Que Sera! Smart World: What Mars Can Teach Us.

Xyna Konferenz 2018

Vom Mars für die Erde lernen

13. Xyna-Konferenz befasst sich mit Marskolonien, digitalisiertem Bauen und dezentraler Stromversorgung

Mainz/Wiesbaden – Wie könnte menschliches Leben auf dem Mars aussehen – und was können wir aus einem solchen Szenario für unsere heutige Welt lernen? Unter dem Motto „Que sera, Smart World – What Mars can teach us“ fand am 21. November 2018 die diesjährige Xyna-Konferenz des Mainzer GIP Research Institutes statt. Im Wiesbadener Kurhaus trafen sich über 270 Gäste, vor allem aus der Telekommunikations- und IT-Branche, um über damit verbundene Fragen zu diskutieren. „Die extremen Anforderungen an menschliches Leben auf dem Mars sind ein Anreiz, um radikal über innovative Software- und IT-Lösungen für die Erde nachzudenken,“ beschrieb GIP-Vorstand Dr. Bernd Reifenhäuser seine Motivation. Impulse zum Thema lieferte der prominente Ex-Astronaut Ulrich Walter.

Kolonien im All

Ulrich Walter, heute Professor für Raumfahrttechnik an der TU München, gab den Zuhörern einen faszinierenden Ausblick auf die Zukunft des Menschen im All. Für eine Besiedlung des Mars gibt es aus seiner Sicht zwei Gründe: Die Suche nach Hinweisen auf Leben und die Nutzung des Mars als Sprungbrett für eine weitere Besiedlung des Weltalls. Da unser Nachbarplanet extrem kalt ist und seine Atmosphäre keinen Sauerstoff enthält, müssten menschliche Siedler in einer ersten Phase unter hermetisch abgeschlossenen Kuppeln leben. „An Verfahren, um für solche Siedlungen Sauerstoff und Treibstoff aus dem Marsboden zu gewinnen, wird bereits geforscht“, erläuterte Walter. Doch Siedler, so der Raumfahrtwissenschaftler, würden nicht dauerhaft unter Kuppeln leben, sondern sich auf dem Planeten frei bewegen wollen.

Deshalb würde man in einer zweiten Phase damit beginnen, den Mars durch so genanntes „Terraforming“ in einen für den Menschen lebensfreundlichen Planeten umzuwandeln. Dafür haben Forscher bereits konkrete Pläne entwickelt. Zunächst würde man ein starkes Treibhausgas (Perfluorcarbon) in die Marsatmosphäre einbringen. Diese würde sich erwärmen und große Mengen gefrorenes Kohlendioxid, das an den Marspolen lagert, in gasförmigen Zustand übergehen lassen. Nach etwa 40 Jahren hätte der Mars eine Atmosphäre aus reinem Kohlendioxid – ebenfalls ein Treibhausgas, das die Erwärmung weiter vorantreiben würde. Etwa 100 Jahre später wäre die Temperatur auf 0 Grad Celsius gestiegen, im Marsboden befindliches Eis würde auftauen. Mit dem Wasser könnte man Pflanzen anbauen, die wiederum im Laufe von 500 oder 1000 Jahren so viel Sauerstoff produzieren würden, dass Menschen die Marsluft atmen könnten. In ein paar tausend Jahren könnte es – so die Vision einiger Wissenschaftler – sogar Städte auf dem Mars geben.

Vom Mars aus könnten Menschen schließlich aufbrechen, um Planeten außerhalb unseres Sonnensystems zu besiedeln. Allerdings müssten sich zukünftige Siedler auf unsere eigene Galaxie beschränken, denn alle anderen sind zu weit entfernt. Doch selbst innerhalb unserer Galaxie würde die Reise zu einem anderen Stern einige Hundert Jahre dauern. Solche Entfernungen, so Walter, ließen sich jedoch überwinden – beispielsweise in 30 Kilometer langen „Generationenschiffen“, in denen ganze Städte Platz hätten.

Digitalisiertes Bauen

Aus der fernen Zukunft ging es dann mit dem nächsten Vortrag in die Gegenwart zurück. „Digitale Gestaltung und Fertigung“ war das Thema von Klaus Teltenkötter, Architekt und Professor für Digitales Entwerfen an der Hochschule Mainz. Er berichtete von enormen Fortschritten, die in diesem Bereich in den letzten Jahren stattgefunden haben. Roboter könnten inzwischen Häuser mauern, und zwar ohne Pause, dabei individueller und präziser als Menschen. „Der Roboter kann auch dort schon Häuser bauen, wo man selber erst später hinwill,“ so Teltenkötter mit Blick auf eine mögliche Besiedlung des Mars. Manche Experten gehen davon aus, dass schon in 15 Jahren das Bauen mit Robotern zum Industriestandard werden wird. Auch computergesteuerte Drohnen könnten das Bauen verändern. An der Eidgenössischen Technischen Hochschule Zürich experimentieren Wissenschaftler derzeit mit Drohnen, die im Schwarm Brücken errichten.

