Die Landung des Rovers Curiosity auf dem Mars, nachgezeichnet

Andrea Boyd hat auf der Erde eigentlich genug erlebt. Sie ist auf Sizilien zur Schule gegangen, hat Wüsten durchquert und in einer australischen Uranmine Maschinen repariert, die Antarktis steht noch auf ihrer To-do-Liste. Jetzt nippt sie in einer Kneipe der niederländischen Stadt Leiden an einem dunklen Bier, twittert nebenbei und redet über den nächsten logischen Schritt ihrer Biografie: die Reise zum Mars. Ohne Rückflug.

Sie ist eine von 705 Kandidaten für einen Platz auf einer Marsfähre, die im Jahr 2025 starten und nie zurückkommen soll. Mars One heißt die private Initiative. "Ein unglaublich faszinierendes Experiment" hat der Physik-Nobelpreisträger Gerard ’t Hooft sie genannt. Als "dumme Mission" bezeichnete sie Johann-Dietrich Wörner, Chef des Deutschen Zentrums für Luft und Raumfahrt (DLR). "Ein aufregendes Projekt", sagt Boyd, "ich möchte unbedingt fliegen."

Andrea Boyd ist keine Spinnerin, im Gegenteil. Wenige Menschen kennen den Alltag im Weltall so gut wie sie. Fast täglich hat sie Kontakt zu den Astronauten auf der Internationalen Raumstation (ISS). Vom Europäischen Astronautenzentrum in Köln aus koordiniert sie mit ihren Kollegen die Forschung im europäischen Modul der ISS. Sie ist 30 Jahre alt und hat alle medizinischen Eingangstests bestanden, die auch Bewerber für eine Astronautenausbildung absolvieren müssen. Was sagt ihre Familie zum Marstrip? "Die erwarten von mir nichts anderes."

Es ist noch nicht lange her, da galt die bemannte Raumfahrt als überholt. Es sei billiger und ungefährlicher, Roboter ins All zu schicken, hieß es. Heute sind Menschen im All wieder cool. Das Weltraumdrama Gravity heimste sieben Oscars ein. Der Astronaut Chris Hadfield begeisterte Millionen Menschen mit einem Musikvideo von der ISS. Und einige Internetmilliardäre haben nach dem Cyberspace nun den realen Weltraum entdeckt. Elon Musk etwa, reich geworden mit dem Bezahldienst PayPal, baut mit seinem Unternehmen SpaceX Raketen, die aus Weltraumtransporten ein Geschäftsmodell machen sollen. Sogar Deutschland ist wieder oben: Alexander Gerst schwebt nun ein halbes Jahr lang auf der ISS um die Erde. "Die Menschen werden versuchen, andere Planeten zu besiedeln. Davon bin ich fest überzeugt", sagt DLR-Chef Wörner.

Dieser Text stammt aus dem ZEIT Wissen 4/2014, das am Kiosk erhältlich ist.

Motive gibt es genug: die Entdeckernatur des Menschen, das Risiko eines Asteroideneinschlags, die Überbevölkerung, die Suche nach Rohstoffen. Spätestens in ein paar Hundert Millionen Jahren müssten sich unsere Nachfahren ohnehin eine zweite Heimat suchen. Dann werden die Ozeane verdampfen, weil die Sonne sich aufbläht und die Erde dabei immer stärker erhitzt. Aber können wir dauerhaft im All leben? Wie kommen wir da hin? Was essen wir? Und was machen wir den ganzen Tag?

Erstaunlich viele Forscher denken darüber nach. Mit ihrer Hilfe haben wir fünf Reiseziele im Weltraum verglichen: die Erdumlaufbahn, den Mond, den Mars, die Asteroiden und Trabanten der großen Gasplaneten – und das nächstgelegene Sonnensystem um den Stern Alpha Centauri. Kein Zweifel, es wartet noch viel Arbeit auf Forscher und Ingenieure, um Aussiedler dorthin zu bringen. Aber an Freiwilligen wird es nicht mangeln: Für die Hinfahrt zum Mars reichten 200.000 Erdenbürger eine Bewerbung ein.

