Vier Menschen betreten ein Gebäude in Houston und kommen mehr als ein Jahr lang nicht wieder heraus. Ihre Umgebung besteht aus rötlichen Wänden, kleinen privaten Schlafräumen, Arbeitsplätzen, einer Küche und Bereichen für medizinische Untersuchungen und den Anbau von Pflanzen. Vor der Tür beginnt eine künstliche Marslandschaft. Gespräche mit der Außenwelt erreichen ihr Ziel nicht sofort, Vorräte sind begrenzt und technische Probleme gehören zum Programm.
Was zunächst wie ein ungewöhnliches Reality-Experiment klingt, ist ein Forschungsprojekt der NASA. CHAPEA steht für „Crew Health and Performance Exploration Analog“. Dahinter verbirgt sich eine Reihe von Langzeitsimulationen, mit denen die Raumfahrtbehörde herausfinden will, wie Menschen unter Bedingungen funktionieren, die zumindest einen Teil einer späteren bemannten Marsmission nachbilden.
Die erste CHAPEA-Crew verbrachte 378 Tage in dem Habitat und beendete ihre Mission im Juli 2024. Seit Oktober 2025 läuft die zweite Simulation. Sie soll ebenfalls 378 Tage dauern und am 31. Oktober 2026 enden. Das Entscheidende dabei ist nicht, ob sich die Teilnehmer tatsächlich so fühlen wie Menschen auf dem Mars. Das wäre auf der Erde unmöglich. CHAPEA untersucht vielmehr eine andere Frage: Was geschieht, wenn vier Menschen über sehr lange Zeit isoliert zusammenleben, mit begrenzten Ressourcen arbeiten und zunehmend selbstständig Probleme lösen müssen?
Was ist CHAPEA?
CHAPEA ist eine sogenannte Analogmission. Raumfahrtagenturen verwenden solche Versuche, um bestimmte Bedingungen künftiger Missionen auf der Erde nachzustellen. Dabei geht es nicht darum, sämtliche Eigenschaften eines anderen Himmelskörpers zu imitieren. Die Marsgravitation von nur rund 38 Prozent der Erdgravitation lässt sich in einem Gebäude ebenso wenig dauerhaft simulieren wie die Strahlungsbelastung einer interplanetaren Reise.
Stattdessen konzentriert sich CHAPEA auf Faktoren, die sich auf der Erde kontrolliert untersuchen lassen. Dazu gehören Isolation, räumliche Enge, begrenzte Vorräte, ein vorgegebener Arbeitsalltag, verzögerte Kommunikation mit der Außenwelt, technische Störungen und die Frage, wie sich Menschen unter diesen Bedingungen über Monate hinweg verhalten und leistungsfähig bleiben.
Die NASA plant insgesamt drei langfristige CHAPEA-Missionen. Dadurch sollen nicht nur einzelne Erfahrungen gesammelt werden. Mehrere getrennte Besatzungen ermöglichen es den Forschern, unterschiedliche Verläufe miteinander zu vergleichen und besser zu erkennen, welche Beobachtungen möglicherweise tatsächlich mit den Missionsbedingungen zusammenhängen und welche vor allem individuelle Besonderheiten einer bestimmten Crew darstellen.
Mars Dune Alpha: Der künstliche Mars in Houston
Das Zentrum des Experiments heißt Mars Dune Alpha. Das rund 158 Quadratmeter große Habitat befindet sich auf dem Gelände des Johnson Space Center der NASA in Houston und wurde im 3D-Druckverfahren errichtet. Die verwendete mineralische Baumischung wird als Lavacrete bezeichnet.
Dass die Wände aus dem Drucker stammen, ist mehr als eine gestalterische Spielerei. Für Mond- oder Marsmissionen werden seit Jahren Verfahren untersucht, mit denen sich Gebäude möglichst automatisiert und unter Verwendung lokal verfügbarer Materialien herstellen könnten. Der Transport kompletter Wohnmodule von der Erde wäre aufwendig und teuer. Mars Dune Alpha ist allerdings kein fertiger Entwurf für ein späteres Marsquartier, sondern in erster Linie ein für die Forschung konstruiertes Analoghabitat.
