Atmosphärenaufbau

Atmosphärenaufbau (Atmospheric Engineering) ist die gezielte Veränderung oder Erzeugung einer planetaren Atmosphäre, um sie für Menschen bewohnbar zu machen. Auf dem Mars wären mehrere Schritte nötig: Erwärmung → Verdickung → Sauerstoffanreicherung.

Schritt 1: Erwärmung. Der Mars hat CO₂-Eis an den Polen und im Regolith gebunden. Eine Erwärmung um wenige Grad könnte einen Treibhauseffekt in Gang setzen: CO₂ sublimiert, verdichtet die Atmosphäre, was wiederum mehr Wärme speichert. Vorgeschlagene Methoden: orbitale Spiegel, die Sonnenlicht auf die Pole lenken; Einbringung von Treibhausgasen (CFCs, PFCs); dunkle Partikel auf den Polkappen, die Sonnenlicht absorbieren.

Schritt 2: Verdickung. Selbst wenn alles CO₂ des Mars freigesetzt würde, erreicht der Druck nur geschätzt 1,5–15 % des Erddrucks, laut einer NASA-Studie von 2018 reicht das verfügbare CO₂ nicht für einen signifikanten Treibhauseffekt.

Schritt 3: Sauerstoff. Biologisch (Cyanobakterien, Pflanzen) oder industriell (ISRU-Elektrolyse) müsste über Jahrhunderte bis Jahrtausende Sauerstoff produziert werden. Die Große Sauerstoffkatastrophe auf der Erde dauerte rund 300 Millionen Jahre, selbst mit biotechnologisch optimierten Organismen wäre der Prozess extrem langwierig.

Ohne ein Mars-Magnetfeld würde der Sonnenwind die Atmosphäre zudem kontinuierlich abtragen, ein zusätzliches Problem, das gelöst werden müsste.

Gerade die NASA-Studie von 2018 hat dem populären Traum vom grünen Mars einen herben Dämpfer versetzt, denn sie kam zu dem Schluss, dass mit heutiger Technik schlicht nicht genug Treibhausgas verfügbar ist, um den Mars nennenswert zu erwärmen. Das im Boden und in den Polkappen gebundene Kohlendioxid reicht bei weitem nicht aus, um einen sich selbst verstärkenden Treibhauseffekt in Gang zu setzen. Damit verschiebt sich der Atmosphärenaufbau von einem absehbaren Ingenieursprojekt in den Bereich ferner Spekulation, der gewaltige Eingriffe wie das Einschlagen ammoniakreicher Kometen oder den Bau riesiger Treibhausgasfabriken erfordern würde. Hinzu kommt das ungelöste Problem des fehlenden Magnetfeldes, das jede neu geschaffene Atmosphäre über geologische Zeiträume wieder an den Sonnenwind verlieren würde. Genau deshalb gilt das vollständige Terraforming heute als das ferne Ende einer langen Reihe von Schritten, die mit bescheideneren Ansätzen wie überdachten Kratern beginnen. Die Science-Fiction, allen voran Kim Stanley Robinsons Mars-Trilogie, schöpft gerade aus dieser Spannung zwischen kühner Vision und nüchterner physikalischer Grenze.