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Wednesday, February 1, 2023

Wie aus dem Saturnmond Mimas ein Generationenraumschiff mit kosmischem Faschismus werden könnte

raumschiff mit gepulstem fissionsantrieb vor dem jupiter

Ein Generationenraumschiff, mit dem wir Menschen zu fremden Sternen reisen und den Weltraum erobern können, ist eine reizvolle Vorstellung. Doch ein Generationenraumschiff bringt riesige ethische Probleme mit sich: Besatzungen im Tiefschlaf in den Händen von KI, Babys, die in Brutkästen von Robotern aufgezogen werden und Sklav*innen, die in totalitären Systemen leben müssten, wären Horrorvorstellungen. Und auch technische Hürden gibt es. Doch das, wofür wir das alles tun, ist es zumindest wert, darüber nachzudenken.

Mögliche Ziele

Beginnen wir mit einer offensichtlichen Frage, wo können wir denn mit unserem Generationenraumschiff hinfliegen? Wenn wir davon sprechen, zu den Sternen zu fliegen, meinen wir natürlich nicht die Sterne selbst, denn die sind lediglich Gaskugeln, wir meinen ihre Planeten und seit den 90ern wissen wir auch, dass andere Sterne Planeten haben.

Mittlerweile geht man davon aus, dass fast alle Sterne Planeten haben, und jeder sechste Stern sogar einen in der bewohnbaren Zone. Auf diesen Planeten könnte flüssiges Wasser existieren, ob es wirklich existiert, das wissen wir noch nicht. Denn ein Planet benötigt nicht nur den richtigen Abstand zum Stern, sondern auch die richtige Atmosphäre, die richtige Masse und den richtigen Mutterstern.

In wenigen Jahren wird die Technik so weit sein, dass wir Wasser auf Exoplaneten direkt nachweisen können, etwa mit dem James Webb Telescope. Dann wird die Zielauswahl sicher etwas einfacher fallen. Bisher kann man nur spekulieren, auf jeden Fall finden sich in unserer Nachbarschaft einige interessante Ziele.

  • Unser nächster Stern Proxima Centauri wird von einem Planeten in der habitablen Zone umkreist und ist Teil eines Dreifachsystems mit vielleicht noch mehr Planeten.
  • Der 15 Lichtjahre entfernte Gliese 876 wird von einem Gasplaneten in der habitablen Zone umkreist, er könnte von bewohnbaren Monden umkreist werden.
  • Der 16 Lichtjahre entfernte Planet Gliese 832c könnte lebensfreundliche Temperaturen aufweisen.
  • Der ebenfalls 16 Lichtjahre entfernte Stern Gliese 682 wird von zwei Planeten umkreist, davon könnte einer bewohnbar sein.
  • Der 20 Lichtjahre entfernte Gliese 581 wird von drei Planeten umkreist, davon könnte mindestens einer bewohnbar sein.
  • Der 23 Lichtjahre entfernte Gliese 667Cc gilt als einer der vielversprechendsten Kandidaten für lebensfreundliche Bedingungen.
  • Der 40 Lichtjahre entfernte Rote Zwerg TRAPPIST-1 wird von bis zu drei möglicherweise bewohnbaren Planeten umkreist.
  • Die 42 Lichtjahre entfernte Supererde HD 40307 g umkreist seinen Stern in der bewohnbaren Zone.

Es gibt natürlich noch zahlreiche andere bewohnbare Planeten mit teils noch größeren Chancen auf lebensfreundliche Bedingungen, doch nach allem, was derzeit absehbar ist, wird interstellare Kolonisation selbst mit einem Generationenraumschiff zunächst nur in unserer Ecke der Galaxie stattfinden können.

Doch natürlich gibt es einige Probleme. Wir werden sicherlich in der Lage sein, die Bewohnbarkeit eines Planeten ohne Zweifel festzustellen, das wird wie bereits gesagt schon in wenigen Jahren möglich sein.

Doch die meisten Planeten, die ich gerade genannt habe, umkreisen sogenannte Rote Zwerge, das sind sehr kleine Sterne. Sie strahlen viele hundert Milliarden oder Billionen Jahre, also viel länger als das Universum bisher existiert. 

Doch einige von ihnen neigen auch zu extremer Aktivität, auf der Erde wäre die Atmosphäre längst hinweggefegt. Es ist also auch gut möglich, dass der absolute Großteil der Planeten, die wir als Ziele in Erwägung ziehen, in Wahrheit sterilisierte Steinwüsten sind. Darüber habe ich hier detailliert geschrieben.

Es macht aber aktuell keinen Sinn darüber zu spekulieren, denn bald wissen wir mehr. Es gibt noch weitere Probleme. Fürs Überleben brauchen wir eine Atmosphäre aus Sauerstoff. Eine sauerstoffreiche Atmosphäre kann nach unserem Wissen jedoch nur durch biologische Aktivitäten entstehen, wir kennen keinen anderen Prozess, der Sauerstoff in ausreichender Menge produzieren kann.