Im Inneren gibt es vier private Crewquartiere, Arbeitsplätze, einen medizinischen Bereich, Gemeinschaftsräume, eine Küche sowie Einrichtungen für den Pflanzenanbau. Hinzu kommen Bereiche für Training und technische Arbeiten. Die Raumaufteilung erlaubt den Bewohnern sowohl gemeinsame Tätigkeiten als auch einen gewissen persönlichen Rückzug.
Das ist für eine lange Mission wichtiger, als es zunächst erscheinen mag. Astronauten auf dem Mars könnten nicht nach einem anstrengenden Arbeitstag das Gebäude verlassen und Abstand zu ihren Kollegen gewinnen. Dieselben Menschen wären gleichzeitig Arbeitskollegen, Mitbewohner und im Ernstfall gegenseitig ihre wichtigste Unterstützung.
Wie sieht der Alltag bei CHAPEA aus?
Die Teilnehmer sollen nicht einfach ein Jahr lang in einem abgeschlossenen Gebäude leben. Ihr Tagesablauf orientiert sich an Tätigkeiten, die auch während einer späteren Marsmission notwendig werden könnten.
Dazu gehören die Wartung des Habitats, wissenschaftliche Arbeiten, körperliches Training, der Umgang mit Robotiksystemen und der Anbau von Pflanzen. Außerdem finden simulierte Außenbordaktivitäten statt. Dabei bewegt sich die Crew in einer künstlich geschaffenen Marsumgebung und erledigt Aufgaben, die an geologische oder technische Arbeiten auf einer Planetenoberfläche erinnern.
Auch scheinbar banale Bereiche des Alltags spielen eine Rolle. Essen, Schlafen, Hygiene, Freizeit und der Umgang miteinander werden bei einer 378 Tage dauernden Mission selbst zu Forschungsgegenständen. Eine Marscrew müsste schließlich nicht nur einzelne spektakuläre Außenmissionen bewältigen. Sie müsste über Monate hinweg einen funktionierenden Alltag aufrechterhalten.
Gerade diese Routine kann zu einer Belastung werden. Untersuchungen aus anderen Raumfahrtanalogen und extrem isolierten Umgebungen zeigen, dass Schlaf, Müdigkeit, Stimmung und Leistungsfähigkeit von Menschen unterschiedlich auf lang andauernde Isolation und ungewöhnliche Tagesabläufe reagieren können. Die individuellen Unterschiede sind erheblich. Genau deshalb sind Langzeitsimulationen für die Vorbereitung künftiger Missionen interessant.
Warum wird die Kommunikation verzögert
Einer der größten Unterschiede zwischen einer Marsmission und einem Aufenthalt auf der Internationalen Raumstation wäre die Entfernung zur Erde. Mit einer ISS-Besatzung kann das Kontrollzentrum praktisch in Echtzeit kommunizieren. Auf dem Mars funktioniert das nicht.
Funksignale bewegen sich mit Lichtgeschwindigkeit, trotzdem benötigt ein Signal zwischen Erde und Mars je nach Position der beiden Planeten mehrere Minuten. Unter ungünstigen Bedingungen kann eine Nachricht mehr als 20 Minuten für eine Richtung benötigen. Auf eine Frage könnte die Antwort entsprechend erst deutlich mehr als 40 Minuten später eintreffen.
CHAPEA simuliert deshalb Kommunikationsverzögerungen von bis zu 22 Minuten pro Richtung. Dadurch verändert sich die Arbeitsweise grundlegend. Ein Crewmitglied kann bei einem technischen Problem nicht einfach das Kontrollzentrum anrufen und eine unmittelbare Anweisung erwarten. Entscheidungen müssen vorbereitet, Informationen verständlich übermittelt und manche Situationen selbstständig gelöst werden.
