Interstellare Raumfahrt: Einleitung

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Warum sollten wir überhaupt interstellare Raumfahrt betreiben?

Einige Punkte werden immer wieder genannt:

Bevölkerungsprobleme lösen?

Manchmal wird behauptet wir sollten andere Planeten besiedeln um das Bevölkerungsproblem zu reduzieren. Das ist natürlich völlig illusorisch! Selbst wenn wir ohne auf die Kosten zu schauen einen permanenten Flugbetrieb zu Mars aufrecht erhalten würden und sagen wir jede Woche 100 Menschen verschiffen, würde dies die Entwicklung der Weltbevölkerung nicht im Mindesten beeinflussen. Und für einen Bruchteil der finanziellen Mittel könnte das Bevölkerungsproblem der Erde leicht und effektiv gelöst werden (durch Altersvorsorgesysteme, Aufklärung, medizinische Versorgung, allgemein höheren Lebensstandard, nachhaltige Agrarentwicklung, etc.).

Besiedeln eines fremden Planeten?

Machen wir uns nichts vor: in Entfernungen die vielleicht in Zukunft unter gewaltigen Anstrengungen überbrückbar sein könnten (ein Dutzend Lichtjahre) befinden sich zwar Sonnen, auch Sonnen mit Planetensystemen aber aller Wahrscheinlichkeit keine belebten Himmelskörper und mit Sicherheit keine zweite Erde mit ausgeprägter Biosphäre.

Ein gemeinsames Ziel für die Menschheit zu finden? Nun, vielleicht würde ein solch gewaltiges Projekt, das finanziell und technologisch wohl nur von einem großen Teil der Menschheit gemeinsam gestemmt werden kann, ein Gemeinschaftsgefühl erzeugen. Andererseits zeigen andere internationale Großprojekte wie ISS, Teilchenbeschleuniger, Fusionsreaktoren keine solche Wirkung. Abgesehen davon finden sich genügend lohnenswerte Projekte auf der Erde und im heimischen Sonnensystem an denen die Menschheit noch für Jahrhunderte gemeinsam arbeiten kann.

Die technische Entwicklung voran zu treiben? Es ist fraglich ob die spezialisierte Forschung und Entwicklung für ein Projekt mehr allgemein verwendbare Erkenntnisse hervorbringen wird als wenn die entsprechenden Forschungsetats für Materialentwicklung und Antriebstechnologien direkt aufgestockt werden. Die Entwicklung in diesen Bereichen wird aus den üblichen wirtschaftlichen und militärischen Gründen auch ohne ein großes gemeinsames Projekt voranschreiten.

Wenn interstellare Raumfahrt also weder irdische Probleme lösen kann, noch nennenswerte positive Auswirkungen auf Wissenschaft und Lebensqualität haben wird, die nicht auch zu einem Bruchteil der Kosten anderweitig erreicht werden können, warum sollten wir ein solches Projekt überhaupt anstreben?

Am überzeugendsten finde ich zwei Aspekte: Zum einen wird in dieser gewaltigen Galaxis mit hundert Milliarden Sternen, irgendwo eben doch eine andere Biosphäre, vielleicht sogar mit intelligenten Bewohnern existieren. Es besteht, soweit erkennbar, keine Möglichkeit diese jemals direkt zu erreichen, doch wenn wir es schaffen Kolonien in der gerade eben erreichbaren Nachbarschaft zu etablieren, und diese Kolonien wiederum ihre Nachbarsysteme erreichen, so kann die Menschheit in einem Prozess der tausende von Jahren dauern wird letztlich die Milchstraße besiedeln, ein Kommunikationsnetz etablieren und damit letztlich das Wissen um solche fremden Biosphären und andere Wunder verbreiten.

Der zweite Aspekt ist weit profaner: Nicht alle Eier in einen Korb legen! Wir sollten das langfristige Überleben unserer Spezies nicht vom wohl und wehe einer einzigen Biosphäre abhängig machen. Eine Bahnveränderung der Erde und es bricht eine neue Eiszeit an, Meteoriteneinschläge, eine Nova in unserer Nachbarschaft, ein Ausbruch eines Supervulkans vielleicht auch eine biologische Entwicklung die die Biosphäre unstrukturiert... alle diese Entwicklungen könnten das Ende für unsere Zivilisation bedeuten.

Voraussetzungen und Grundsätzliches

Um dieses Fernziel, die Ausbreitung der Menschheit und den interstellaren Wissensaustausch, zu erreichen ist es notwendig:

• Unser Sonnensystem zu industrialisieren:

ohne gewaltige industrielle Kapazitäten im Weltraum wird es logistisch unmöglich sein interstellare Raumfahrt zu betreiben. Die Produktion von Treibstoff, die Konstruktion eines Raumschiffes und unterstützende Infrastruktur lässt sich nicht vom Grunde eines Gravitationsschachts erreichen.