Zum digitalen Wandel in der Baubranche werden auch die so genannten 3-D-Drucker beitragen – computergesteuerte Geräte, die ein Material Schicht für Schicht auftragen und so dreidimensionale Gegenstände erzeugen. Großformatige Apparate dieser Art werden inzwischen eingesetzt, um aus unterschiedlichen Materialien Häuser zu bauen, beispielsweise aus Lehm oder aus Rohstoffen auf Stroh-Basis. 3-D-Drucker, so Teltenkötter, könnten auch zum Upcycling von Plastikabfällen beitragen, indem klein geschredderte Kunststoffe als Ausgangsmaterial für neue Objekte verwendet würden. Digitalisierung verändere auch die äußere Form von Häusern, die – wenn man sie vom Computer gestalten lasse – eher rund als eckig ausfallen würden. „Im Bereich der digitalen Gestaltung und Konstruktion entstehen derzeit völlig neue Möglichkeiten“, fasste Teltenkötter zusammen.

Marstaugliche Stromversorgung

Aus dem Gedankenexperiment einer Marsbesiedlung leitete der GIP-Vorstand Dr. Bernd Reifenhäuser Anforderungen an ein marstaugliches Stromversorgungssystem ab. „Reduce to the max“ ist dabei das leitende Prinzip: Das System müsste wenig Energie verbrauchen, ohne Anbindung an ein irdisches Rechenzentrum funktionieren, autonom, selbstorganisiert und intelligent sein. Es müsste Sensoren enthalten, die eine hohe Datenqualität garantieren, Aktoren, insbesondere eine Leistungselektronik, ausreichende Rechenleistung und die Fähigkeit, mit den verschiedenen Komponenten zu kommunizieren.

All diese Anforderungen erfüllt das von der GIP entwickelte, dezentrale Stromnetz „Quantum Grid“. Analog zum Internet finden hier kleine Strompakete selbstständig ihren Weg durch die Leitungen – und zwar auch in Gebiete mit unterschiedlicher Spannung oder Frequenz. An bestimmten Netzknotenpunkten stehen im Quantum Grid spezielle Router, die Teilnetze mit gleicher Spannung und Frequenz mit anderen Gebieten verknüpfen. Weil das Quantum Grid keine zentrale Steuerung mehr benötigt, wäre es auch für kleinste Energieerzeuger offen. „Auf dem Mars könnten das Solarpanels am Boden sein oder Satelliten, die per Laser oder Mikrowelle Energie hinunterschicken“, erläuterte Reifenhäuser.

Auf der Erde wäre solches Netz ideal für Regionen, in denen es kaum verlässliche Stromnetze gibt, beispielsweise in Afrika. Unter dem Motto „Marsian Digitalisation“ baut das GIP Research Institute derzeit ein Zukunftslabor auf, in dem die Stromversorgung der Zukunft simuliert und getestet wird.

In seinem Abschlussreferat stellte Dr. Alexander Ebbes, Vize-Präsident des GIP Research Institute, eine neue GIP-Plattform mit dem Titel Xyna Phi vor.

Der Mars im Holodeck

Zwischen den Vorträgen hatten die Besucher Gelegenheit, sich in einem so genannten „Holodeck“ –der Name stammt aus der Science-Fiction-Serie Star Trek – in einer virtuellen Welt auf dem Mars zu bewegen. Mit der Datenbrille auf dem Kopf tauchten die Besucher tief in die Mars-Realität ein und konnten diese selbst verändern. Mit einem speziellen Werkzeug konnte man sich ein Habitat aus Marsgestein gestalten. Zudem war es möglich, sich an drei verschiedene Standorte auf dem Mars zu „beamen“. Das Holodeck, ursprünglich entwickelt im Rahmen eines Forschungsprojekts an der Hochschule Mainz, kam hervorragend an und war durchgehend von Besuchern belagert.

Diverse Workshops, darunter ein Kreativworkshop zum Thema „Smart World 2050“, rundeten das Angebot ab, das am Abend mit der traditionellen Xyna-Party zu Ende ging.