Wenn wir wollten, könnten wir jede Menge spannende Sachen machen. Wir könnten eine dauerhafte bemannte Basis auf dem Mond errichten. Wir könnten eine echte Raumstation bauen, die komfortablen Platz für ein paar hundert oder tausend Leute bietet und gleich einen passenden Weltraumfahrstuhl dazu um sie schnell und einfach zu erreichen. Wir könnten Menschen zum Mars schicken; wir könnten in den unterirdischen Meeren des Jupitermonds Europa nach außerirdischen Leben suchen, usw.
Natürlich wären all diese Projekte wahnsinnig teuer; wir müssten vorher noch viel Forschungsarbeit leisten und unvorstellbar viel Ressourcen in die Durchführung der Projekte stecken. Aber wenn wir es wirklich wollten, dann könnten wir das alles tun – und noch viel mehr. Wir könnten zum Beispiel zu einem anderen Stern fliegen…

Interestellare Reisen sind normalerweise das Zuständigkeitsgebiet der Science-Fiction. Die Entfernungen zwischen den Sternen sind so enorm, das es kaum möglich scheint, sie zu erreichen. Selbst in unserem Sonnensystem dauert es oft schon Jahre, bis die Raumsonden weit entfernte Planeten erreichen. Die am weitesten von der Erde entfernten Raumsonden sind schon über 30 Jahre unterwegs und immer noch weit vom interstellaren Raum entfernt.

Ok, es gibt theoretische Konzepte wie den Alcubierre-Antrieb (“Warp-Antrieb”) oder Wurmlöcher, die interstellares Reisen möglich machen können. Aber auch wenn hier zumindest ein wenig echte Wissenschaft im Spiel ist, ist eine konkrete Umsetzung doch so fern von jeder Realität das sich diese Projekte kaum von Science-Fiction unterscheiden.

Es gibt aber auch realistischere Vorstellungen über Antriebstechnologien, die interstellares Reisen ermöglichen würden. Eine der ersten konkreten Ideen stammt von Stanislav Ulam der sich im Jahr 1947 einen nuklearen Antrieb ausdachte. Im Projekt Orion sollten kontrollierte Atomexplosionen ein Raumschiff antreiben und so auch interstellare Distanzen in vergleichsweise überschaubaren Zeiträumen (Jahrzehnte bis Jahrhunderte) möglich machen.

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Ein Raumschiff mit Orion-Antrieb (NASA)

Weiterentwickelt wurde diese Idee in den 1970er Jahren im Projekt Daedalus. Diese Studie sah vor, eine unbemannte Raumsonde zum 5.9 Lichtjahre entfernten Barnards Stern zu schicken. Die Reise sollte nur knapp 50 Jahre dauern; ein (junger) Mensch könnte also tatsächlich noch Start und Ankunft der Sonde am Ziel miterleben. Das Daedalus-Raumschiff wäre 200 Meter lang gewesen und hätte eine Mischung aus Deuterium und Helium-3 fusioniert; entzündet durch einen Elektronenstrahl. Damit wäre man auf 12 Prozent der Lichtgeschwindigkeit gekommen! Natürlich wäre eine konkrete Umsetzung des Projekts damals schwer bis unmöglich gewesen. Das fängt schon damit an, dass man auf der Erde gar nicht genug Helium-3 zur Verfügung hat. Gar keines, um genau zu sehen – Helium-3 muss man im Weltraum abbauen; am Mond oder in den Atmosphären der Gasriesen.

Aber trotzdem hat das Projekt Daedalus gezeigt, dass es prinzipiell möglich wäre, die fernen Sterne zu erreichen und zwar mit Methoden, die nicht reine Science-Fiction sind. Die Britische Interplanetare Gesellschaft hat nun gemeinsam mit der Tau Zero Foundation das alte Daedalus-Konzept entstaubt und unter dem Projektnamen Icarus wieder belebt.

