Terraforming vs. Orbitale

**Bynaus** · 27.08.2009, 07:31

Und die Basis des Orbitals, das Bynaus verlinkt hat, besteht aus Unobtainium, das kommt, soweit ich weiß, in Asteroiden gar nicht vor.

Ja, das stimmt für die grössten Banks-Orbitale, die Millionen von Kilometern Umfang haben. Belässt man es bei einigen 1000 km, reichen CNT (carbon nano tubes). Kohlenstoff gibt es auf Asteroiden in grossen Mengen.

Natürlich müsste man die entsprechenden Fabriken ins Weltall bringen (über einen Weltraumlift vielleicht, oder in kleinen, aufeinander aufbauenden Schritten, wobei man zuerst eine kleine Fabrik raufschafft, die eine geringe Menge Rohstoffe prozessieren kann, und dann mit weiteren Teilen von der Erde und prozessiertem Material die Fabrik ausbaut, etc.). Die Quellen der Rohstoffe sind ganz unterschiedlich, je nach Chemie:

- Siderophile Rohstoffe wie Eisen, Gold, Platin-Gruppenelemente, Phosphor kommen von Eisenasteroiden.

- Lithophile Rohstoffe wie Aluminium, Silizium(dioxid), Uran und Thorium kommen vom Mond und Mars.

- Volatile Rohstoffe wie Wasser, Stickstoff, Kohlenstoff von ausgebrannten Kometenkernen.

Aber du hast natürlich recht, dass das viel einfacher gesagt ist als getan. Es wird eine sehr grosse Arbeit werden, diese theoretischen Gedanken in die Tat umzusetzen.

**Kibo** · 27.08.2009, 12:26

Also ich frage mich wo man so ein Orbital denn bitte aufbauen will.
man kann das ja aschlecht im Asteroidengürtel zwischen Mars und Jupiter bauen oder? Da kommt ja nit mehr so wirklich viel Sonneneinstrahlung an um das Teil mit Energie zu versorgen. In direkter Nachbarschaft von riesigen Gesteinsbrocken mit schwer vorhersehbaren Bahnen zu sein stell ich mir auch nicht sonderlich prickelnd vor. Man muss sich wohl Zwischen sicherheit und nahen Rohstoffen entscheiden. Die Frage des Abbaus eines solchen Asteroiden ist ja auch nioch nicht geklärt, man kann da ja schlecht einfach andocken oder so

, müsste man schon kleine Shuttels und transportable Bergbaueinrichtungen mit dazu errichten.

Du kannst es dir auch so überlegen: Stell dir vor, in einem System bekommen zwei intelligente Spezies einen erdgrossen Planeten zugeteilt. Die eine Spezies terraformt ihren Planeten, die andere nimmt ihn auseinander und baut ein paar Millionen Orbitale (von der Klasse, die ich dir oben verlinkt habe) mit dem Material. Welche hat wohl innert kürzester Zeit die Überhand?

Naja das Material eines Planeten in den Orbit zu schaffen ist schon ne ganz schöne Arbeit x.x eher haben die Terraformer ihre erten Kuppeln fertig, sicher wenn mans erstmal schafft die ganzen Orbitale zu bauen gewinnt man dann schon die Oberhand blos Terraformen wird am anfang wirtschaftlicher sein wenns wirklcih um Planeten geht

**Kibo** · 27.08.2009, 12:41

Zur sache der Sicherheit möcht ich noch Sagen, klar kann man ein Orbital so stabil bauen, dass Ein einschlag nahezu folgenlos bleibt aber man will ja auch sicher irgendwie Pflanzen anbauen wofür man dann wieder licht braucht, also Fenster dass ist dann ganz eindeutig ne Schwachstelle wo ein Einschlag verherende Auswirkungen hätte. Generell würd ich sagen, je größer man baut um So sicherer wird das Orbital. Man hat mehr Shots und man kann redundante Systeme bauen. Meiner Einschätzung nach ist für das blose Aufrecht erhalten eines Orbitals wesentlich merh Aufwand nötig als bei einer Kuppel auf einem Planeten. Wenn ich so ein Teil allerdings nur dazu baue um Metalle zu fördern eigent es sich natürlich besser weil einem keine Schwerkraft beim schürfen und abtransport behindert und die Resourcen in nahezu unbegrenzeter Menge vorhanden sind. Auf einem Planeten muss man natürlich nen geeigneten Standort suchen wo man Metalle findet. Die Ausbeute ist da logischerweise geringer aber den Eigenbedarf deckt es.