Während der zweiten CHAPEA-Mission ging die NASA noch einen Schritt weiter und simulierte zeitweise einen zweiwöchigen Kommunikationsausfall. Solche Übungen sollen untersuchen, wie eine Besatzung arbeitet, wenn die Verbindung zur Erde stark eingeschränkt ist und die Verantwortung innerhalb des Habitats weiter zunimmt.
Autonomie wird deshalb bei einer Marsmission zwangsläufig eine größere Rolle spielen als bei bisherigen bemannten Raumflügen in der Nähe der Erde.
Nahrung und Vorräte gehören zum Experiment
Ein weiterer Schwerpunkt von CHAPEA ist der Umgang mit Ressourcen. Auf der ISS können regelmäßig Versorgungsschiffe eintreffen. Bei einer Marsmission wäre das erheblich schwieriger. Lebensmittel, Ersatzteile und andere Verbrauchsgüter müssten lange im Voraus geplant werden.
Deshalb arbeitet die CHAPEA-Crew mit Einschränkungen, die einen solchen Versorgungsalltag nachbilden sollen. Dabei interessiert die NASA nicht nur, ob genügend Nahrung vorhanden ist. Auch die Zusammensetzung und Vielfalt eines langfristig nutzbaren Ernährungssystems spielen eine Rolle.
Über viele Monate hinweg kann Essen eine psychologische Bedeutung bekommen, die weit über die reine Kalorienversorgung hinausgeht. Abwechslung, Geschmack, gemeinsame Mahlzeiten und frische Lebensmittel können die Lebensqualität beeinflussen. Gleichzeitig müssen Masse, Haltbarkeit und Lagerraum berücksichtigt werden.
Der Pflanzenanbau innerhalb des Habitats gehört deshalb ebenfalls zum Programm. Die dort erzeugten Mengen ersetzen keineswegs die gesamte Versorgung der Crew. Solche Versuche können jedoch zeigen, welche Rolle ergänzend erzeugte frische Lebensmittel während langer Missionen spielen könnten.
Der wichtigste Forschungsgegenstand ist der Mensch
Die auffällige Kulisse von Mars Dune Alpha kann leicht darüber hinwegtäuschen, worum es bei CHAPEA hauptsächlich geht. Das wichtigste Versuchssystem ist nicht das Gebäude, sondern die Besatzung.
Die NASA untersucht unter anderem körperliche und verhaltensbezogene Gesundheit, Leistungsfähigkeit, Ernährung, Ressourcenmanagement und die Auswirkungen des Zusammenlebens unter Missionsbedingungen. Forscher können über einen langen Zeitraum beobachten, wie sich Belastung und Leistungsvermögen entwickeln und wie Besatzungen auf unerwartete Schwierigkeiten reagieren.
Das ist für eine Marsmission entscheidend. Ein technisches System lässt sich normalerweise testen, verändern und erneut testen. Menschen reagieren weniger vorhersehbar. Eine Crew kann hervorragend funktionieren, solange alles nach Plan verläuft, und unter einer Kombination aus Müdigkeit, technischen Schwierigkeiten und Zeitdruck dennoch an Leistungsfähigkeit verlieren.
Hinzu kommt die soziale Komponente. Vier Menschen verbringen mehr als ein Jahr in einer abgeschlossenen Umgebung. Konflikte lassen sich nicht dadurch lösen, dass jemand nach Hause fährt. Gleichzeitig ist funktionierende Zusammenarbeit für die Sicherheit aller Beteiligten erforderlich.