Denn in den letzten Jahren haben wir große Fortschritte bei der Erforschung der Sterne gemacht. Vor allem haben wir Planeten entdeckt, die um diese fernen Sterne kreisen. Gut, noch ist keiner dabei, den man wirklich als “erdähnlich” bezeichnen kann – also ein Planet mit ähnlicher Größe und Zusammensetzung; ähnlicher Temperatur und Atmopshäre wie die Erde. Aber es ist eigentlich nur eine Frage der Zeit, bis wir diesen so einen “Zwilling” finden werden. Und dann wollen wir natürlich alles über diesen Planeten wissen! Wie sieht es dort wirklich aus? Wie groß ist die Ähnlichkeit mit der Erde wirklich? Gibt es dort Leben? Die Astronomen sind zwar enorm einfallsreich, wenn es darum geht, aus der Entfernung konkrete Informationen zu gewinnen – aber im Endeffekt geht nichts über Untersuchungen vor Ort. Eine Raumsonde zu einem extrasolaren Planeten zu schicken – das wäre fantastisch!

Moment ist das Exoplanetensystem von Epsilon Eridani das der Erde am nächsten gelegene bekannte System. Nur 10.7 Lichtjahre trennen uns. Man hat dort zwar keine Zwillingserde entdeckt – aber erstmal gibt es in der Nähe der Sonne noch andere Sterne die Planeten haben könnten. Und zweitens wäre jede direkte Erforschung eines Exoplaneten ein fantastischer Fortschritt für die Wissenschaft; auch wenn es kein erdähnlicher Planet sein sollte.

Das neue Projekt Icarus plant also nun die Mission einer unbemannten Raumsonde zu einem Planetensystem in einem Umkreis von etwa 12 Lichtjahren. Dazu soll das Raumschiff nicht länger als 100 Jahre brauchen; idealerweise deutlich weniger. Die eingesetzte Technologie soll schon existieren bzw. in der nahen Zukunft realisiert werden können. Das Design muss unterschiedliche Zielsterne erlauben und die Antriebstechnologie soll so wie bei Daedalus auf Fusion basieren. Es muss außerdem möglich sein, die Raumsonde nach der Ankunft wieder einigermassen abzubremsen – im Gegensatz zu Daedalus soll Icarus keine reine Fly-By-Mission sein.

Und auch wenn es (leider) unwahrscheinlich ist, dass das Projekt Icarus in naher Zukunft umgesetzt wird: gearbeitet und geplant werden soll genau so, als würde Icarus tatsächlich gestartet werden:

“There are also several key watchwords for Project Icarus to ensure that all design solutions are appropriate. The final design must be a CREDIBLE proposal and not based upon speculative physics. It must be a PRACTICAL design. It must be derived using accepted natural laws and using SCIENTIFIC methods which are supported by experiments. It must be based upon only NEAR-FUTURE technology as determined by simple linear extrapolation of current tech nologies. The team must produce an ENGINEERED design as though the vehicle were close to fight readiness, to ensure that approximations and margins are appropriate.”

Alle Details zum Projekt Icarus lassen sich im Artikel “PROJECT ICARUS: Son of Daedalus, Flying Closer to Another Star” nachlesen. Es macht zumindest Spaß, darüber nachzudenken, wie es wäre, so eine Mission tatsächlich durchzuführen. Und wer weiß – vielleicht kommen wir Menschen ja vielleicht doch nochmal auf vernünftigere Ideen. Es würde schon reichen, wenn wir uns mal dazu durchringen könnten, den Unsinn mit Krieg und Waffen und so sein zu lassen. Mit dem ganzen Geld, das da dann übrig bleibt, könnte man jede Menge tolle Sachen anstellen – warum nicht auch zu anderen Sternen fliegen?

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Kommentare (26)

  1. #1 Georg Hoffmann
    26. Mai 2010

    @Florian
    Sicher spannend. Aber sollte man wirklich einen jungen Menschen in eine Raumkapsel setzen, ihn 50 Jahre lang masturbierend durchs All schiessen, um ihn dann als psychisches Wrack den “Contact” machen zu lassen? Was werden “die da draussen” von uns denken?

  2. #2 Florian Freistetter
    26. Mai 2010

    @Georg: Es sollte eigentlich im Artikel klar geworden sein, dass es sich natürlich um unbemannte Raumsonden handelt… Steht ja auch jedesmal extra “unbemannte Raumsonde” dort.