Es ist unbestreitbar das man auf einem Planeten wie dem Mars, die Bevölkerung leichter mit Nahrungsmitteln und sonstigen biologisch erzeugten Produkten versorgen kann.

**Bynaus** · 27.08.2009, 15:04

Also ich frage mich wo man so ein Orbital denn bitte aufbauen will.

Z.B. in den Lagrange-Punkten der Erdbahn?

Man muss sich wohl Zwischen sicherheit und nahen Rohstoffen entscheiden.

Du denkst noch viel zu erdverhaftet.

"Nähe" ist nur dann wichtig, wenn du für die Überwindung von grösseren Distanzen mehr viel Energie aufwenden musst als für kleine. Auf der Erde ist das so, letztlich wegen der Reibung. Im Weltraum nicht - es gibt keine Reibung, du brauchst nur einmal zu beschleunigen und am Schluss wieder zu bremsen. Der Energieaufwand ist immer gleich, unabhängig von der Distanz (du brauchst lediglich mehr Zeit, aber das ist eine logistische Frage). Das einzige was zählt, sind die relativen Positionen im Gravitationsfeld. Je tiefer du in einem Gravitationsfeld"topf" drinsteckst, desto mehr Energie brauchst du, um rauszukommen. Von einem Lagrangepunkt zum Asteroidengürtel ist es sehr viel "näher" (energiemässig), als die Distanz nahelegt. Auf jeden Fall sehr viel näher als von der Erde in den Lagrangepunkt.

Die Frage des Abbaus eines solchen Asteroiden ist ja auch nioch nicht geklärt, man kann da ja schlecht einfach andocken oder so

Doch, genau das könnte man, denn Asteroiden (vor allem kleine) haben eine vernachlässigbare Gravitation. Man kann das Raumschiff bzw die Fabrik z.B. einfach einen "Anker" werfen lassen.

wofür man dann wieder licht braucht, also Fenster

Du hast dir meinen Link oben nicht angesehen, folgere ich daraus...

Ich denke, man kann die beiden Dinge ohnehin nicht so gut miteinander vergleichen. Es ist so, wie wenn man einen ausgehölten halben Baumstamm mit einem Flugzeugträger vergleichen würde. Natürlich hat man den Baumstamm schneller "gebaut" als den Flugzeugträger. Natürlich ist aber der Träger komfortabler, vielseitiger und bietet sehr viel mehr Menschen Platz. Die Frage ist, welche industrielle Kapazität man zur Verfügung hat.

Ein Orbital (in der Form, wie ich es meine - ein "Banks"-Orbital) ist ein gewaltiges Projekt, das nur eine sehr fortgeschrittene Zivilisation wirklich anpacken kann. Natürlich kann man klein anfangen, und ich vermute, dass man mit dem Aushöhlen bzw. Ausbauen von Asteroiden schneller mehr neuen Wohnraum schaffen könnte als etwa mit der Terraformung des Mars (zudem haben Raumstationen den grossen Vorteil, dass man auf ihnen die Schwerkraft "wählen" kann - beim Planeten muss man nehmen, was man bekommt). Aber mir geht es wirklich um die langfristigen Perspektiven: wer wird sich mit dem terraformen von Planeten abgeben, wenn er Orbitale bauen kann? Die USA höhlen ja auch keine halben Baumstämme aus, sondern bauen Flugzeugträger.

