mini|Grafik von Menschen auf dem Mars mini|Konzept einer bemannten Marslandung aus dem Jahr 1963 Der bemannte Marsflug ist ein Projekt verschiedener Raumfahrtnationen für Flüge in eine Marsumlaufbahn oder Landungen auf der Oberfläche des Planeten. Die US-amerikanische Weltraumbehörde NASA (Raumschiff DST), die russische Raumfahrtagentur Roskosmos und die Volksrepublik China streben als erklärte Fernziele bemannte Marsexpeditionen an. Auch das kommerzielle Raumfahrtunternehmen SpaceX verfolgt entsprechende Pläne und treibt hierzu die Entwicklung des Raumschiffs Starship voran.
Transfer mini|hochkant=1.8|Mars-Oppositionen (größte Annäherungen an die Erde, in AE) zwischen 2013 und 2062
Die Flugbahn zum Mars orientiert sich meist am energetisch günstigsten Hohmann-Transfer zwischen Planeten. Für den Transfer zum Mars würde diese Reise etwa neun Monate dauern. Der Mars Reconnaissance Orbiter hat jedoch mit einer abweichenden Flugbahn und höherem Energieaufwand den Weg auch schon in sieben Monaten bewältigt. Die Verweildauer auf dem Mars bis zum nächsten Hohmann-Transfer zurück zur Erde betrüge etwa 500 Tage. Theoretisch errechnet wurde, dass mit entsprechendem Energieaufwand die kürzeste Dauer einer vollständigen Mission etwa 450 Tage betragen könnte.Wernher von Braun,
Die Bahnbewegungen von Mars und Erde erlauben keine beliebigen Transfers. Die synodische Periode für Erde-Mars liegt bei 764 bis 811 Tagen, sodass etwa alle 2 Jahre und 2 Monate ein günstiges Zeitfenster für den Start liegt. Die Zahlen für den Transfer schwanken durch die Exzentrizität der Planetenbahnen, was auch den Energiebedarf beeinflusst. Etwa alle 15 Jahre strebt dieser einem Minimum zu, in dem der Energieverbrauch gegenüber dem Maximum halbiert ist. Die nächsten Minima liegen in den Jahren 2035 und 2050. Für die unbemannten Mars-Raumsonden hatte dieser Zusammenhang bisher wenig praktische Bedeutung, da seit den 1990er Jahren jedes Startfenster genutzt wurde.
Planungen einzelner Nationen und Organisationen
Bereits im September 1951 hatte Wernher von Braun „dem 2. Astronautischen Kongreß in London den bis in alle Einzelheiten ausgearbeiteten Plan einer ersten Marsexpedition“ unterbreitet.
In der Vergangenheit haben immer wieder einzelne Nationen und Organisationen Absichtserklärungen zur Planung und Durchführung einer bemannten Marsmission abgegeben. Für die Vereinigten Staaten ist eine solche Mission erklärtes Fernziel.
Alle vorgestellten Planungen sind lediglich Konzeptstudien, genehmigte Programme und erst recht eine entsprechende Finanzierung gibt es nicht.
rechts|75px|Logo der NASA
USA
mini|hochkant=1.4|Crew and Cargo Mars Transfer Vehicles (NASA-Studie: Design Reference Mission Architecture 5.0)
Die ersten Planungen für einen bemannten Flug zum Mars entstanden im Vorfeld und im Verlauf des Apollo-Programms der USA. Boeing erstellte im Auftrag der NASA die IMIS-Studie für einen bemannten Marsflug. Nach der Mondlandung 1969 und dem Ende des Apollo-Programms wurde das Ziel aber nicht weiterverfolgt.
US-Präsident George H. W. Bush stellte 1992 neue Pläne zu einer bemannten Marsmission vor und beauftragte die NASA, den Kostenrahmen zu kalkulieren. Angesichts der projektierten Kosten von 400 Milliarden US-Dollar wurde der Ansatz aber wieder verworfen.
Sein Sohn, US-Präsident George W. Bush, stellte Anfang 2004 eine neue, langfristige Planung für die NASA vor, die den Schwerpunkt auf bemannte Missionen zum Mond und zum Mars setzte. Neu war hierbei ein Kostenplan, der die Finanzierung der Entwicklung mit Auslaufen der Shuttle- und der ISS-Programme über einen Zeitraum von 30 Jahren vorsah.
Zur Umsetzung der Ziele wurde von der NASA das Raumfahrtprogramm Constellation gestartet. Im Rahmen dieses Programms sollte im ersten Schritt bis 2010 mit dem Raumschiff Orion (früher Crew Exploration Vehicle genannt) ein neues bemanntes Raumfahrzeug gebaut werden, mit dem die Astronauten zunächst zum Mond und später auch zum Mars hätten fliegen können. Als Trägerrakete wurde das Space Launch System entwickelt, das in der stärksten Version mehr Nutzlastkapazität haben soll als die Saturn V der Apollo-Missionen. Weiter sollte nach den Plänen der NASA ab 2024 eine dauerhaft bemannte Mondstation heranwachsen, die ausdrücklich auch als Vorstufe für den Flug zum Mars gedacht war.
