser hinterließ.

Er ist heute noch an einem merkwürdigen Unterschied zwischen Nord- und Südhalbkugel erkennbar: Während der Norden aus relativ flachem Tiefland besteht, wird der Süden von Bergketten dominiert.

Der Kern des Mars besteht aus Eisen und Nickel mit einem relativ hohen Schwefelanteil. Er dürfte bei einer Temperatur von 1500 Grad Celsius noch immer größtenteils flüssig sein. Darüber liegt ein dicker Mantel aus Gestein, der heute kaum noch aktiv ist. Die Hochzeit des Vulkanismus auf dem Mars muss vor etwa drei Milliarden Jahren geherrscht haben. Die meisten noch heute erkennbaren Lavaströme sind zu dieser Zeit entstanden. Gewisse, schwache Zeichen von Vulkanismus scheint es allerdings auch heute noch zu geben. Die Kruste des Mars ist etwa so dick wie die Erdkruste – im Vergleich zur Größe beider Planeten damit also deutlich dicker.

Ein großer Teil der Marsoberfläche ist von Staub bedeckt, daran sollten Sie sich als Wanderer auf dem Mars also besser gewöhnen. Der Rote Planet bietet Ihnen aber eine ganze Reihe von Sehenswürdigkeiten, sodass sich die beschwerliche Anreise trotzdem lohnt. Wenn Sie der Grand Canyon in der Wüste Arizonas beeindruckt hat, sollten Sie unbedingt einen Blick auf die Valles Marineris werfen.

Dieses riesige Bruchsystem ist 4000 Kilometer lang, bis zu 700 Kilometer breit und bis zu 7 Kilometer tief. Im Westen geht es in das verästelte Noctis Labyrinthus über, wo die Talwände enger zusammenrücken, die Schluchten aber immer noch bis zu 5 Kilometer tief sind.

Weiter im Westen finden Sie den Tharsis-Rücken, der bis zu zehn Kilometer über das Tiefland aufragt und von den drei erloschenen Schildvulkanen Ascraeus Mons (480 Kilometer Durchmesser, 18.000 Meter Höhe), Pavonis Mons (375 Kilometer Durchmesser, 14.000 Meter Höhe) und Arsia Mons (435 Kilometer Durchmesser, 16.000 Meter Höhe) gekrönt wird. In den Flanken von Arsia Mons haben Sonden Höhlen entdeckt, die vermutlich ehemalige Lava-Kanäle darstellen. Zudem scheint es an den Hängen des Berges ausgedehnte Gletscher zu geben.

Der flächenmäßig größte Vulkan des Mars heißt Alba Patera. Er ist zwar nur 6000 Meter hoch, besitzt aber eine Grundfläche von 1200 Kilometern Durchmesser. Das ist ebenso Sonnensystem-Rekord wie die Höhe des Olympus Mons, der sich 26.000 Meter über seine Umgebung erhebt. Bezogen auf Normalhöhe ist er allerdings nur 21.000 Meter hoch – seine Goldmedaille muss er deshalb eventuell an den 22.000 Meter hohen Rheasilvia Mons auf dem Asteroiden Vesta abgeben. Der Gipfel des Olympus Mons ragt damit über die Atmosphäre des Mars hinaus in den Weltraum und wäre so der perfekte Standort für ein Teleskop. Ob der Vulkan noch aktiv ist, ist nicht ganz klar. Vor gerade einmal zwei Millionen Jahren scheint er zuletzt ausgebrochen zu sein.

Doch zurück zu den Valles Marineris. An deren Enden entspringen breite Stromtäler, die, wie die Forscher vermuten, in der Vergangenheit von Flüssen geformt wurden. Wenn sie in Krater münden, lassen sich teilweise Ablagerungen nachweisen, die an typische Flussdeltas erinnern. Womöglich gab es einen Zeitpunkt in der Vergangenheit des Mars, da die unterirdischen Eisvorräte durch globalen Vulkanismus schmolzen, sodass riesige Wassermengen abfließen mussten. Dass es sich bei den Ablagerungen tatsächlich um Sedimente handelt, konnte bisher jedoch noch nicht nachgewiesen werden. Die jüngsten dieser Stromtäler sollen sich noch vor wenigen Millionen Jahren gebildet haben. Das größte Exemplar, Ma'adim Vallis, ist bis zu 700 Kilometer lang, 20 Kilometer breit und 2000 Meter tief.