**Kibo** · 27.08.2009, 16:40

Nach Studie der jeweiligen Links und der Argumente von Bynaus würd ich jetzt auch sagen das technisch gesehen das Orbital doch die bessere Wahl sein könnte. Wie schon erwähnt: man kann ja mit dem Aushöhlen von Asteroiden anfangen und den dann quasi Schritt für Schritt umbauen. Ich persönlich würd aber dann doch lieber auf einem Planeten wohnen wollen, da fühl ich mich sicherer

versöhnliche Grüße
auf in den Feierabend!

**Anac** · 28.08.2009, 13:13

Ich denke, man sollte den Faktor Mensch hier nicht außer Acht lassen. Denn ihr könnt hier noch so wissenschaftlich darlegen, um wieviel einfacher/besser/sinnvoller ein Orbital im Ggs. zu einem (terraformten) Planeten als zukünftige Wohnstatt der Menschheit ist, es wird meiner Ansicht nach daran scheitern, dass einfach niemand auf so einem Orbital leben wollen wird. Dasselbe gilt denke ich aber auch für planetare Kolonien. Werft einen Blick aus eurem Fenster und ihr könnt den Grund sehen... Selbst wenn wir das Klima und die Umwelt der Erde an den Abgrund bringen und die halbe Oberfläche in einem Atomkrieg verstrahlt wird, bleibt es auf der Erde immer noch angenehmer und gemütlicher als irgendwo anders in diesem Sonnensystem.

Eine wirkliche "Kolonie" mit dauerhaften Siedlern, die "für immer" die Erde verlassen, kann es daher meiner Ansicht nach nur an solchen Orten geben, die von ihren Bedingungen der Erde so nahe wie möglich kommen. Ein zu 100% terraformter Mars wäre da mglw. in Zukunft denkbar, je nachdem, welche Terraforming-Techniken uns dann zur Verfügung stehen.

Gruß Anac

**Bynaus** · 28.08.2009, 14:47

Nun, auf einem Orbital kannst du exakt die Umwelt der Erde nachahmen, in jederlei Hinsicht. Einen "100% terrageformten Mars" wird es nie geben, weil du die Gravitation auf dem Mars nicht an irdische Verhältnisse anpassen kannst.

**jonas** · 28.08.2009, 15:35

Was meiner Meinung nach ständig bei Megastrukturen wie ein Orbital unterschätzt wird, ist die Notwendigkeit der Wartung. Keine künstliche Struktur hält ewig. Selbst die Pyramiden haben im Lauf der Jahrtausende gelitten.

Klar, man könnte damit beginnen einen Asteroiden auszuhöhlen. Dieser bietet aber nicht sonderlich viel Platz und die Simulation der Gravitation durch Rotation ist mit einem einzelnen Asteroiden auch nicht zu bewerkstelligen.

Die Ringwelten, welche in Bynaus' Links auf die englische Wikipedia beschrieben werden, bieten zwar ausreichend Platz (2-20 fache Oberfläche der Erde). Allerdings ergibt sich hier ein Materialproblem. Der gesamte Asteroidengürtel gäbe nicht genug Material her um diese Struktur zu errichten. Man müßte dazu schon einen ganzen Planeten auseinandernehmen. Alleine die Atmosphäre dieser Ringwelt mit 20-facher Erdoberfläche zu füllen, dürfte ein Problem darstellen.

Nun wieder zurück zur Wartung. Durch Korrosion und Materialermüdung wird es notwendig sein im Turnus von wenigstens 100 Jahren die gesamte Struktur zu ersetzen. Nimmt man mal die höchste Bevölkerungsdichte eines irdischen Flächenstaates von 1000 Einwohnern pro Quadratkilometer (Bangladesh) als Durchschnitt für die Ringwelt an, so müssen also diese 1000 Menschen es schaffen ihren Quadratkilometer innerhalb von 100 Jahren komplett zu ersetzen.