Wenn wir also einen Planeten finden, auf dem wir Leben können, ist dieser mit sehr großer Wahrscheinlichkeit schon bewohnt. Sicherlich kämen die menschlichen Siedler in Konflikt mit den Einheimischen, selbst wenn es sich nur um Bakterien handelt.

supererde kepler-186f, astrobiologie, generationenraumschiff
DIE ERDÄHNLICHE WELT KEPLER-186F, EIN LOHNENSWERTES ZIEL FÜR KÜNFTIGE REISENDE IN GENERATIONENRAUMSCHIFFEN?

Das außerirdische Leben wäre grundsätzlich anders beschaffen als irdisches Leben, wir würden natürlich zwangsläufig auch Bakterien und andere Kleinstlebewesen einschleppen, ohne könnten wir gar nicht leben. Auch einige andere Tiere werden sicher an Bord sein, wenn auch nicht zum Essen, das ist viel zu ineffizient. 

Die einheimischen Mikroben würden sicherlich verdrängt, womöglich würden wir eine globale Pandemie auslösen, das heimische Leben hätte dem nichts entgegenzusetzen und wäre vermutlich schnell gänzlich ausgerottet. Dann hätten wir zwar den Planeten für uns, aber das kann es nicht wirklich sein. 

Wenn wir zu den Sternen aufbrechen, dann sollten wir das als Menschen tun, als soziale Geschöpfe, die dem einzelnen einen Wert zukommen lassen, denn das ist das, was uns erst besonders macht. Die Verdrängung außerirdischer Lebensformen ist moralisch absolut inakzeptabel.

Glücklicherweise wird sich vermutlich auch außerirdisches Leben finden lassen, die Teleskope der neuen Generation werden Sauerstoff in der Atmosphäre von Exoplaneten finden können. Diese Planeten sind dann bewohnt – und ausgeschlossen für die menschliche Besiedlung.

Wir könnten demnach nur Planeten besiedeln, die keinen Sauerstoff in der Atmosphäre haben. Auf solchen Planeten könnten wir ohne Raumanzug und lediglich mit Sauerstoffmaske leben. Wenn wir irdisches Leben dort ansiedeln, würde sich sehr langfristig vielleicht eine Sauerstoffatmosphäre bilden, aber das würde wirklich lange dauern und ist von zahlreichen Faktoren abhängig.

Vielleicht finden wir aber auch doch Möglichkeiten, um Seite an Seite mit außerirdischem Leben zu leben. Vielleicht können wir uns anpassen, vielleicht leben wir abgetrennt in Habitaten – früher oder später werden wir sowieso mit außerirdischem Leben in Kontakt treten, etwa wenn wir Raumsonden zum Jupitermond Europa schicken.

Aber es soll hier ja nicht um interstellare Reisen an sich oder den Kontakt mit außerirdischen Lebensformen gehen, darüber habe ich hier und hier geschrieben. In diesem Beitrag soll es vor allem um die Reise mit einem Generationenraumschiff gehen.

Möglichkeiten für ein Generationenraumschiff

All die möglichen Ziele haben aber eines gemeinsam: Sie sind verdammt weit weg. Es ist wirklich schwer, sich vorzustellen, wie groß das Universum ist und wie weit es zu den Sternen ist. Stellen wir uns einfach mal vor, unsere riesige Sonne hätte nur die Größe einer Murmel. 

In diesem Maßstab wäre die Erde nicht mehr als ein Sandkorn, welches die Murmel in einer Entfernung von 90 Zentimetern umkreist. Das klingt nach wenig, doch würde man diese Strecke mit dem Zug zurücklegen wollen, bräuchte man bereits 120 Jahre, mit unseren schnellsten Raumsonden geht es in bereits in deutlich unter einem Jahr.

Bis in den interstellaren Raum, also den Raum zwischen den Sternen, in dem die interstellare Strahlung die Sonnenstrahlung verdrängt, braucht eine Raumsonde gut 40 Jahre. Doch außerhalb unseres Sonnensystems steigen die Entfernungen exponentiell an: Der nächste Stern Proxima Centauri, von dem ich gerade schrieb, wäre in unserem Maßstab 240 Kilometer entfernt!

Derzeit bräuchten wir für diese Strecke etwa 6.300 Jahre. Vielleicht sind es in naher Zukunft nur noch einige hunderte, doch es ist nicht absehbar, dass wir es schon bald schaffen, diese Strecke mit einem bemannten Raumschiff innerhalb einer menschlichen Lebensspanne zurückzulegen. Und daraus ergibt sich das Generationenraumschiff. 

Das ist eigentlich nur ein Raumschiff, welches über hunderte oder tausende Jahre durchs All fliegt, also länger als die Lebensspanne eines Menschen. Es gibt ganz verschiedene Möglichkeiten, ein Generationenraumschiff zu bauen.

Schläferschiffe

In Filmen ist es recht einfach, lange Distanzen werden dadurch überbrückt, dass die Besatzung in einem Generationenraumschiff in einen künstlichen Winterschlaf versetzt wird. So verschläft die Crew jede mögliche Gefahr einer interstellaren Reise. 