  3. #3 JensM
    26. Mai 2010

    Tolle Idee. In der Schule hatten wir auch Projektarbeiten, bei denen wir “nur so getan” haben. Beispielsweise soll die Klasse ein fiktives Unternehmen mit einem fiktiven Produkt erarbeiten. Auch wenn wir nichts verkauft haben, so haben wir doch Vieles dabei gelernt.

    Da es ja mittlerweile Fortschritte bei der Herstellung langer Kohlenstoffnanoröhrchen gibt, rückt auch der Weltraumfahrstuhl noch zu unseren Lebzeiten in greifbare Nähe.

    Ich hoffe stark, dass ich es auch noch erleben werde wie die erste interstellare Sonde unseren Planeten (bzw. Montageort im Orbit oder auf dem Mond) verläßt.

  4. #4 Roland
    26. Mai 2010

    Interessanter Beitrag!

    Der Barnards Stern wird übrigens immer wieder mit uns besuchenden Aliens in Verbindung gebracht. Also wären die Ufonauten alles Opas und Omas.

  5. #5 Arnd
    26. Mai 2010

    Wenn man nicht nur die Fortschritte in der Physik sondern auch die Fortschritte in der Biologie mit einbezieht, dann können wir in nicht so ferner Zukunft vielleicht 200 Jahre alt werden oder das Altern sogar komplett abschaffen. Unter einer solchen Prämisse wären bemannte interstellare Reisen doch ohne Probleme vorstellbar (wenn auch wahnsinnig teuer, zumindest solange die Technik dazu noch in den Kinderschuhen steckt).

    Ich rechne in den nächsten 50 Jahren auch mit großen Fortschritten in der KI-Forschung. Eine Robotsonde würde dann vielleicht auch intelligent genug sein für eine völlig autonome Mission mit ganz vielen Unwägbarkeiten.

  6. #6 Florian Freistetter
    26. Mai 2010

    @Arnd: Es geht ja nicht nur um die reine Reisezeit. Aber wenn Menschen mitfliegen, wird alles gleich viel komplizierter. Denn die Menschen müssen atmen, essen, irgendwo leben, medizinisch versorgt werden – usw. Eine unbemannte Sonde braucht nur genügend Treibstoff einzupacken – ein Mensch muss genug Nahrhung, Luft, Wasser und anderen Kram für 100 Jahre Flug mitnehmen. Ich weiß nicht, wieviel das dann konkret wäre; aber auf jeden Fall eine Menge. Da braucht man dann wieder mehr Treibstoff; das Raumschiff wird ingesamt noch schwerer und kann nicht mehr so weit fliegen oder aber langsamer (dann braucht man aber wieder mehr Essen für die Passagiere, etc). Bemannte Raumfahrt ist zwar cool – aber leider auch viel, viel komplizierter als unbemannte.

  7. #7 mi fhèin
    26. Mai 2010

    @Arnd:
    Das ist jetzt zwar OT, aber ich möchte eigentlich nicht unbegrenzt leben. (Obwohl ich schon gern wissen tät, was sich in der Wissenschaft in den nächsten paar hundert Jahren so tut.)
    Außerdem reicht es da nicht aus, wenn man nur das Altern abschafft. Man müßte vielmehr auch eine Technologie entwickeln, de es ermöglicht, Organe nachzuzüchten – sonst hätten wir wohl so etwas ähnliches wie in “Der Tod steht ihr gut” – das möcht ich denn doch nicht erleben. :-)

  8. #8 beka
    26. Mai 2010

    Den Weltraumlift könnt ihr knicken.

    Ein senkrecht in der Atmosphäre gespanntes Seil fängt durch atmosphärische Störungen (Luftbewegungen) an zu schwingen und flattert wie eine Fahne im Wind. Dadurch werden Normalspannungen induziert, die jenseits von Gut und Böse liegen und nur durch Längskräfte kompensiert werden können, die gegen Unendlich gehen.

    Man hat schon Versuche mit einem Hubschrauber unternommen mit dem Ergebnis, dass sich der Hubschrauber durch Ausklinken des Seils selber retten musste. Den Heli zieht’s gnadenlos nach unten.