Frühere Untersuchungen in Marsanalogen und anderen isolierten Umgebungen haben gezeigt, dass Reaktionen auf solche Bedingungen stark von Person zu Person variieren können. Schlaf, Ermüdung, Stress und psychomotorische Leistungsfähigkeit lassen sich deshalb nicht zuverlässig mit einem einzigen allgemein gültigen Muster beschreiben. Für spätere Langzeitmissionen dürfte es entsprechend wichtig sein, Crewmitglieder nicht nur medizinisch auszuwählen, sondern individuelle Belastungsprofile zu berücksichtigen.
Was CHAPEA nicht simulieren kann
So aufwendig das Experiment ist: Mars Dune Alpha bleibt in Houston.
Die Crew lebt unter normaler Erdgravitation. Sie ist nicht der kosmischen Strahlung einer Reise durch den interplanetaren Raum ausgesetzt. Außerhalb des Habitats befinden sich keine minus 60 Grad kalte Marslandschaft und keine dünne Kohlendioxidatmosphäre, sondern Einrichtungen des Johnson Space Center. Im wirklichen medizinischen Notfall wäre Hilfe auf der Erde vorhanden.
Auch die psychologische Situation unterscheidet sich zwangsläufig. CHAPEA-Teilnehmer wissen, dass sich ihre Familien auf demselben Planeten befinden und dass das Experiment grundsätzlich beendet werden könnte. Eine Marscrew wäre dagegen Millionen Kilometer von der Erde entfernt und hätte keine Möglichkeit, eine Mission kurzfristig abzubrechen und innerhalb weniger Stunden nach Hause zurückzukehren.
Diese Unterschiede machen CHAPEA jedoch nicht wertlos. Analogmissionen sind keine vollständigen Kopien einer Marsreise, sondern Forschungsinstrumente. Entscheidend ist, für welche Fragestellung eine Simulation ausreichend realistische Bedingungen erzeugt.
Isolation, Kommunikationsverzögerungen, Ressourcenplanung, Arbeitsbelastung, Gruppenprozesse und der langfristige Betrieb eines Habitats lassen sich auch dann untersuchen, wenn vor dessen Wänden nicht tatsächlich der Mars liegt.
Was brachte die erste CHAPEA-Mission?
Die erste Mission begann am 25. Juni 2023. Commander Kelly Haston lebte gemeinsam mit Ross Brockwell, Nathan Jones und Anca Selariu 378 Tage in Mars Dune Alpha. Am 6. Juli 2024 verließ die Besatzung das Habitat wieder.
Damit hatte die NASA erstmals einen vollständigen CHAPEA-Zyklus über mehr als ein Jahr durchgeführt. Die Crew absolvierte unter anderem simulierte Außenaktivitäten, Habitatwartung, Roboteroperationen, körperliches Training und Pflanzenanbau und lebte dabei mit den vorgesehenen Ressourcenbeschränkungen und Kommunikationsverzögerungen.
Allerdings bedeutet das Ende des Experiments nicht, dass sämtliche wissenschaftlichen Ergebnisse sofort vorliegen. Die während einer solchen Langzeitstudie gesammelten medizinischen, physiologischen und verhaltensbezogenen Daten müssen ausgewertet und im Zusammenhang betrachtet werden. Aus öffentlich zugänglichen NASA-Berichten über die erfolgreich abgeschlossene erste Mission lässt sich deshalb noch kein vollständiger wissenschaftlicher Befund darüber ableiten, wie Menschen auf einer realen Marsmission reagieren würden.
Gerade bei CHAPEA wäre es verfrüht, einzelne Erfahrungen der ersten vier Teilnehmer bereits als allgemeingültige Antwort zu betrachten. Dafür sind weitere Besatzungen und die wissenschaftliche Auswertung der Daten notwendig.
CHAPEA 2: Der zweite Jahrgang lebt bereits auf dem künstlichen Mars
Seit dem 19. Oktober 2025 läuft die zweite CHAPEA-Mission. Ross Elder, Ellen Ellis, Matthew Montgomery und James Spicer sollen bis zum 31. Oktober 2026 in Mars Dune Alpha bleiben.