Erst kürzlich gelang es Medizinern, Patienten für eine Operation in Kälteschlaf zu versetzen, ich habe hier darüber geschrieben. Dabei wurde der Körper von den üblichen 37°C auf 10-15°C heruntergekühlt, der Patient verfällt dann in einen tiefen Schlaf. In diesem Zustand laufen biologische Prozesse viel langsamer ab und Ärzte haben mehr Zeit für lebensrettende Maßnahmen.

Die Technologie, Menschen in den Kälteschlaf zu versetzen, funktioniert also. Doch wir fangen gerade erst an, dort Erfahrungen zu sammeln. Wir wissen nicht, welche langfristigen Auswirkungen der Kälteschlaf hat, zudem lässt er sich derzeit nur für wenige Stunden aufrechterhalten, statt für tausende von Jahren wie es in einem Generationenraumschiff sein müsste.

Aber es ist ein Anfang und es beweist, dass es möglich ist. Vorteile hätte es zahlreiche, man bräuchte viel weniger Nahrungsmittel und Rohstoffe, denn der Körper ist währenddessen quasi im Ruhemodus. Die benötigten Nährstoffe können intravenös, also durch Injektionen verabreicht werden.

Forscher arbeiten derzeit an einem Medikament, welches den Körper eine Temperatur von 10-15°C anstreben lässt, damit ließen sich die Zeiträume, in denen Kälteschlaf möglich ist, deutlich verlängern. 

Womöglich schützt der Kälteschlaf auch vor kosmischer Strahlung und Muskelabbau infolge der Mikrogravitation. Erste weitere Versuche sind bereits in den nächsten Monaten geplant, noch in den 2020ern könnte man die Technik auf der Internationalen Raumstation ISS ausprobieren, anschließend könnte sie auf Marsmissionen verwendet werden.

Doch ein gewisses Restrisiko bleibt natürlich immer und letztlich müsste man das Verfahren auch automatisieren, wobei sich bei einer Marsmission die Besatzung vielleicht auch mit dem Kälteschlaf abwechseln könnte. Menschenleben über tausende von Jahren in den Händen von Künstlichen Intelligenzen ist natürlich eine beunruhigende Vorstellung. Einige werden bestimmt nicht mehr aufwachen – oder zu früh.

Pro

Contra

Keine Langeweile

Kaum bekannte Langzeitwirkungen

Keine sozialen Probleme

Medizinisches Risiko

Geringer Rohstoffverbrauch

Über lange Zeiträume bisher nicht umsetzbar

Weniger Muskel- und Knochenabbau

Menschenleben in den Händen von KI

Embryonenschiffe

Die effektivste Form wäre der Embryonentransport, hier würden gar keine Menschen losgeschickt, sondern tiefgefrorene Embryonen. Hier sind wir technologisch schon viel weiter, Embryonen können über Jahrzehnte in Kryobanken lagern und später dennoch lebensfähig sein. 

Gefrorene Embryonen benötigen eigentlich gar keine Nahrung und auch kein Unterhaltungsprogramm und selbst wenn etwas schiefgeht, sind keine fühlenden Wesen an Bord. Es ist die Strategie, die am meisten auf Effizienz und technische Umsetzbarkeit getrimmt ist.

Zehntausende zukünftige Menschen könnten auf engstem Raum transportiert und kurz vor dem Zielort aufgetaut werden. Dort würden sie in Brutkästen heranwachsen und von Robotern aufgezogen. Noch ist es nicht möglich, Babys vollständig außerhalb des menschlichen Uterus heranwachsen zu lassen, doch das könnte sich schon in wenigen Jahren ändern.

Spätestens beim Aufziehen der jungen Siedler wird es dann aber schon extrem abartig. Maschinen könnten schon bald so weit sein, menschliche Züge simulieren zu können, aber es wäre stets eine Fassade. Babys wüssten zwar, wie es ist von jemandem geliebt zu werden, aber es wäre alles eine Lüge. 

Bei diesen Dingen möchte ich niemandem vorschreiben, was er darüber zu denken hat, aber meiner Meinung nach ist sowas genau dann vertretbar, wenn es selbst prinzipiell keine Möglichkeit gibt, den Unterschied zu erfahren. In diesem Fall ist es meiner Meinung nach egal, ob die Gefühle echt sind oder nicht, es hätte keinen Einfluss auf die Entwicklung der Kinder.

Wir könnten Roboter die menschlichen Werte einprogrammieren, damit die Babys genauso aufgezogen werden wie Kinder auf der Erde und einmal eine eigenständige Gesellschaft bilden. Doch dürften wir mit diesen Wesen dann in Kontakt treten und ihnen durch Signale sagen, dass sie von der Erde kommen und von Robotern aufgezogen wurden oder würde sie das verstören?

Andernfalls gäbe es keine gemeinsame Förderation der Menschheit, sondern jede Kolonie würden ihren eigenen Weg gehen, womöglich auch evolutionär. Nach einigen Millionen Jahren hätten die Wesen vermutlich nichts mehr mit der Menschheit zutun.