    Das Problem ist die Atmosphäre mit ihren Turbulenzen.

  9. #9 Arnd
    26. Mai 2010

    @Florian: Du hast natürlich recht. Aber wer sagt denn dass wir Menschen bis dahin nicht auch tiefgefrieren oder zumindest Winterschlafen lassen können? Daran wird auch bereits geforscht. Das würde schon eine Menge Kosten und Probleme einsparen.

    Mittelfristig ist eine Robotsonde aber sicherlich die realistischere Alternative, hab ich ja auch im zweiten Absatz drüber geschrieben.

  10. #10 Florian Freistetter
    26. Mai 2010

    @beka: “Den Weltraumlift könnt ihr knicken. “

    Naja – man will ja auch nicht tatsächlich ein Seil spannen – zumindest keines aus den heutigen Materialien… Kohlenstoffnanoröhren, Graphen, Dyneema – irgendwas werden sich die klugen Materialwissenschaftler schon noch ausdenken 😉

  11. #11 Christian
    26. Mai 2010

    @ Florian: Die Science Fiction hat ja durchaus gute Ideen parat. Das zeitweise Einfrieren oder das Herunterfahren des Stoffwechsels des Körpers z.B. (Künstlicher Winterschlaf).
    Ich denke das es nur eine Frage der Zeit ist, bis man befähigt ist den Winterschlaf von Tieren nachzuahmen, und uns so in einen Eiergiesparmodus zu versetzen.
    Vielleicht für Jahrzehnte.
    Aber es wird sicher auch weiterhin unbemannte Raumschiffe zur Ersterkundung geben. Intelligente Roboter und Maschinen die selbstständig handeln können, sind das Ziel für die gefährlichsten Missionen.
    Wenn interstellare Raumfahrt zu anderen Sternen mit unserer heutigen Technik umgesetzt wird, so sind diese Technoloigien geradezu zwingend.

  12. #12 Florian Mayer
    26. Mai 2010

    “…und uns so in einen Eiergiesparmodus zu versetzen…”

    Muhahahaaaa…. Ich hab grad Eiergier Sparmodus gelesen:D

  13. #13 marco
    26. Mai 2010

    Beka: Naja knicken kann man nen Seil eh nicht ^^

    Ich hab hier noch nen interessantes Projekt das mal in der Vorlesung vorkam:
    http://www.transorbital.net/Library/D001FA02.GIF
    Entwickelt wurde das von Bob Forward.
    Noch ein paar Zahlen dazu:
    Ziel der Mission ist Epsilon Eridani.
    Masse 78500t, davon 2900t Nutzlast. Darin lässt es sich schon gut einrichten.
    Die durchschnittliche Beschleunigung würde 3m/s² betragen. Damit wäre mann in 23,2 Jahren im Epsilon System, für die Crew würden 20,5 Jahre vergehen.
    Die Laserleistung würde zwischen 43000 und 75000TW betragen.
    Gruß

  14. #14 Ronny
    27. Mai 2010

    @marco
    20 Jahre ? Ob das die Besatzung ohne Bürgerkrieg aushält ?
    Man darf bei diesen ganzen Überlegungen nie die psychische Seite vergessen. Selbst in einem großen Raumschiff wäre man zusammengepfercht und das führt unweigerlich zu Konflikten.

  15. #15 Jens Christian Heuer
    27. Mai 2010

    Schöner Beitrag!! Immer wieder lesenswert, Dein Blog!

    Ganz neue Perspektiven in Sachen interstellare Raumfahrt eröffnet womöglich das Konzept des Mach-Lorentz-Antriebes von Prof.Woodward:

    Dazu ein paar interessante Links:

    1) Homepage Prof. Woodward http://physics.fullerton.edu/Woodward.html

    2)Mach Effects and Rapid Space Transport
    http://adsabs.harvard.edu/abs/2008AIPC..969.1070W

    3) Advanced Space Propulsion Concepts for Interstellar Travel http://www.intalek.com/Papers/AdvSpacePropulsionForInterstellarTravel2008.pdf (Präsentation verschiedener Antriebskonzepte, darunter auch der Mach-Lorentz-Antrieb)