Ebenso unklar ist, worum es sich bei den dunklen Streifen handelt, die an vielen Kraterhängen zu beobachten sind und die sich jahreszeitlich verändern. Womöglich legen dort Staublawinen darunter liegende, dunkle Gesteinsschichten frei. Bei den Erosionsrinnen, die sich ebenfalls häufig an Steilhängen in der südlichen Hemisphäre finden, scheint ein Zusammenhang zu flüssigem beziehungsweise schmelzendem Wasser klarer, zumal sie sich nur in bestimmten Breiten zu bilden scheinen. Sie könnten aber auch von Kohlendioxid-Eis oder Staub-Bewegungen stammen.

Optisch besonders spannend sind die Sanddünen, die Sie in der Nähe des Nordpols besichtigen können. Auch sie verändern sich mit den Jahreszeiten. Im Winter sind sie mit einer zentimeterdicken Schicht aus Kohlendioxid-Eis bedeckt. Wenn der Frühling beginnt, bricht das Eis allmählich auf, sodass der dunkle Sand darunter sichtbar wird. Mit zunehmender Erwärmung verdampft auch tieferliegendes CO2 und trägt dabei Sand mit sich, den es auf der Oberseite der Dünen ablagert. Von dort bewegt sich der Sand mit dem Wind nach unten.

Der größte Teil der Marsoberfläche erscheint heute als trockene Wüste. Doch wie sich bei näherer Untersuchung zeigte, ist Wasser oft näher, als der Augenschein vermuten lässt. Der Curiosity-Rover der NASA fand beispielsweise in einigen Mineralen Wasseranteile von bis zu vier Prozent. In mittleren Breiten gibt es möglicherweise unter der Oberfläche Wassereis, das Gletscher in den Vereisungs-Perioden des Mars dorthin transportiert haben.

Weitere große Wasservorräte wurden unter den Eiskappen des Nord- und des Südpols nachgewiesen. Diese bis zu 5000 Meter (Nordpol) beziehungsweise 1500 Meter (Südpol) dicken Schichten bestehen zwar zu einem großen Teil aus Kohlendioxid (Trockeneis), aber auch aus einem Wassereis-Anteil. Radarmessungen der Sonde Mars Express ergaben, dass sich um den Südpol große Eisvorkommen unter der Oberfläche befinden müssen, die bis in eine Tiefe von 3700 Metern reichen und etwa zwei Dritteln des Volumens des Grönlandeises entsprechen. Geschmolzen könnten Sie den gesamten Mars mit einem elf Meter tiefen Ozean bedecken.

Allerdings wäre es derzeit kontraproduktiv, einen riesigen Schmelzofen am Südpol zu errichten. Wegen des niedrigen Atmosphärendrucks kann flüssiges Wasser an der Marsoberfläche nicht dauerhaft existieren – es verdampft einfach zu schnell. Die Siedetemperatur von Wasser, Bergsteiger wissen das, sinkt leider mit dem Luftdruck.

Die Bedingungen klingen insgesamt nicht günstig. Mars liegt am Rand der bewohnbaren Zone unseres Sonnensystems, die anhand der Toleranzgrenzen uns bekannter Lebensformen definiert ist. Grundsätzlich können besonders extremophile Arten auch unter Marsbedingungen überleben. Den Planeten etwa mit Flechten zu begrünen, scheint gar nicht so utopisch.