Pro

Contra

Sehr energiesparend

Extreme ethische Bedenken

Kaum benötigte Ressourcen

Aufziehen durch Roboter spekulativ

Keine ausgewachsenen Menschen in Gefahr

Gesundheitliche Folgen für die Embryonen

Keine Langeweile oder soziale Probleme

Kein Bezug zum Heimatplaneten

Methusalemschiffe

Denkbar ist jedoch auch, dass wir bis dahin eine Möglichkeit gefunden haben, den Menschen tiefgreifend umzubauen. Designerbabys gibt es bereits, Keimbahneingriffe sind möglich. Vielleicht ist es auch möglich, das Erbgut von Menschen so zu manipulieren, dass es gegen kosmische Strahlung resistenter ist und den Menschen für ein Leben in Mikrogravitation ausstattet.

Womöglich lässt sich der Mensch damit auch unsterblich machen oder die Lebenserwartung zumindest auf viele hundert oder tausend Jahre ausdehnen. Schon mit heutigen Mitteln, die derzeit an Tieren erprobt werden, wäre womöglich eine Ausdehnung der Lebenserwartung auf 140 Jahre möglich.

Vorteile von Methusalemschiffen, also Raumschiffen mit einer genmanipulierten Besatzung, gäbe es durchaus. Die Siedler, welche auf der Erde aufbrechen, tun das mit der Gewissheit, dass sie das Ziel erreichen werden. Ein sehr wichtiger Punkt ist, dass es keine Nachkommen gibt, die unfreiwillig auf dem Schiff geboren werden und dann ihr ganzes Leben in einer kleinen Röhre im All verbringen müssen.

Und letztlich fällt ein weiterer Klotz weg, den uns die Natur ans Bein hing – die sexuelle Fortpflanzung. Wenn ihr mich fragt, der größte Vorteil von Methusalemschiffen. Denn Fortpflanzung an Bord des Schiffs wäre vermutlich sogar verboten, schließlich darf die Besatzung nicht zu groß werden.

Aber es gäbe auch Nachteile, schließlich hätten Menschen, die tausende Jahre durchs All fliegen sicherlich riesige Langeweile und es gäbe große soziale Spannungen, aber auch die medizinischen und psychologischen Folgen von Langlebigkeit sind kaum erforscht, vielleicht verliert das Leben mit seiner Endlichkeit für viele Menschen auch den Antrieb und den Sinn.

Pro

Contra

Siedler haben die Erde gekannt

Langeweile

Keine unfreiwilligen Teilnehmer

Soziale Probleme

Womöglich Schutz gegen kosmische Bedingungen

Medizinische Langzeitfolgen unbekannt

Keine Fortpflanzung nötig 

Technologisch noch nicht absehbar

Natürliche Raumschiffe

Das Problem des Baus von großen Raumstationen ist der Mangel an Ressourcen. Für den Bau eines Raumschiffs von der Größe des Todessterns wäre etwa so viel Stahl nötig, dass es bei der aktuellen Fördermenge alleine 800.000 Jahre dauern würde, es abzubauen, die Gesamtkosten würden die Menge des Geldes auf der Erde bei weitem übersteigen, etwa 850 Billiarden US-Dollar.

Stattdessen könnte man aber auch einfach Raumschiffe nutzen, die in der Natur vorkommen. Lange hielt man den Marsmond Phobos etwa für hohl und eine ehemalige Raumstation. Könnten wir vielleicht einen Himmelskörper aushöhlen und als Raumschiff nutzen?

Anbieten würde sich dafür ein kleiner runder Mond mit einem Durchmesser von ungefähr 500 Kilometern, der Saturnmond Mimas wäre eine Möglichkeit. Ein Mond dieser Größe hat in seinem Innern eigentlich alle Elemente mit Ordnungszahlen zwischen 1 und 92, also alle Elemente, aus denen unsere Welt besteht.

Zudem entstehen dort Hohlräume mit einem Durchmesser von einigen hundert Metern während das Innere des Mondes abkühlt. Diese Hohlräume könnten zu kleinen Lebensblasen umgebaut werden, in denen Wohnungen, Gewächshäuser und Kommunikationsanlagen stationiert sein könnten.

Am Anfang der Reise müssten einige hundert Lebensblasen vorhanden sein mit einer Besatzung von einigen Millionen Menschen. Während der Reise könnten stets neue Lebensblasen für eine wachsende Besatzung gebaut werden. Die dicke Gesteinsschicht schützt Menschen vor Mikrometeoriten und kosmischer Strahlung – und der Bau der Lebensblasen hielte sie beschäftigt. Gut für die Wirtschaft.

Füllt man den Kern des Mondes mit etwas Uran, so erzeugt der Zerfall wieder genügend Wärme, um das Innere aufzuschmelzen und auch die Gravitation wird etwas stärker, was zumindest annähernd erdähnliche Bedingungen simuliert.

