Nasa-Forscher erklären: Deshalb ist der Saturnmond Titan das bessere Ziel als der Mars

Forscher:innen rücken zunehmend den Saturnmond Titan als Basis für Deep-Space-Missionen in den Fokus. Wie in einer auf der Plattform Arxiv veröffentlichten Studie zu lesen ist, bietet dieser Himmelskörper fundamentale logistische Vorteile gegenüber dem Mars. Das Team um den Astronomen Conor A. Nixon vom Nasa Goddard Space Flight Center vergleicht in der Untersuchung die direkte Nutzbarkeit lokaler Rohstoffe für künftige Raumfahrtmissionen. Dieses Konzept der lokalen Nutzung wird in der Raumfahrt als In-Situ Resource Utilization bezeichnet. Raumfahrer:innen müssen dadurch nicht jedes Kilogramm Treibstoff, Wasser oder Baumaterial extrem kostenintensiv von der Erde einfliegen lassen. Stattdessen etablieren sie eine Infrastruktur, die primär die Ressourcen einsetzt, die sie am Zielort vorfinden. Die Effizienz dieses Ansatzes entscheidet maßgeblich über die langfristige Machbarkeit planetarer Siedlungen. Titan schlägt Mars bei der Chemie Der Mars erfordert bei der lokalen Rohstoffgewinnung enorm aufwendige chemische Zwischenschritte. Um dort aus dem vorhandenen Kohlendioxid der dünnen Atmosphäre Methan für Raketentreibstoffe herzustellen, müssen komplexe und sehr energiehungrige Verfahren angewendet werden. Auf dem Titan entfallen diese Prozessschritte nahezu vollständig, da die benötigten chemischen Bausteine bereits als Grundstoffe auf der Oberfläche existieren. Titan ist neben der Erde der einzige bekannte Himmelskörper im Sonnensystem, der über stabile Flüssigkeiten auf seiner Oberfläche verfügt. An den Polen existieren riesige Seen aus flüssigen Kohlenwasserstoffen, vor allem Methan und Ethan. „Titan sprudelt vor Kohlenwasserstoffen – was wir auf der Erde Öl und Erdgas nennen“, erklärte Nixon laut Universe Today. Baustoffe und Atemluft direkt vor Ort Aus diesen natürlichen Kohlenwasserstoff-Reservoirs lassen sich nicht nur Treibstoffe, sondern auch essenzielle Grundstoffe für die Industrie gewinnen. Die Materialien dienen als Basis für die Produktion von Kunststoffen, Lösungsmitteln und synthetischen Gummis. Die Forscherinnen Ye Lu vom Worcester Polytechnic Institute und Jennifer E. Ruliffson von der University of Florida haben in der Studie entsprechende Verarbeitungsketten skizziert. Künftige Astronaut:innen könnten diese Rohstoffe direkt für den 3D-Druck von Ersatzteilen oder Werkzeugen nutzen. Ein weiteres zentrales Element für das menschliche Überleben ist der Zugang zu Sauerstoff. Die harte Kruste des Titan besteht zu großen Teilen aus gefrorenem Wasser. Diese Eise lassen sich durch simple Elektrolyse in Wasserstoff und den dringend benötigten Sauerstoff aufspalten. Der gewonnene Sauerstoff dient anschließend nicht nur als Atemluft für die Besatzung, sondern funktioniert gemeinsam mit den geförderten Kohlenwasserstoffen als hocheffizienter Raketentreibstoff für Rückflüge oder Missionen tiefer in das Sonnensystem. Die logistischen und physikalischen Hürden Trotz dieser immensen rohstofftechnischen Vorteile bringt der Saturnmond massive ingenieurstechnische Hürden mit sich. Die Durchschnittstemperaturen auf der Oberfläche liegen bei rund minus 180 Grad Celsius, was extreme Anforderungen an jegliche Hardware und Lebenserhaltungssysteme stellt. Sämtliche Materialien müssen dieser kryogenen Kälte dauerhaft standhalten, ohne spröde zu werden oder ihre strukturelle Integrität zu verlieren. Zudem liefert der Mond aufgrund seiner dichten Atmosphäre und der großen Distanz zur Sonne kaum nutzbare Solarenergie, weshalb zwingend nukleare Energiequellen mitgeführt werden müssen. Ein fundamentaler logistischer Nachteil ist zudem der absolute Mangel an schweren Elementen. Auf der Oberfläche des Titan gibt es nach aktuellem Wissensstand keine zugänglichen Erze oder metallischen Vorkommen, die abgebaut und verhüttet werden könnten. Jedes Bauteil aus Metall, jeder Kupferdraht und jede Steuerplatine muss zwingend von der Erde oder von vorbeifliegenden, metallreichen Asteroiden importiert werden. Jegliche Siedlungen auf dem Titan müssten daher eine extrem strenge Recycling-Infrastruktur für diese importierten Metalle aufbauen, um Ausfälle zu kompensieren. Dennoch belegt die Untersuchung, dass die chemischen Vorteile der lokalen Kohlenwasserstoffe den Himmelskörper zu einem hochgradig relevanten Außenposten machen. Der Mars dürfte der bemannten Raumfahrt als erstes Sprungbrett dienen, doch das Fundament für eine dauerhafte Industriestadt im All schient weitaus eher der Saturnmond zu bieten.