1. Die Stadt im Orbit

Sollen die Menschen Kolonien im Weltall errichten? "Wir haben schon längst damit begonnen", sagt der kanadische Astronaut Chris Hadfield. Er sitzt er in einem Hamburger Luxushotel und gibt Interviews im Halbstundentakt. Er wirkt schmächtiger als in dem Video, mit dem er berühmt wurde, vielleicht weil die Schwerkraft wieder an ihm zieht. Hadfield sang vor einem Jahr auf der ISS Space Oddity von David Bowie, schwebend und Gitarre spielend, und filmte sich dabei. "Vor dreizehneinhalb Jahren haben wir mit der Kolonialisierung begonnen", sagt er nun, "nicht als Nation, sondern als Spezies." Damals starteten die ersten Astronauten zur ISS. Für Orbitalstädte mit mehreren Kilometern Durchmesser, wie sie der Physiker Gerard O’Neill in den siebziger Jahren entwarf, ist es zwar noch zu früh. Die Baupläne sind aber längst in Arbeit.

Wie kommen wir da hin? Die Raumfahrt nutzt seit jeher Wegwerfraketen, die Hunderte Tonnen Treibstoff verbrennen, um eine Geschwindigkeit von über 28.000 Stundenkilometern zu erreichen. So schnell müssen sie sein, um in die Umlaufbahn der Erde zu kommen, und kein anderer Antrieb erreicht derzeit in so kurzer Zeit den nötigen Schub. "Das klassische Raketentriebwerk ist gar nicht so schlecht", sagt der Raumfahrtingenieur Peter Rickmers von der Universität Bremen. Aber da geht noch was. Die britische Firma Reaction Engines entwickelt derzeit das "Skylon", eine Mischung aus Flugzeug und Rakete, das eine Nutzlast von zwölf Tonnen in den Orbit bringen und wieder landen soll. Es würde nicht nur Flüssigsauerstoff wie das Space Shuttle, sondern anfangs auch Sauerstoff der Atmosphäre nutzen und soll zwei Tage nach der Landung wieder startklar sein. Das Unternehmen SpaceX dagegen will seine Rakete nach der Rückkehr wieder aufrecht stehend landen – abgebremst nur durch die Triebwerke. Ein Testflug in 750 Meter Höhe war erfolgreich. Dadurch würden sich die Startkosten drastisch reduzieren.

Wie überleben wir? Eines der größten Risiken für Menschen im All ist die Teilchenstrahlung der Sonne und aus dem Kosmos. Auf der Erde schützen uns das Erdmagnetfeld und die Atmosphäre weitgehend davor, im All fehlt dieser Filter. Wer sich ein Jahr lang auf der ISS aufhält, bekommt eine Dosis von 160 Millisievert ab (die typische Jahresdosis von Piloten beträgt ein bis fünf Millisievert). Die Wahrscheinlichkeit, dadurch an Krebs zu erkranken, beträgt für einen 45-jährigen Astronauten etwa zwei Prozent, für Frauen etwas mehr. Eine raffinierte Idee, die Bewohner einer Raumstation zu schützen, ist ein künstliches Magnetfeld. Nasa-Forscher experimentieren mit supraleitenden Materialien und stellten im April eine Konzeptstudie vor, wie man einen magnetischen Schutzschirm erzeugen könnte.

Was machen wir den ganzen Tag? In künftigen Raumstationen würde geschraubt und geschweißt – so stellt es sich jedenfalls Reaction Engines vor. Die Firma hat eine Werft für Marsfähren entworfen. Die Orbital Base Station soll eine Länge von 100 Metern und einen Durchmesser von 40 Metern haben. Zehn Milliarden Dollar und 72 Skylon-Flüge wären nötig, um die Bauteile in die Umlaufbahn zu bringen. Außerdem sollten die Menschen viel Zeit auf Fitnessgeräten verbringen. Astronauten auf der ISS hatten nach sechs Monaten im Durchschnitt 13 Prozent ihres Wadenmuskelvolumens eingebüßt – obwohl sie 50 Minuten am Tag auf dem Laufband oder einem Rad trainiert hatten. Im All müsste man zwar keine Lasten heben, aber Muskeln sind wichtig für das Knochengerüst und das Herz-Kreislauf-System. Welche Folgen ihr Verlust für die Gesundheit hätte, müssten die Siedler erst am eigenen Leib ausprobieren. Sie wären ihre eigenen Versuchskaninchen.