Eine andere Frage ist, ob womöglich marseigene Lebensformen die Jahrmilliarden Trockenheit überlebt haben. An der Oberfläche dürften dafür kaum die nötigen Voraussetzungen bestehen: Große Temperaturunterschiede, intensive ultraviolette Strahlung und die dünne Atmosphäre ohne flüssiges Wasser sprechen dagegen. Falls der Mars tatsächlich geologisch tot ist, also über keine vulkanische Aktivität mehr verfügt, schränkt das die Möglichkeiten weiter ein – ohne Wärmequelle aus dem Marsinneren ist Leben unter der Oberfläche unwahrscheinlich. Forscher meinten allerdings bereits, aktive Quellen des Kohlenwasserstoffs Methan nachgewiesen zu haben, die entweder vulkanologischen oder bakteriellen Ursprungs sein könnten. Beides wäre eine gute Nachricht gewesen, denn in jedem Fall gäbe es damit Orte, an denen primitives Leben möglich ist.

Diese Hoffnung machen nun allerdings neueste Messungen des NASA-Rovers Curiosity zunichte. Im Wissenschaftsmagazin Science berichten Forscher, dass das Laser-Spektrometer des Rovers keinerlei Spuren von Methan nachweisen konnte. Frühere Messungen von der Erde oder der Mars-Umlaufbahn aus scheinen demnach wohl fehlerhaft, denn das Messinstrument von Curiosity ist wesentlich genauer und spezifischer auf Methan einstellbar. Die Werte liegen insgesamt so niedrig, dass sowohl die gegenwärtige als auch die frühere Existenz von Leben, wie wir es kennen, als unwahrscheinlich gelten muss. In ihrer Arbeit diskutieren die Forscher auch, was die früheren Methan-Nachweise so unglaubwürdig macht. Es scheint, als habe bisher der Wunsch, Leben außerhalb der Erde zu entdecken, die Interpretation der Ergebnisse beeinflusst.

Der Mars besitzt nur zwei kümmerliche Monde, Phobos und Deimos, die eine unregelmäßige Gestalt haben und vermutlich aus dem Asteroidengürtel zugewandert sind. Phobos, mit 26,8 mal 22,4 mal 18,4 Kilometern der größere von beiden, fliegt in nur 6000 Kilometern Abstand über der Oberfläche. Durch die Gezeitenwirkung nähert er sich dem Planeten auf einer Spiralbahn; in 50 Millionen Jahren dürfte er endgültig abstürzen oder auch zerrissen werden und den Mars in Form eines Ringes umkreisen.

Der leichtere Deimos (15,0 mal 12,2 mal 10,4 Kilometer) hingegen ist auf dem besten Wege, dem Mars zu entfliehen – irgendwann in ferner Zukunft wird er sich erneut dem Asteroidengürtel zugesellen.

Das groß angelegte Mars-Programm, das George W. Bush 2004 angekündigt hatte und das von einem bemannten Marsflug gekrönt werden sollte, ist längst Budgetkürzungen zum Opfer gefallen. Die NASA peilt Flüge eher in den 2030ern an, ebenso das europäische Aurora-Programm. Eine solche Reise wäre zunächst womöglich ein Flug ohne Wiederkehr.

Freiwillige scheint es genug zu geben – auf einen Aufruf der niederländischen gemeinnützigen Organisation Mars One im Frühjahr 2013 jedenfalls meldeten sich über 10000 Interessierte. Mars One möchte die für 2022 geplante Expedition aus privaten Mitteln finanzieren und schätzt, dass sechs Milliarden Dollar genügen müssten (die Spirit-Mission der NASA hat zum Beispiel 2,5 Milliarden Dollar gekostet).

Die Marsreisenden müssten sich allerdings darauf gefasst machen, durch die kosmische Strahlung während des Flugs ihr Krebsrisiko zu erhöhen. Bei einer täglichen Dosis von 1,8 Millisievert, wie die NASA sie jetzt bei der Curiosity-Mission gemessen hat, käme ein Mars-Reisender während der über 500 Tage langen Reise auf etwa ein Sievert – und damit ein Risiko von 5 Prozent, eine Krebsart zu entwickeln.

Ein moralisches Problem müsste die Menschheit zuvor ebenfalls noch lösen: Mit dem ersten Astronauten, der auf dem Mars aussteigt, ist eine Kontamination des Planeten fast nicht auszuschließen. Womöglich würden Erd-Bakterien ja die letzten Überreste des Mars-Lebens ausrotten, das nun 3,5 Milliarden Jahre unter ungünstigsten Bedingungen ausgehalten hat.