    4) Einziger deutschsprachiger Beitrag (soweit mir bekannt) zum Thema auf Final Frontier http://www.final-frontier.ch/machlorentzantrieb

    Beste Grüße

    Jens Christian Heuer
    http://farawayworlds.wordpress.com/
    http://wetterjournal.wordpress.com/

  16. #16 UMa
    13. Juni 2010

    “Das fängt schon damit an, dass man auf der Erde gar nicht genug Helium-3 zur Verfügung hat.
    Gar keines, um genau zu sehen – Helium-3 muss man im Weltraum abbauen; am Mond …”

    Hier steht das aber etwas anders
    http://en.wikipedia.org/wiki/Helium-3

  17. #17 erhard vobel jun.
    15. November 2010

    http://www.scienceblogs.de/astrodicticum-simplex/2010/05/projekt-icarus-konnen-wir-zu-einem-anderen-stern-fliegen.php

    Ich bin zwar ein Fan von Raumflügen aber wie gefährlich ist da die Strahlung? Ich bezweifle sogar das wir (Bemannt) auf dem Mond waren. Wie können wir da Menschen in den interstellaren Raum vordringen ohne der Strahlung zum Opfer zu fallen? Sollte es aber möglich sein, erleben wir das sowieso nicht mehr aber vielleicht mal zum visionieren…

    Wo bekomme ich Infos über interstellare Raumflüge?
    Wie nennt man die Flugphasen der Beschleunigung und Abbremsen am Zielort?
    Gibt es Programme für XP und Pentium4 Rechner für PC zum Simulieren der Raumflüge??

    Suche PDF und Programme

  18. #18 perk
    15. November 2010

    Ich bin zwar ein Fan von Raumflügen aber wie gefährlich ist da die Strahlung? Ich bezweifle sogar das wir (Bemannt) auf dem Mond waren.

    das sendet eine sehr widersprüchliche botschaft.. einerseits behaupten sie interesse für das thema aber andererseits zeigen sie, dass sie sich nicht länger als 10 minuten damit befasst haben

  19. #19 Hartmut E. Sänger
    25. November 2010

    Da fehlt doch noch was:

    1956 trug der damalige Präsident der Internationalen Astronautischen Föderation, Eugen Sänger, anlässlich einer Jahrestagung in Rom ein Referat über die Erreichbarkeit der Fixsterne vor. Er beschrieb darin ein Raumschiff welches mit einem Photonenantrieb in der Lage sein sollte auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen. Damit würde es seiner Besatzung innerhalb ihrer Lebenszeit möglich sein zu entfernten Sonnensystemen und wieder zurück zu fliegen.
    Albert Einstein hatte in seiner speziellen Relativitätstheorie zuvor angenommen, dass es für mit nahezu Lichtgeschwindigkeit fliegende Materie ein eigenes, von deren Eigengeschwindigkeit abhängiges, Raum-Zeit Koordinatensystem geben würde. Daraus ließ sich folgendes Modell ableiten: Ein Raumschiff, dass von einer Erdumlaufbahn startete, auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigte und schließlich wieder abbremste, könnte nach beispielsweise 10 Bord- oder entsprechenden 100 Erdjahren einen 100 Lichtjahre entfernten Fixstern erreichen.
    Nebenbei berechnet Eugen SÄNGER ein Bild des aus Sicht des nahezu lichtschnellen Raumschiffs dilatierten Universums. Der “siebenfarbige Sternenbogen” beschreibt einen Sternenring in den Farben des Regenbogens.
    Papst Pius XII nahm dieses Referat zum Anlass, Raumfahrt als Gottesauftrag zu verkünden.
    In der Welt der Physik verursachte Sängers Referat kontroverseste Reaktionen. Sie reichten von faszinierter Anerkennung bis zum empörten Widerspruch konservativerer Geister. Endlich sollte der Nobelpreisträger Max Born den Streit schlichten. Sein Urteil lautete: „Ein Sieg des Verstandes, aber ein tragisches Versagen der Vernunft“.
    Allerdings musste Eugen Sängers Vorschlag inzwischen überarbeitet werden. Dieser sah vor, die bei der Vereinigung von Elektronen und Positronen entstehenden Gamma-Quanten zu nutzen. Bis heute kennt die Physik aber noch keine Möglichkeit diese Gamma-Quanten zu einem Antriebsstrahl zu bündeln. Spätere physikalische Erkenntnisse verweisen stattdessen auf die Protonen-Antiprotonen Annihilation.