Ferner wäre ein kleineres Generationenraumschiff möglich, man könnte etwa tatsächlich Phobos aushöhlen, hier ließe sich der Mond natürlich deutlich besser beschleunigen, aber auch die Besatzung wäre kleiner. Indem man Wasser durch Kernzerfall auf extrem hohe Temperaturen bringt und es dann nach hinten wegstößt, könnte man mit Phobos zwei bis drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen.

Pro

Contra

Schutz vor Mikrometeoriten und Strahlung

Sehr geringe Beschleunigung

Natürliche Elemente bereits vorhanden

Lange Reisezeiten

Natürliche Gravitation vorhanden

Energieintensiver Antrieb

Weniger Materialtransport ins All

Beschleunigung aus dem Schwerefeld eines Planeten

Weltraumarchen

Das sind natürlich schon recht außergewöhnliche und ausgefallene Ideen. Wer weiß, wann wir so weit sind, einen ganzen Mond aushöhlen oder Menschen über Jahrtausende in Kälteschlaf versetzen zu können? Und wer weiß, ob wir uns jemals überwinden, Embryonen ins All zu schicken oder genmanipulierte Menschen.

Vielleicht passiert es auch so, wie es sich Pioniere bereits im späten 19. und frühen 20.Jahrhundert gedacht haben. Wir bauen ein großes Generationenraumschiff, entwickeln den richtigen Antrieb und fliegen los. Wir könnten etwa jene Raumstationen bauen, die der US-amerikanische Physiker Gerard O’Neill entwarf, riesige Zylinder, deren Innenseiten bewohnt sind.

Sie könnten sich drehen und dadurch eine künstliche Gravitation erzeugen, es wäre eine wirkliche Nebenwelt, es gäbe Parks, Seen und Flüsse. Dieses Raumschiff wäre so groß, dass der Himmel blau erscheinen würde und es unterwegs anfinge zu regnen. Etwa 100.000 Bewohner*innen könnten dort leben, mit großen Lichtern ließe sich der irdische Tag-Nacht-Rhythmus simulieren.

Antrieb

Ein klassischer chemischer Antrieb wird für unser Generationenraumschiff nicht funktionieren, um damit auch nur drei Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu erreichen, bräuchte man mehr Energie als im beobachtbaren Universum vorhanden ist. Doch es gibt auch heute durchaus Antriebe, mit denen sich zumindest die nächsten Sterne erreichen lassen, etwa Proxima Centauri.

Grundsätzlich ist natürlich jede Antriebsform den physikalischen Gesetzen unterworfen, rein spekulative oder nicht einmal in der Theorie einwandfrei funktionierende Möglichkeiten wie Wurmlöcher oder den Warp-Antrieb behandle ich hier nicht. Das bedeutet, es gilt grundsätzlich:

wie aus dem saturnmond mimas ein generationenraumschiff mit kosmischem faschismus werden könnte 2

Das bedeutet, dass die Beschleunigung dem Produkt aus der Ausströmgeschwindigkeit und dem natürlichen Logarithmus des Quotienten von Startmasse und Brennschlussmasse entspricht. Wir sehen, insgesamt gibt es eigentlich nur zwei Dinge, die beim Antrieb eine Rolle spielen: Masse (der Rakete und des Treibstoffs) und Geschwindigkeit (mit welcher der Treibstoff ausgetoßen wird), ganz so wie in Einsteins Relativitätstheorie.

An diesem grundsätzlichen Gesetz kommt man nicht vorbei. Erhöht man nun die Masse des Treibstoffs, um höhere Geschwindigkeiten zu erreichen, erhöht man auch die Startmasse und die bremst das ganze wiederum. Man braucht also sozusagen Treibstoff für den Treibstoff – und für diesen Treibstoff benötigt man, wer hätte es gedacht, Treibstoff. Hier beißt sich die Katze in den Schwanz.

Chemische Antriebe, die wir heute nutzen, um etwa die Internationale Raumstation oder auch den Mond zu erreichen, sind hier wirklich sehr ineffizient, denn die Ausströmgeschwindigkeit ist gering.

Wie auch auf der Erde könnten elektrische Antriebe die Zukunft sein, sie erzeugen den klassischen blauen Strahl, der aus der Science Fiction bekannt ist und sind deutlich effizienter. Dabei haben sie sich in der Raumfahrt längst etabliert. Die meisten neuen Satelliten laufen damit und auch einige interplanetare Raumsonden nutzen sie.

Sie funktionieren, indem elektrische Energie eine Stützmasse, häufig Xenon, erhitzt und ionisiert. Die Elektronen werden separat gepeichert und zum Schluss wieder hinzu gegeben, diese Neutralisierung erzeugt das blaue Leuchten.

Der Strom kommt meist von Solarzellen, für einen Flug zum Mars könnte dieser Antrieb also sinnvoll sein, VASIMR ist etwa sehr vielversprechend und nutzt Plasma, doch für ein Generationenraumschiff untauglich – denn in großer Entfernung zur Sonne sind Solarzellen eher mäßig effektiv.

