Hunderttausend Spiegel im Marsorbit sollen die Sonne über einer Basis verdoppeln

Die Segel wären pro Quadratmeter leichter als Papier, sie segelten ohne Treibstoff zum Mars, und am Boden würde es dann jeden Tag tauwarm.

Ein Team um Ari Essunfeld hat durchgerechnet, wie viel Spiegelfläche in einer Marsumlaufbahn nötig wäre, um das Sonnenlicht über einer künftigen Marsbasis zu verdoppeln, und kommt auf mehr als tausend Quadratkilometer, verteilt auf rund hunderttausend einzelne Segel.

Bemerkenswert ist dabei weniger die schiere Größe als der Nachweis, dass sich solche Spiegel in einer niedrigen Marsumlaufbahn überhaupt halten lassen, obwohl das Sonnenlicht sie ständig aus der Bahn drückt.

Die Forschenden haben dafür ein komplettes Marsjahr Flugbetrieb simuliert, samt der Reise vom Erdorbit zum Mars, die die Segel ohne einen Tropfen Treibstoff zurücklegen würden. Mit den Spiegeln stiege die Mittagstemperatur am Boden an jedem Tag des Marsjahres über den Gefrierpunkt statt nur an einem Drittel der Tage.

Warum der Mars so wenig Sonne abbekommt

Der Mars zieht seine Bahn deutlich weiter außen als die Erde, und weil Licht sich mit der Entfernung verdünnt, kommt dort nur etwa halb so viel Sonnenlicht an.

Eine Basis müsste deshalb doppelt so viel Solarfläche auslegen wie ein vergleichbarer Standort auf der Erde, und geheizt werden müsste trotzdem.

Vorschläge, den Mars wärmer zu machen, laufen seit Jahrzehnten auf zwei Wege hinaus, nämlich den Treibhauseffekt der dünnen Atmosphäre zu verstärken oder zusätzliches Sonnenlicht auf die Oberfläche zu lenken.

Der zweite Weg führt zu Spiegeln in der Umlaufbahn, bislang aber meist in Entwürfen, die gleich den ganzen Planeten aufheizen sollten.

Ein Spiegel im Orbit ist zwangsläufig auch ein Sonnensegel, denn dasselbe Licht, das er nach unten wirft, drückt ihn nach hinten. Weil die Marsbahn merklich elliptisch ist, schwankt dieser Druck im Lauf des Marsjahres, und niedrige Umlaufbahnen zerfallen unter solchen Kräften rasch.

Für eine Basis hatte bisher niemand geprüft, ob ein Spiegel diesem Druck standhält und gleichzeitig genug Licht liefert.

Wer die Marsbahnen durchgerechnet hat

Ari Essunfeld vom Astera Institute in Kalifornien hat die Frage mit Kolleginnen und Kollegen von der Princeton University, der Stanford University und der University of Chicago angegangen.

Die Gruppe simulierte den Flug eines Segels von einer niedrigen Erdumlaufbahn bis in eine niedrige Marsumlaufbahn und rechnete dort ein volles Marsjahr Betrieb durch, gestützt auf einen Datensatz der NASA, der die Positionen von Sonne, Erde, Mars und dessen Monden für jeden beliebigen Zeitpunkt liefert.

Die Bodentemperatur ermittelten sie mit einem einfachen Klimamodell, das sie gegen ein aufwendiges dreidimensionales Marsklimamodell geprüft haben.

Die Arbeit liegt bislang als Preprint auf arXiv vor, ist also noch nicht unabhängig begutachtet; der Simulationscode ist frei zugänglich.

Warum ein einziger Riesenspiegel ausscheidet

Die naheliegende Lösung wäre ein einziger großer Spiegel gewesen, denn je weniger Objekte um den Mars kreisen, desto einfacher der Ausweichverkehr.