Hunderttausend Mannjahre sind natürlich eine ganze Menge, aber die können ja natürlich nicht alle auf der Baustelle arbeiten. Man braucht auch Leute, die das zu verbauende Material herstellen bzw. recyclen. Außerdem sind nicht alle tausend Einwohner im arbeitsfähigen Alter: 30-40% sind Kinder, Schüler oder Rentner. Auch wird man mindestens 60-70% der arbeitsfähigen Bevölkerung dazu brauchen um andere gesellschaftlich wichtige Tätigkeiten auszuüben (z.B. Gesundheit, Bildung, Dienstleistung).

Von den 1000 Leuten sind also sehr gut gerechnet 700 arbeitsfähig und davon stehen max. 280 (=40%) für Produktion und Wartung des Orbitals zur Verfügung.

Das wären dann 28.000 Mannjahre pro QKm, klingt immer noch viel. Bei 220 Arbeitstagen pro Jahr und 8 Stunden pro Tag sind das auf den Quadratmeter: 49 Mannstunden (!) UUUps

Also gute sechs Manntage um eine Struktur in Schuß zu halten, die zwar nur einen Quadratmeter in der Fläche hat, sich aber in der dritten Dimension mindestens 20-30 Meter in die Tiefe erstreckt. Nicht vergessen: in den sechs Tagen muß nicht nur das alte Material demontiert und das neue montiert werden, es muß auch in der Zeit hergestellt werden.

Selbst in einer Industriegesellschaft mit höchst automatisierten und selbständig arbeitenden Maschinen ist das etwas knapp.

Wirtschaftlich gesehen habe ich in meiner Rechnung 40% der gesamtem Arbeitsbevölkerung in die Instandhaltung der Orbitalstruktur gesteckt. Dies ist ein enorm hoher Anteil. Ein Anteil, der für einen terrageformten Planeten nicht notwendig ist und damit auf einem Planeten für andere produktive Aufgaben zur Verfügung stünde. Oder anders ausgedrückt: Die Regierung des Orbitals muß 40% Steuern alleine für die Instandhaltung des Orbitals erheben - die anderen staatlichen Aufgaben wie Schulen, Straßenbau und Krankenhäuser kommen da noch on top.

Ein Orbital ist daher sowohl technisch als auch wirtschaftlich äußerst herausfordernd. Die zu seinem Betrieb notwendige Super-Hochtechnologie wäre wahrscheinlich besser eingesetzt um einen Planeten terrazuformen.

**mac** · 28.08.2009, 15:55

Hallo SK,

so wie ich die damalige Studie verstanden habe, hing das Ganze auch damals schon nicht an der Frage der Machbarkeit, sondern daran, wieviel Geld man dafür investieren will. UMa hatte in einem anderen Thread eine spätere, realistischere Kostenschätzung gepostet, die von deutlich mehr Geld aus ging. Das ist aber nichts was bei solchen Planungen wirklich überraschend wäre, oder? Die Wirtschaftlichkeit war ja auch im hiesigen Thread nicht die eigentliche Frage. Technisch gibt es jedenfalls seit nunmehr über 30 Jahren keine prinzipiellen Probleme ein größeres Habitat zu bauen. Zumindest nicht lt. dem Urteil von Menschen die davon wesentlich mehr verstehen als wir. In dem Zusammenhang sind auch hunderte oder meinetwegen auch tausende von Shuttle-Flügen kein prinzipielles Problem.

Ein prinzipielles Problem wäre z.B. zur Zeit jedenfalls noch, ob wir einen Werkstoff herstellen können, der gut 60 GPa Zugfestigkeit aufbringt, um ein Orbitalseil zu realisieren. Selbst wenn die gesamte Menschheit sich nur noch damit beschäftigt, gibt es keine Garantie, daß es überhaupt geht.

Abgesehen davon hatte ich zumindest morgen noch nicht vor, mit dem Terraforming des Mars oder mit dem Bau mehrerer tausend Habitate für je 10.000 bis 100.000.000 oder noch mehr Menschen anzufangen. Das war hier auch nicht die Frage.