Für astronautische interstellare Reisen am interessantesten sind wohl Nukleare Antriebe, schon sehr alt ist die Idee des Nuklearen Pulsantriebs. Dabei wird der Schub durch Atombombenexplosionen hinter dem Schiff erzeugt. Man erkennt unschwer, dass die Idee der amerikanischen Atom-Euphorie der 40er und 50er entsprang, als man selbst Autos und Staubsauger nuklear antreiben wollte.

Der Nukleare Pulsantrieb für die Raumfahrt jedoch ergibt sogar Sinn, denn es benötigt keine wesentliche Neuentwicklung für seine Anwendung und verringert die Reisezeit auf unter hundert Jahre. Die Menschen, die beim Abflug bereits erwachsen sind sterben an Bord, die jungen könnten die Ankunft jedoch noch erleben.

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Vision aus vergangener Zeit: Ein Raumschiff mit nuklearem Pulsantrieb erreicht den Saturn.

Mit dem Ende der Atom-Euphorie und der Unterzeichnung des Atomwaffensperrvertrags wurden die Forschungen eingestellt, doch mittlerweile wurden sie wieder aufgenommen unter dem Vorbehalt, dass das Generationenraumschiff mit klassischen chemischen Antrieben ins All gebracht würde und erst in sicherer Entfernung zur Erde die Atombomben gezündet würden – ganz ohne hässliche Folgen für die Ozonschicht und das Erdmagnetfeld.

Noch schneller wäre der Antimaterieantrieb, er hat eigentlich die höchstmögliche Effizienz, denn wenn Materie und Antimaterie in Wechselwirkung treten, löschen sie sich vollständig aus, setzen also eigentlich 100% der möglichen Energie frei. Doch das Konzept ist noch theoretisch und sehr gefährlich. Die Antimaterie wird durch ein Magnetfeld in der Mitte des Tanks gehalten, berührt sie den Tank, kommt es zu einer gigantischen Explosion.

Selbst die Erzeugung der Antimaterie für das Generationenraumschiff wäre heute noch nicht möglich. Zwar können wir künstlich kleine Mengen an Antimaterie erzeugen und es gibt auch Fortschritte, so gelang es etwa, Antimaterie ein Jahr lang zu speichern, doch selbst die größten Produktionen von Antimaterie umfassen nur etwa 50.000 Atome – für einen Antrieb bräuchte man deutlich mehr.

Bereits auf interplanetaren Missionen eingesetzt wurde das Sonnensegel, darüber habe ich hier in einem sehr detaillierten Bereich geschrieben. Man könnte es auf die für interstellare Reisen notwendige Geschwindigkeit bringen, indem man es mit einem Laser antreibt. Es punktet mit einer sehr geringen Startmasse, denn es benötigt keinen Treibstoff, das Sonnenlicht oder eben der Laser ist der Treibstoff.

Ein leistungsstarker Laser, den man etwa auf dem Mond platziert, müsste nur zehn Minuten auf ein Segel zielen, das groß genug ist und schon wäre es in einigen Jahrzehnten bei Proxima Centauri. Doch für bemannte Reisen ist das recht unpraktikabel, denn das Sonnensegel baut vor allem auf sein geringes Gewicht.

Ich persönlich denke, dass das Sonnensegel die ersten unbemannten Forschungssonden zu Proxima Centauri bringen wird, welche das System genau erforschen. Menschen werden dann ein Antrieb mit Nuklearem Pulsantrieb ähnlich wie die ISS im All zusammensetzen. Sie werden mit kleinen Raumfähren in das große Generationenraumschiff gebracht, von dort an beschleunigt es dann mit Pulsantrieb.

 Status
Chemischer FeststoffantriebIm Einsatz
Elektrischer IonenantriebIm Einsatz
Elektrischer HallantriebIm Einsatz
VASIMRIn Entwicklung
Nuklearer PulsantriebIn Entwicklung
FusionsantriebTheoretisch
AntimaterieantriebTheoretisch
SonnensegelIm Einsatz

Ich denke, so wird es kommen. Wann der Bau eines solchen Raumschiffs beginnen könnte, weiß man natürlich nicht. Sollte es wirklich erforderlich sein, wäre es wohl schnell Standardtechnik, aber solange kein Druck da ist, wird man sich Zeit lassen. Ich würde die Möglichkeit für ein Generationenraumschiff mit Nuklearem Pulsantrieb frühestens gegen Ende des Jahrhunderts verorten.

Doch ein politischer Richtungswechsel genügt und schon könnte es schon in wenigen Jahren oder Jahrzehnten so weit sein. Vielleicht findet selbst der Flug zum Mars mit einem nuklearen Antrieb statt.

Strenge Regeln an Bord

Genug Physik, kommen wir zum Außenseiter unter den Wissenschaften: Der Soziologie. Spaß beiseite, tatsächlich scheitern zahlreiche Vorschläge nicht an der Physik, sondern an ethischen Hürden, etwa die Embryonenschiffe. Auch ein gewöhnliches Generationenraumschiff bringt jedoch durchaus Probleme mit sich.