Nur zieht ein solcher Spiegel bloß für Minuten über die Basis hinweg, zweimal pro Marstag, sodass unten kein Dauerlicht ankäme, sondern ein kurzes Aufblitzen. Dazu kommt, dass sich ein kilometergroßes Segel nicht auf einer Rakete starten ließe und dass der Widerstand gegen jedes Drehmanöver mit der vierten Potenz der Kantenlänge wächst.

Ein Riesenspiegel wäre also kaum noch steuerbar, und genau das Steuern ist der Kern der ganzen Idee.

Die Lösung des Teams besteht darin, den störenden Lichtdruck selbst als Antrieb zu benutzen. Während der Spiegel nicht auf die Basis zielt, kippt er so, dass ihn das Sonnenlicht genau um den Betrag zurückschiebt, den es ihn beim Zielen aus der Bahn gedrückt hat.

Über ein simuliertes Marsjahr schließt sich die Bahn dadurch an jedem einzelnen Tag wieder. Wie sehr das an der Steuerung hängt, zeigt der Ausfallfall, denn ein Spiegel, der in einer festen Lage einfriert, stürzt aus der niedrigsten betrachteten Bahn schon nach wenigen Wochen in die Atmosphäre.

Wie viel Spiegelfläche nötig wäre

Um die Einstrahlung an der Basis im Jahresmittel zu verdoppeln, bräuchte es mehr als tausend Quadratkilometer Spiegel im Orbit, mehr als das gesamte Stadtgebiet Berlins, aufgeteilt in rund hunderttausend Quadrate von gut hundert Metern Kantenlänge.

Der harte Punkt ist nicht die Fläche, sondern das Gewicht. Ein Quadratmeter Segel dürfte nur zwanzig Gramm wiegen, ein Viertel eines gleich großen Blatts Druckerpapier und siebenmal weniger als das leichteste Sonnensegel, das je geflogen ist.

Ein Raumfahrzeug zu bauen, das so leicht ist und zugleich beweglich genug, um präzise zu zielen, wäre nach Einschätzung der Autoren „eine Herausforderung“.

Was das für eine Marsbasis bedeutet

Ohne Spiegel klettert die Temperatur am vorgesehenen Standort nur an einem Drittel der Tage im Marsjahr über den Gefrierpunkt, mit Spiegeln an jedem.

Praktisch relevanter ist der Nebeneffekt für die Energieversorgung, denn die Spiegel können Licht liefern, bevor die Sonne aufgeht und nachdem sie untergegangen ist.

Eine Basis käme dadurch mit weniger als der halben Solarfläche und ungefähr halb so großen Batterien aus. Die Autoren bleiben bei den Grenzen ihrer eigenen Rechnung deutlich und schreiben, die verbleibende Bahnunruhe sei „wahrscheinlich immer noch zu groß“ für eine derart dichte Konstellation.

Als nächsten Schritt schlagen sie einen einzelnen Testflug von der Erdumlaufbahn zum Mars vor; noch leichtere Segel könnten später sogar das gefrorene Kohlendioxid am Marssüdpol verdampfen.

Dieses Bild von hunderttausend papierdünnen Spiegeln, die über einer Marsbasis den Tag verlängern, geht mir seit Tagen nicht mehr aus dem Kopf. Wenn es dir ähnlich geht, gib den Artikel weiter.

Meine Meinung dazu

Was ich aus dem Paper mitnehme, ist weniger die Vision als der Kunstgriff dahinter. Ich hätte den Lichtdruck für das Problem gehalten, das man irgendwie kompensieren muss, und stattdessen wird er zum einzigen Antrieb, den diese Spiegel überhaupt brauchen.

Sympathisch finde ich außerdem, wie offen die Gruppe arbeitet, denn der Code liegt öffentlich, und in der Danksagung steht ausdrücklich, dass KI-Werkzeuge bei der Entwicklung der Simulationssoftware im Einsatz waren, die Verantwortung für alles aber bei den Autoren bleibt.

Das ist eine Ehrlichkeit, die ich mir bei mehr Arbeiten wünschen würde.

Ari Essunfeld (Astera Institute / Princeton University), arXiv-Preprint, 2026; arXiv:2609.00538