Die Idee die auch in Bynaus‘ Links dahinter steht, ist eine, selbstverständlich erst längerfristig erreichbare, völlige Unabhängigkeit von der Erde. Das gilt für Habitate genauso wie für das Terraforming. Weder das Eine noch das Andere ist dabei heut oder morgen realisierbar. Im Sinne der hiesigen Frage allerdings gibt es für Habitate bereits detaillierte Planungen, während man beim Terraforming noch nicht mal prinzipiell sagen kann, ob das überhaupt einen Sinn macht.

Im Prinzip stehen sich diese beiden Ideen ja auch zunächst nicht ‚feindlich‘ gegenüber, aber aus meiner Sicht ist für das Terraforming des Mars ein Transportaufwand nötig, der alles in den Schatten stellt, was Habitate auch lange nach der Pionierphase erfordern.

Ein paar Zahlen dazu:
Die Lufthülle der Erde wiegt 5,15E18 kg (siehe: http://de.wikipedia.org/wiki/Lufth%C...und_Gradienten )
um auf Mars (28% der Erdoberfläche, 38% Erdschwerkraft) den gleichen Druck wie auf der Erde zu erlangen, braucht man 3,85E18 kg Luft.

Um 10% dieser Masse aus einer Umlaufbahn im Sonnensystem von 2AE auf 1,666AE im Sonnensystem auf Kollisionskurs mit der Perihelposition des Mars abzusenken, braucht man den derzeitigen Weltenergiebedarf (nicht Strombedarf) für rund 50000 Jahre. Siehe http://de.wikipedia.org/wiki/Weltenergiebedarf

Und die nE19 kg Wasser die ich für genügend Wasseroberfläche brauche, um wenigstens etwas Treibhausffekt durch Luftfeuchtigkeit zu erreichen, sind da noch gar nicht dabei.

Unter diesen Umständen kann man schon sehr lange vorher ganz schön viele Habitate bauen. Wer sollte aber schon während dieser Zeit noch Interesse an einem Terraforming des Mars haben? Habitatbewohner In der 12 Generation? Erdbewohner?

Von der Erde aus scheint mir dieser Aufwand auch konkurrenzlos teuer. Also wird man wohl zunächst entsprechende Basen im Erd- und Marsorbit und auf dem Mond bauen müssen. Das ist aber auch nichts anderes als ein oder mehrere Habitate. Spätestens dann stellt sich die Frage: Warum mit demselben Aufwand nicht viel mehr Habitate bauen?

Die Erde verlassen? Nie wieder zurück können? Die Hälfte meiner hiesigen Lebenserwartung aufgeben? Meinen Kindern die freie Entscheidung aus der Hand nehmen wo sie leben wollen?

Lebe ich auf einem Habitat, kann ich die Erde noch besuchen. Lebe ich auf Mars, (wenn das für Menschen langfristig überhaupt biologisch möglich ist) kann ich mir auf der Schwerkrafthölle der Erde ganz leicht die osteoporotischen Knochen brechen. Auch diese Überlegung ist nicht ohne Einfluß auf die Entscheidung welches Übel ich wähle (wenn ich überhaupt eine Wahl habe).

Bin ich in der zweiten, dritten Generation oder später in einem Habitat aufgewachsen, was interessiert mich dann das Terraforming irgend eines Planeten? Offener Himmel? Grauenhafte Vorstellung.

OK, es gibt keinen Grund anzunehmen, daß es bei der nächsten globalen Hungersnot nicht genügend ‚freiwillige‘ Siedler geben wird, die auch auf Mars auswandern würden, bevor sie verhungern. Aber bis das überhaupt eine Alternative ist, gibt es längst mehr Habitatwohnfläche als bewohnbare Erdoberfläche. Also, wozu Mars u. Co. terraformen?

Herzliche Grüße

MAC

PS Schon mal vorab an Jonas: Schnecken bauen sich ihr eigenes Haus. Jedesmal neu.