Die erste Generation wäre noch frei, sie hätte sich für dieses grundlegend andere Leben entschieden. Doch bereits die zweite Generation wäre unfrei, sie wäre zu diesem Leben gezwungen worden und hätte keine Chance zu entkommen. Die Erde würde sie nur aus Erzählungen kennen und eine Kommunikation mit Menschen auf der Erde würde Monate oder Jahre dauern, aufgrund der langen Lichtlaufzeiten.

Das auf dem Generationenraumschiff herrschende System wäre höchstwahrscheinlich totalitär, denn die Fortpflanzung wäre nur nach strengen Regeln erlaubt. Es gäbe sogenannte Sozialsteuerungsstrategien, mit denen man die Kontrolle über die Besatzungsgröße behält. Fortpflanzung wäre auf dem Generationenraumschiff etwa nur zwischen 32 und 40 Jahren erlaubt, es gäbe zudem eine Zwei-Kind-Direktive.

Eine gewisse Unsicherheit bleibt natürlich, so kann kosmische Strahlung die Fruchtbarkeit reduzieren und es gibt ja auch Mehrlinge, man würde die in den Simulationen nicht berechneten Kinder natürlich nicht umbringen, es gibt schon eine leichte Streuung.

Aber die Direktiven auf dem Generationenraumschiff würden mit der Zeit angepasst, ist eine gewisse Kapazität des Schiffs erreicht, würde Fortpflanzung ausgesetzt. Erst wenn genug Menschen gestorben sind, wäre sie wieder erlaubt. Man würde versuchen, die Anzahl der alten Menschen auf dem Generationenraumschiff langfristig möglichst niedrig zu halten, auch das würde die Geburtenrate miteinbeziehen.

Doch es geht noch weiter, Fortpflanzung ist nur zwischen im Vorhinein durch einen Computer ausgewählten Paaren erlaubt, was einen genetischen Verlust, also Inzucht ausschließen soll. Insgesamt müsste man hier tatsächlich dafür sorgen, dass der Nachwuchs mit der bestmöglichen genetischen Qualität herauskommt – das ist Faschismus.

Vielleicht wäre es zumindest ein bisschen einfacher, künstliche Befruchtung einzusetzen und Krankheiten durch genetische Eingriffe auszulöschen, doch es bleibt ein fader Beigeschmack. Es wäre zudem nicht möglich, eine Demokratie einzurichten, denn die Besatzung muss stets im Auftrag der Mission handeln und darf über Jahrtausende nicht das Ziel aus dem Auge verlieren.

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Nur auf den ersten Blick idyllisch: Die Bewohner*innen eines Generationenraumschiffs müssten sich einem regelrecht totalitären System unterordnen.

Es dürfte keine Aufstände geben und niemand dürfte mehr verbrauchen als zum Leben notwendig, ansonsten wäre es ein Leben auf Kosten der nachfolgenden Generation, die das Ziel dann nie erreichen würde. Sprechen wir tatsächlich von Missionen, die tausende Jahre im All unterwegs sind, müsste man womöglich auch mit evolutionären Veränderungen rechnen – die Wesen, die am Zielplaneten ankämen, wären kaum noch vergleichbar mit irdischen Menschen.

Angenommen, wir flögen mit einem Generationenraumschiff jetzt los und bräuchten tatsächlich die vollen 6.300 Jahre und unterwegs gibt es nach 2.500 Jahren ein verheerendes Ereignis, das ein Drittel der Besatzung dahinrafft, etwa eine Pandemie, dann bräuchte man mindestens 49 Paare auf dem Generationenraumschiff, um das Ziel mit Sicherheit zu erreichen und genetische Vielfalt unbegrenzt lange zu ermöglichen.

Das ist gar nicht so viel, schon das Starship von Elon Musk, das in den nächsten Jahren abheben soll, könnte etwa 100 Besatzungsmitglieder fassen. Theoretisch könnte es also bald losgehen mit der Planung eines Generationenraumschiffs doch die bereits genannte Bedenken bleiben.

Wir werden vor dem Generationenraumschiff sicherlich zunächst Erfahrungen sammeln müssen, noch leben Menschen ein halbes Jahr im All, und zwar 400 Kilometer über der Erdoberfläche. In Zukunft werden Menschen dauerhaft auf oder über dem Mond leben, anfangs nur wenige, in der zweiten Hälfte des Jahrhunderts aber womöglich hunderte in einer autarken Kolonie, auch Geburten sind dann auf dem Mond denkbar.

Dann werden wir wissen, wie Menschen darauf reagieren, die Erde nur aus Erzählungen zu kennen und sie vielleicht sogar niemals zu sehen. Und dann gibt es ja noch den Mars, die Sprungschanze zu den Sternen. Wenn wir es schaffen, dort dauerhaft zu leben, dann steht einem Generationenraumschiff kaum noch etwas im Wege.

Aber wir müssen auch unser eigenes Generationenraumschiff wieder in die Spur bringen, denn auch hier lebt die Besatzung derzeit auf Kosten ihrer Nachfahren und gefährdet somit das gemeinsame Ziel. Wenn wir das schaffen, dann können wir alles schaffen, auch ein Generationenraumschiff.