Auch diese Crew arbeitet unter simulierten Ressourcenbeschränkungen, erlebt technische Störungen, Kommunikationsverzögerungen und einen intensiven Missionsalltag. Bis zum Sommer 2026 hatte sie bereits zahlreiche Habitatarbeiten, Roboteroperationen, simulierte Außenaktivitäten und Pflanzenexperimente durchgeführt.
Die zweite Mission ist wissenschaftlich besonders wichtig, weil sich nun erstmals zwei voneinander unabhängige Langzeitbesatzungen vergleichen lassen. Menschen reagieren unterschiedlich auf Isolation und Belastung. Ein Verhalten, das bei der ersten Crew auftrat, muss nicht automatisch bei einer zweiten Gruppe wiederkehren. Wiederkehrende Muster wären deshalb wesentlich interessanter als einzelne auffällige Erfahrungen.
Nach CHAPEA 2 soll noch eine dritte Mission folgen. Erst die Gesamtheit dieser Versuche kann der NASA eine breitere Datenbasis liefern.
Warum eine Marsmission weit mehr als gute Technik braucht
Bei der Vorbereitung einer bemannten Marsmission stehen häufig Raketen, Raumschiffe und Lebenserhaltungssysteme im Mittelpunkt. Das ist nachvollziehbar. Ohne zuverlässige Technik erreicht niemand den Mars.
Doch selbst ein perfektes Raumschiff löst ein anderes Problem nicht: Eine Marsbesatzung müsste möglicherweise Jahre gemeinsam unterwegs sein, weitgehend auf sich allein gestellt und ohne die Möglichkeit einer schnellen Rückkehr zur Erde.
Ein medizinisches Problem, ein defektes Gerät oder ein Konflikt innerhalb der Crew wären unter diesen Bedingungen etwas völlig anderes als auf einer Raumstation wenige Hundert Kilometer über der Erde. Unterstützung aus dem Kontrollzentrum käme zeitverzögert. Ersatzteile wären begrenzt. Manche Entscheidungen könnten nicht an Experten auf der Erde delegiert werden.
CHAPEA versucht genau diese unspektakulären, aber möglicherweise entscheidenden Schwachstellen sichtbar zu machen. Nicht der erste Schritt eines Menschen auf dem Mars steht im Mittelpunkt, sondern die Monate danach.
Eine erfolgreiche Marsmission würde schließlich nicht daran gemessen, ob Menschen dort einige Stunden überleben können. Sie müssten wohnen, arbeiten, essen, schlafen, wissenschaftliche Untersuchungen durchführen, Anlagen reparieren, Entscheidungen treffen und miteinander auskommen.
Mars Dune Alpha kann den Mars nicht auf die Erde holen. Aber hinter seinen 3D-gedruckten Wänden lässt sich bereits heute eine der schwierigsten Fragen untersuchen, die vor einer bemannten Reise zum roten Planeten beantwortet werden muss: Wie schafft man eine Umgebung, in der vier Menschen nicht nur lange überleben, sondern über viele Monate hinweg gesund, handlungsfähig und als Mannschaft funktionsfähig bleiben?
Artikelserie: Leben auf dem Mars
Quellen
▪︎ NASA – Crew Health and Performance Exploration Analog (CHAPEA)
▪︎ NASA Johnson Space Center – Mars Dune Alpha Habitat
▪︎ NASA – First CHAPEA Crew Begins 378-Day Mission
▪︎ NASA – First Mars Crew Completes Yearlong Simulated Red Planet Mission
▪︎ NASA – CHAPEA Mission 2
▪︎ NASA Human Research Program – Distance From Earth
▪︎ Mairesse et al., Sleep – Preparing for Mars: Human Sleep and Performance During a 13 Month Stay in Antarctica
▪︎ Diamond, Leon und de León, Aerospace Medicine and Human Performance – Mars Mission Communication Delays and Impact on Mission Controller Performance, Workload, and Stress