Am 2. Februar 2010 wurde bekannt, dass das Programm der USA für einen neuen bemannten Mondflug aufgrund von Einschnitten im Haushalt gestrichen wurde. Damit verzögert sich auch die Entwicklung der Raumfahrzeuge, die für den bemannten Flug zum Mars benötigt werden.. Deutschlandradio, aufgerufen am 14. Dezember 2010
mini|hochkant=1.2|Deep Space Gateway im Mondorbit mini|hochkant=1.2|Flugbahn einer bemannten Marsmission
Zwei Monate später stellte US-Präsident Barack Obama in einer Rede am 16. April 2010 im Kennedy Space Center in Florida seine Pläne für die US-amerikanische Raumfahrt vor. Sie sahen folgendes vor:Stefan Deiters: Obama hat Asteroiden und Mars im Visier. Astronews.com – Der deutschsprachige Online-Dienst für Astronomie, Astrophysik und Raumfahrt, aufgerufen am 14. Dezember 2010
Orion sollte zu einer Rettungskapsel entwickelt werden, zudem plante man ein Nachfolgemodell. Bemannte Missionen sollten im Jahre 2025 Menschen hinter die Mondbahn führen und auf einem Asteroiden landen. Menschen würden Mitte der 2030er-Jahre in eine Umlaufbahn um den Mars gelangen und dann zur Erde zurückfliegen. Darauf würde eine bemannte Landung auf dem Mars erfolgen.
Eine Studie der NASA kam 2015 zum Ergebnis, dass eine bemannte Marsumrundung bereits 2033 möglich wäre. 2039 könnte dann die erste Landung stattfinden. Vier Jahre später kam eine weitere Studie im Auftrag der NASA zu dem Ergebnis, dass ein bemannter Flug zum Mars (mit dem angedachten Deep-Space-Transport-System) frühestens Ende der 2030er Jahre machbar wäre.
Im April 2017 stellte die NASA einen Zeitplan für die Raumstation Lunar Orbital Platform-Gateway vor, die als Basis für einen bemannten Marsflug in den 2030ern hätte dienen könnte. Eine Landung war dabei noch nicht geplant.
Russland
rechts|80px|Logo von Roskosmos
Die russische Raumfahrtagentur Roskosmos arbeitet an Konzepten für einen bemannten Marsflug in der ersten Hälfte des 21. Jahrhunderts. In Zusammenarbeit mit der Europäischen Weltraumorganisation ESA wurde die Testsimulation Mars-500 auf der Erde durchgeführt. Sechs Personen lebten vom 3. Juni 2010 bis zum 4. November 2011 für 520 Tage in hermetisch abgeschlossenen Modulen.
Der leitende Konstrukteur Witali Lopota von RKK Energija gab Anfang 2010 bekannt, dass in Russland mit der Entwicklung eines Megawatt-Kernreaktors für einen neuartigen Raumschiffantrieb begonnen worden sei. Bis 2012 sollten die Planungen sowie die Computermodellierung und -simulation abgeschlossen sein. Die Entwicklung der kerntechnischen Anlage sollte bis 2015, das dazugehörige Transportmodul bis 2018 fertiggestellt werden. Mit der Umsetzung des Kernreaktors wurde Rosatom beauftragt; die Triebwerke, Verdichterturbinen und Generatoren sollen von Roskosmos entwickelt werden. Die Gesamtkosten wurden auf mehr als 17 Milliarden Rubel veranschlagt. Ziel ist ein bis zu 20-mal höherer spezifischer Impuls als bei chemischen Raketentriebwerken; die Flugzeit zum Mars könne damit auf vier bis sechs Wochen verkürzt werden.https://www.roscosmos.ru/10865/ (Roskosmos: Die Entwicklung eines nuklearen Antriebes ermöglicht den Flug zum Mars innerhalb eines Monats). Роскосмос (Roskosmos, russisch), 20. Juni 2010, aufgerufen am 14. Dezember 2010
Volksrepublik China
Da die Verantwortlichen in China erst mit Robotern eine Infrastruktur auf dem Mars aufbauen wollen, geht man dort von bemannten Missionen ab etwa 2120 aus. Ein entsprechendes technisches Konzept wurde am 16. Juni 2021 von der Chinesischen Akademie für Trägerraketentechnologie auf der Global Space Exploration Conference in Sankt Petersburg vorgestellt.