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6 Comments

  • […] wir nun ein riesiges Generationenraumschiff bauen und zum Katzenaugennebel fliegen würden, sähen wir dort rein gar nichts. Das liegt, daran, […]

    Antworten
  • Arthur Dent
    Arthur Dent

    Du könntest mal erklären, welche Energiequelle wir auf solch einem Schiff nutzen sollten, fern ab von einer Sonne. Bei rund zehn bis vierzig Kelvin wird’s ganz schön kalt auf Dauer. Spass mal beiseite:

    Mit einem Torus kann man nur schwerlich lateral beschleunigen. Zudem – wie handhaben wir die Versorgung der Generationen von Menschen? Der Anbau von Nahrung kommt aufgrund einer fehlenden Sonne ja nicht in Frage.

    Fernab von Nahrung und Treibstoff überlege ich gerade, wie wir mit Verschleiss umgehen würden. Selbst Türgriffe und Fußböden nutzen sich in wenigen Jahrzehnten derart ab, dass sie getauscht werden müßten.

    Wo würde der Abrieb von den an Bord befindlichen Metallen und Kunststoffen bei „künstlicher Gravitation“ (eigtl. Zentripedalkraft durch Rotation) wohl landen? Zunächst in der Atemluft und dann in den Lebewesen an Bord.

    Das würde eine schrecklich giftige Umgebung sein, in ein paar Jahrzehnten; mal ganz abgesehen von Hautabrieb, Haaren, Fingernägeln und Methan durch Verdauungsprozesse (schönen Gruß ans Apollo-Programm und an die ISS).

    Mein Vorschlag deshalb: Ein Raumschiff in Form eines Quaders (oder Schukarton). Nicht lateral, sondern lotrecht zur Oberfläche, mit 9,81 Newton (Erdgravitation), konstant beschleunigt. Mittels Kernfusion (höhchste bekannte Energiedichte) angetrieben.

    Bei dreimonatiger konstanter Beschleunigung wären wir dann bei einer Geschwindigkeit von etwa 0,7c (210,000 km/s) und flögen bereits am Pluto vorbei.

    Nach rund drei Jahren wären wir dann bei 0,8c (240,000 km/s) und auf dem halben Weg zu Alpha Centauri.

    Randnotiz: bei Geschwindigkeiten von über 0,7c kommt uns aufgrund des Dopplereffektes (hier eher Blauverschiebung Elektromagnetischer Strahlung – die ist überall im interstellaren Medium gleich) super harte Gammastrahlung aus allen Richtungen entgegen. Um uns zu schützen sollte die Abschirmung aus einer circa zwei Meter dicker Bleiverschalung bestehen (das ist eine Menge Gewicht :-).

    Egal, denn nach dreißig Jahren hätten wir bei 0,999992c den Rand des sichtbaren Universums erreicht – wären aber leider durch die Zeitdiletation rund fünfzehn Milliarden Jahre der Erdzeit hinterher – und abgebremst hätten wir dann auch noch nicht. Whoops, vergessen mit einzurechnen (Zeitraum mal zwei, fertig).

    Mit einem Warpantrieb zu reisen fände ich persönlich ja cooler. Da könnte man dann Kommandos geben wie „Nummer eins, machen Sie es so“ und „Energie“.

    Ach ja, das Handtuch nicht vergessen!

    Antworten
  • Karl
    Karl

    Interessante Vorstellung. Würdest Du da als erste Generation mitmachen wollen?
    Und wie gross sollte die Besatzung dann im Durchschnitt werden, bzw wieviel Kinder sollte ein Paar zeugen? Vlt wärs auch sinnvoller mit tiefgefrorenen Eizellen usw zu reisen um das ganze etwas kleiner zu halten?

    Antworten
    • Jason vJ

      Ich würde mitreisen und mich auch freuen, wenn ich dort geboren wären würde. Die Größe sollte nicht so wichtig sein. Wie vieler Kinder man hat, wird klar geregelt sein. Wahrscheinlich läuft sowieso alles durch Künstliche Befruchtung. Tiefgefrorene Eizellen wären denkbar, aber wenn man daran denkt, dass sie dann von Robotern in Brutkästen am Ziel aufgezogen werden, bringt das noch größere ethische Probleme mit sich, als die Generationenschiffe.

      Antworten
  • Marius Eversmann

    Wieder mal ein sehr schöner, kurzer und übersichtlicher Artikel über ein Thema über das ich mir ohne deinen Blog niemals Gedanken machen würde. Danke dafür, Jason.

    Realistisch mag diese Reise mit einem Generationenraumschiff ja sein. Aber ist sie denn auch lohnend? Der „Preis“ – ohne damit meine ich nicht das zu investierende Geld – ist sehr hoch. Und egal was dabei rumkommt, hat die Menschheit von heute ja gar nix davon…Was erhoffen sich Menschen, die diese Reise heute gedanklich planen davon?

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    • Jason vJ

      Das Ziel ist die Menschheit im ganzen Universum zu verbreiten, sodass keine Katastrophe sie mehr auslöschen könnte.

      Antworten

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