• Unser Sonnensystem zu besiedeln:

Da Kolonien um die eventuell erreichbaren Nachbarsterne mit Sicherheit keine lebensfreundliche Welt als Grundlage finden werden solche Kolonien autark sein müssen. Ihre eigenen Biosphären mit sich führen und auf Monden oder im Orbit der fremden Sonnen existieren. Die dafür notwendigen Technologien müssen bei uns entwickelt und im Jahrzehnte langen Betrieb ihre Funktion bewiesen haben bevor an eine Kolonisierung überhaupt zu denken ist. Nur wenn wir in der Lage sind Habitate zu betreiben, die unabhängig von irdischer Versorgung, aus Rohstoffen die sich im Sonnensystem finden eine stabile und wachsende Zivilisation erhalten ist eine interstellare Kolonie denkbar.

Weitere Grundsätzliche Erwägungen könnten sein ob ein Raumfahrzeug konventionell seinen Antrieb und Energiequelle mit sich führt, oder ob teile des Antriebssystems im Sonnensystem verbleiben (zum Beispiel gewaltige Laser bei einem Lichtsegel). Zum einen ist die Besatzung dadurch den wechselnden Prioritäten von wechselnden Regierungen und Staatengruppen hilflos ausgeliefert, zum anderen bedeuten solche Systeme, wie die teilweise vorgeschlagenen Terrawatt-LASER im Sonnenorbit auch eine nicht unbeträchtliche Gefahr.

Flugzeit

Zwei Grundlegende erwägungen zur Flugzeit:

• zunächst ergibt sich aus der Relativitätstheorie ganz grundlegend und unüberwindbar die Lichtgeschwindigkeit als absolutes Geschwindigkeitslimit. Allein aus diesem Grund ist ein Flug bereits zu unserem nächsten Nachbarstern nicht unter 4 Jahren machbar. Aber rein technologisch werden wir wohl nie auch nur in die Nähe dieser Grenze kommen. Sehr (!) optimistisch könnten wir vielleicht hoffen eines Tages Raumschiffe auf ein zehntel der Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Das ist eine gewaltige Geschwindigkeit die bei weitem alles übertrifft was Flugkörper heute erreichen können.

Und selbst bei dieser enormen Geschwindigkeit wird der Flug zu unserem nächsten Nachbarn 40 Jahre dauern. Wir sehen also: bereits bei ersten oberflächlichen Abschätzungen wird klar das bei interstellarer Raumfahrt mit Flugzeiten im Bereich von Jahrzehnten bis Jahrhunderten gerechnet werden muss.

An dieser Stelle möchte ich erstmalig das Konzept des Generationenschiffes erwähnen: wenn der Flug ohnehin ein Menschenleben oder gar länger dauert, könnte man das Raumschiff selbst als gewaltige autonome Kolonie konzipieren. Nach einem Jahrhundertelangem Flug würden erst die Ur-Ur-Ur-Enkel der ursprünglichen Besatzung im Zielsystem ankommen. Neben den ganz praktischen Fragen wie: wie beschleunigen wir ein Habitat das so massiv ist das es Generationen von Menschen versorgen kann? Kann eine künstliche Biosphäre über Jahrhunderte stabil bleiben? Kann eine soziale Struktur aus relativ wenigen Mitgliedern auf relativ begrenztem Raum über Generationen stabil bleiben? Ergeben sich auch ethische Implikationen: Ist es gerechtfertigt für ein Ziel das wir heute haben die ungeborenen Generationen der Besatzung zu einem Leben in einem solchen Gefängnis zu verurteilen? Mit der Ungewissheit ob im Zielsystem überhaupt die nötigen Bedingungen herrschen um die Kolonie aufrecht zu erhalten?

Eine abgeschwächte Variante währe ein Anderthalb- bis Drei-Generationen-Schiff: Ein Großteil der Besatzung ist zum Zeitpunkt des Abflugs vielleicht 25 Jahre alt. Zur Stabilisierung der sozialen Strukturen fliegen vielleicht auch ältere Besatzungsmitglieder mit, die die Ankunft im Zielsystem nicht erleben werden. Der junge Teil der Besatzung hatte also Gelegenheit eine stabile Persönlichkeit zu entwickeln, eine selbst bestimmte Entscheidung zu treffen und die notwendigen Ausbildungen abzuschließen, und erlebt die Ankunft im Zielsystem vielleicht noch als 90 Jährige Senioren nach 65 jähriger Flugzeit. Die eigentliche Kolonisierungsarbeit übernimmt die zu diesem Zeitpunkt 25 Jährige Nachfolgegeneration (die also von einer 65 jährigen Mannschaft geboren und aufgezogen wurde). Vorteil dieses Konzeptes ist das eine Abfolge von 2 Generationen leichter zu planen ist, die notwendig mit zuführenden Ressourcen geringer und die Empfängnis der 2. Generation davon abhängig gemacht werden kann ob überhaupt Aussicht auf einer erfolgreiche Kolonisierung besteht. Auch in diesem Fall kann man von einer problematischen Instrumentalisierung der "nach Bedarf produzierten Kinder" (!) ausgehen. Auch diese haben keine Wahl und sind in ihren Lebensmöglichkeiten extrem eingeschränkt. Andererseits kann man hier vielleicht vergleiche Ziehen zu Kindern die auf einem Siedlertrek bei der Eroberung des amerikanischen Westens geboren wurden.

Erste Schritte

• Bemannt oder unbemannt?
• Flyby, Dauerhafte Kolonie oder Return-Mission?
• notwendige Technologien