  20. #20 Basilius
    25. November 2010

    Also nachdem ich jetzt gerade den “Protector” von Larry Niven wieder mal (aber diesmal im Original) fertig gelesen habe bin ich jetzt quasi ganz subjektiv ausgerichtet und favorisiere natürlich einen Bussard-Ramjet als Antrieb für unsere ersten Robot-Sonden. Brauchen wir doch nur noch die Fusion und das kleine Problemchen mit dem stärkeren Magnetfeld zu lösen und dann ab damit nach Alpha Centauri!

  21. #21 Bullet
    25. November 2010

    “Protector”? Das ist doch… Pak-Protektor?

  22. #22 Basilius
    25. November 2010

    @Bullet
    Yo! Phssthpok der Pak, um genau zu sein.

  23. #23 Imko
    28. August 2011

    Hallo Florian,

    da es sich bei den geplanten Missionen nicht um Fly-Bys handeln soll, besteht die Moeglichkeit die Gravitation der Planeten bzw. der Sonnen vor Ort zum Stoppen oder mindestens zum Umlenken der Sonden zu benutzen oder waere das bei solch hohen Geschwindigkeiten unmoeglich?

  24. #24 erhard vobel jun
    nuernberg
    15. März 2015

    H3? Warum kann man H3 nicht auf der Erde finden?

    Woher wissen wir eigentlich wo im Weltraum das Zeug zu finden ist?

  25. #25 JaJoHa
    15. März 2015

    @erhard vobel jun
    Vermutlich meinen sie He-3 (Helium), H-3 währe Tritium (auch relativ selten und radioaktiv). Das entsteht auf der Erde nur in Spuren (Tritiumzerfall, Kernspaltungen) und entweicht ins Weltall (wie He-4).
    Suchen könnte man das beispielsweise über die Effekte, die der schwerere Kern auf die Spektrallinien hat. Das ist zwar nur ein kleiner Effekt, aber bei den leichten Elementen kann man das sehen. Für Deuterium und “normalen” Wasserstoff ist der Unterschied etwa 0,2nm.

  26. #26 Alderamin
    15. März 2015

    @erhard vobel jun

    H3? Warum kann man H3 nicht auf der Erde finden?

    He-3. Weil Helium 1. ein Edelgas ist, das sich nicht mit anderen Stoffen verbindet (so dass es von ihnen frei gesetzt werden könnte) und 2. leichter als Luft ist, so dass vorhandenes Helium aufsteigt und in den Weltraum entschwindet. Ein wenig Helium-4 wird bei radioaktiven Zerfällen gebildet, aber wenig Helium-3.

    Woher wissen wir eigentlich wo im Weltraum das Zeug zu finden ist?

    Helium ist an sich das zweithäufigste Gas im All, aber um es zu halten, braucht es eine relativ hohe Schwerkraft (oder eine niedrige Temperatur), denn auf der Erde sind die Helium-Teilchen aufgrund der thermischen Bewegung zum Teil schnell genug, um das Schwerefeld der Erde zu verlassen (mit der Zeit entfliehen sie der Erde dann allmählich alle). Die Gasriesen Jupiter und Saturn bestehen jedoch zu großen Teilen aus dem Gas (die Sonne sowieso; auf ihr wurde Helium überhaupt erst entdeckt, deswegen heißt es ja so – Helios = griechisch für “Sonne”). Wo viel Helium-4 ist, ist aber auch viel Helium-3, Stoffe bestehen ja normalerweise aus einem Isotopengemisch.

    Auch auf dem Mond wird Helium-3 vermutet, das durch den Sonnenwind (der aus Elektronen, Wasserstoff- und Heliumkernen besteht) dort abgelagert und im Mondgestein eingelagert werden soll. Dieses Helium kommt also direkt von der Sonne.