Der Kern des Konzepts ist das Raumtransportsystem für bemannte Marserkundung, ein modulares Raumschiff, das in einer erdnahen Umlaufbahn zusammengebaut wird, nach demselben Prinzip wie die Chinesische Raumstation, wobei in diesem Fall die schwere Trägerrakete Langer Marsch 9 für den Transport der Komponenten ins All zum Einsatz kommen soll. Als Antrieb ist für den Übergang vom erdnahen Orbit in eine hochelliptische Umlaufbahn ein nuklear-elektrischer Antrieb vorgesehen. Dort steigen die Raumfahrer zu. Beim eigentlichen Flug zum Mars soll ein noch zu entwickelnder nuklear-thermischer Antrieb mit flüssigem Wasserstoff als Stützmasse zum Einsatz kommen.
rechts|75px
Indien
Indiens Präsident A. P. J. Abdul Kalam stieß am 26. Juni 2004 als Erster indische Marspläne an, indem er den USA vorschlug, ein US-amerikanisch-indisches Team bis zum Jahr 2050 auf den Mars zu schicken. Dieser Vorschlag für Indiens Raumfahrt erfolgte kurz nachdem die USA und Indien eine engere Zusammenarbeit im Bereich der Raumfahrt vereinbart hatten. Kalam war früher bereits für die Entwicklung indischer Raketenprogramme verantwortlich.
rechts|200x200px SpaceX
Das US-amerikanische Unternehmen SpaceX möchte im Laufe der 2020er Jahre unbemannte wie bemannte Flüge zum Mars anbieten und damit letztlich eine Marskolonisation ermöglichen. Erste Planungen, die Marsflüge mit einer „Dragon“-Raumkapsel bereits für das Jahr 2018 vorsahen, wurden zugunsten eines wesentlich größeren Transportsystems verworfen: Seit 2017 entwickelt SpaceX das Starship-Raketensystem, das vollständig wiederverwendbar sein soll und nach Unternehmensangaben über 100 Tonnen Fracht oder bis zu 100 Personen zum Mars transportieren können soll. Den für eine Rückkehr zur Erde benötigten Treibstoff, bestehend aus Methan und Flüssigsauerstoff, plant SpaceX automatisiert auf dem Mars herzustellen. Durch die vollständige Wiederverwendbarkeit möchte das Unternehmen weitaus niedrigere Transportkosten als bei allen heute im Einsatz stehenden Raketen erreichen. Erste Frachtflüge zum Mars sollen bemannte Missionen vorbereiten.
Grundlagenforschung Das ÖWF führte 2018 in Oman die Simulation AMADEE-18 durch. Die Drohne AVI-NAV der Alpen-Adria-Universität Klagenfurt navigierte auf Basis der Bilder einer Videokamera in der kargen Wüstenlandschaft. Mittels der CheMin-Technologie der NASA wurde durch Laser Mineral zu Plasma zersetzt, um es chemisch zu analysieren; Ziel ist das Auffinden von Wasser. Kresse wurde in einem ferngesteuerten Gewächshaus gezogen, einem Experiment der italienischen Raumfahrtagentur. Die Kosten in Höhe von 5,5 Mio. € wurden überwiegend durch Oman und durch Beiträge aus der Wirtschaft finanziert.
Mit dem Projekt Chapea simuliert die NASA seit 2023, das Zusammensein und die Versorgung einer Gruppe von Menschen für die für einen Marsflug und -aufenthalt nötige Dauer.
Aufgegebene oder gescheiterte Planungen Europa rechts|80px|Logo der Esa Die europäische Raumfahrt-Agentur ESA setzte 2001 das Aurora-Programm auf, dessen Ziel unter anderem die Planung einer bemannten Mond- und Marsmission ist. Eine Landung von Astronauten auf dem Mars wurde für das Jahr 2033 ins Auge gefasst. Gemeinsam mit Russland startete die ESA das Raumsondenprojekt ExoMars. Im April 2010 wurde die Hauptseite des Aurora-Projekts von der ESA-Website genommen.
Mars One Mars One war ein niederländisches Unternehmen, das erklärte, bis zum Jahr 2026 eine Marsbasis errichten und dort Menschen ansiedeln zu wollen. Es handelte sich um ein Mars-to-Stay-Konzept, das heißt die teilnehmenden Astronauten wären nicht zur Erde zurückgekehrt, sondern hätten ihr restliches Leben auf dem Mars verbracht. Mit zunehmender Dauer des Projektes entpuppte es sich als Schimäre. Weder Finanzierung noch technische Umsetzung schritten voran, auch der Auswahlprozess der Astronauten verlief im Sande. Im Januar 2019 wurde bei Mars One das Konkursverfahren eröffnet, womit sie aufgelöst wurde.
Auswirkungen auf die Astronauten
Physiologie