Seit Jahren kritisiere ich Medien wenn sie über die angebliche Entdeckung einer “zweiten Erde” berichten. Denn man hat noch nirgendwo im Universum einen Planeten gefunden, der unserer Erde an Lebensfreundlichkeit auch nur annähernd gleich kommt. Auch der Planet mit der Bezeichnung K2-18b der aktuell für Schlagzeilen sorgt ist keine “zweite Erde” (und überraschenderweise wird das in den Medien auch weitestgehend korrekt dargestellt). Aber ein wichtiger Schritt auf der Suche nach einem echten lebensfreundlichen Planeten außerhalb des Sonnensystems!

Um welchen Planeten geht es?

Der Planet trägt die Bezeichnung “K2-18b”. Das K2 kommt von der “Second Light”-Mission des Kepler-Weltraumteleskops, also der Phase als man nach der primären Mission des Teleskops und nach dem Ausfall einiger Steuermechanismen mit den restlichen Kapazitäten noch auf die Suche nach weiteren Planeten anderer Sterne ging. 2015 hat man dabei einen Planeten beim Stern “K2-18” gefunden. Das ist ein roter Zwerg im Sternbild Löwe, 110 Lichtjahre von der Erde entfernt. Er hat etwa ein Drittel der Masse unserer Sonne, ist weniger als halb so groß wie unser Stern und mit einer Temperatur von 3300 Grad Celsius deutlich kühler.

Der Planet selbst ist seinem Stern sehr nahe; er braucht für einen kompletten Umlauf nur 33 Tage. Der mittlere Abstand zwischen ihm und seinen Stern beträgt nur 22 Millionen Kilometer, also weniger als der Abstand zwischen Sonne und Merkur (58 Millionen Kilometer). Die Nähe sorgt dafür, dass der Planet trotz der schwachen Leuchtkraft des Sterns noch genug Energie abbekommt, so dass dort Temperaturen herrschen könnten die knapp über dem Gefrierpunkt liegen. Dabei handelt es sich um die sogenannten Gleichgewichtstemperatur, wie warm oder kalt es dort wirklich ist hängt davon ab ob und welche Atmosphäre auf K2-18b existiert.

Der Planet selbst ist nicht erdähnlich. Er ist fast dreimal so groß wie die Erde und hat fast 9 mal so viel Masse wie unser Planet. Es handelt sich also um eine “Supererde”; eine Art von Planet die es in unserem Sonnensystem nicht gibt.

Was hat man nun herausgefunden?

Wissenschaftlerinnen und Wissenchaftler haben die Weltraumteleskope Hubble und Spitzer benutzt um die Helligkeitsschwankungen des Sterns zu beobachten der von K2-18b umkreist wird. Von uns aus gesehen zieht der Planet direkt am Stern vorbei und verdunkelt dabei ein wenig von seinem Licht. So hat man seine Existenz überhaupt erst entdeckt; damit war es aber nun auch möglich mehr über seine Atmosphäre heraus zu finden. Denn wenn der Planet gerade dabei ist sich vor den Stern zu schieben, strahlt ein bisschen des Lichts durch die Atmosphäre des Planeten hindurch. Die Moleküle in der Atmosphäre blockieren dabei ein wenig des Sternlichts, das danach fehlt. Sie erzeugen Spektrallinien und zwar unterschiedliche je nach Art der Moleküle. Dabei wurde Wasserdampf nachgewiesen, also Wassermoleküle in der Atmosphäre.

Hat man das erste Mal Wasser in der Atmosphäre eines Planeten gefunden?

Ganz wichtig: Es geht um Wasserdampf, nicht um flüssiges Wasser! Um flüssiges Wasser nachweisen zu können, müssten wir auch genau über den Druck Bescheid wissen, der in der Atmosphäre eines Planeten herrscht, über die Temperatur und die Art und Weise wie sich Druck und Temperatur in unterschiedlicher Höhe in der Atmosphäre verändern. Das wissen wir bei K2-18b nicht bzw nur sehr eingeschränkt. Die Forscherinnen und Forscher vermuten dass flüssiger Regen fallen könnte, aber auch nur in Teilen der Atmosphäre. Dazu bräuchte es Wolken und es ist nicht klar, ob es die dort wirklich gibt. Dieses Bild zeigt die Schwierigkeiten:

Man sieht hier auf der y-Achse die “Transittiefe”, also vereinfacht gesagt die Menge an Licht die blockiert wird während sich der Planet vor den Stern schiebt. Auf der x-Achse ist die Wellenlänge des Lichts aufgetragen dessen Verminderung man untersucht. Die schwarzen Punkt sind die Messwerte (mit Fehlerbalken). Die drei bunten Linien sind Computermodelle die zeigen was zu erwarten wäre wenn man eine Atmosphäre hätte in der Wasserdampf ist (blau), Wasserdampf mit Wolken (grün) und Wasserdampf mit Stickstoff. Grün ist also die Atmosphäre mit Wolken, die beiden anderen Linien zeigen wolkenfreie Atmosphären. Aber so richtig gut lassen sich die Modelle anhand der Messwerte nicht unterscheiden.

Auch die Menge an Wasserdampf in der Atmosphäre lässt sich durch die Messungen nicht bestimmen. Man weiß nur, dass Wasserdampf ist. Man ist sich auch ziemlich sicher, dass in der Atmosphäre noch Wasserstoff und Helium vorhanden sind. Diese beiden Atome sind die leichtesten aller Elemente und bewegen sich dadurch sehr schnell. So schnell, dass sie hier bei uns von der Anziehungskraft der Erde nicht zurückgehalten werden können und im Laufe der Zeit ins All entkommen. Es braucht mehr Masse um diese flüchtigen Gase festzuhalten; Atmosphären aus Wasserstoff und Helium finden wir daher im Sonnensystem bei den großen Gasplaneten Jupiter, Saturn, Uranus und Neptun. Die Supererde von K2-18 hat aber scheinbar genug Masse um sich noch ein wenig Wasserstoff und Helium behalten zu können.

Wasserdampf hat man übrigens nicht das erste Mal entdeckt; wir haben schon viele Planeten gefunden die Wassermoleküle in ihrer Atmosphäre haben. Aber das waren bis jetzt alles große Gasplaneten. K2-18b ist deswegen tatsächlich eine Premiere; der erste Planet der kein Gasriese ist auf dem wir Wasserdampf gefunden haben.

Kann es dort Leben geben

Auch das ist – bestenfalls – unklar. Realistisch betrachtet ist es eher unwahrscheinlich. Abgesehen davon dass wir über die konkreten Bedingungen auf der Oberfläche des Planeten noch nicht viel wissen (nicht mal ob es überhaupt eine echte Oberfläche wie auf der Erde gibt), könnte vor allem der Stern Probleme machen. Es ist ein roter Zwerg und die neigen zu sehr starken Aktivitätsausbrüchen. Weil sie kleiner sind, wird dort die gesamte Sternmaterie quasi ständig durchgerührt. Heißes Plasma steigt direkt aus dem Sternzentrum bis hinauf an die Oberfläche, kühlt ab und sinkt wieder bis ganz nach Innen (in größeren Sternen wie der Sonne umfasst diese “Konvektionszone” nur die äußeren Bereiche des Sterns). Das ist einerseits gut für den Stern, weil er so sein Plasma viel effektiver für die Kernfusion nutzen und deutlich länger leben kann als ein Stern der nicht komplett “umgerührt” wird. Rote Zwerge haben Lebensspannen von bis zu einigen Billionen Jahren. Die starke Dynamik der Plasmaströme im Sterninneren führt aber auch zu starken Magnetfeldern und damit einhergehenden starken Aktivitätsausbrüchen. Rote Zwerge schleudern immer wieder jede Menge Material aus sich selbst hinaus ins All und es gibt auch starke Ausbrüche harter Strahlung. All das trifft nahe Planeten – und K2-18b ist nahe – besonders stark und ist für die Entwicklung komplexer Lebewesen nicht unbedingt förderlich.

Künstlerische Darstellung von K2-18b und seinem Stern (Bild: ESA/Hubble, M. Kornmesser)

Was haben wir denn nun konkret gelernt?

Wir haben gelernt, dass es sich lohnt nach einer “zweiten Erde” zu suchen. Wir haben gelernt, dass wir mit den jetzt schon existierenden Instrumenten die Möglichkeit haben, die Atmosphären von Supererden zu untersuchen. Und das wir mit den Teleskopen des nächsten Jahrzehnts auch “echte” erdähnliche Planeten (also Planeten deren Größe und Masse der der Erde entspricht) untersuchen können. Und dann vielleicht wirklich einmal konkret feststellen können, ob es eine “zweite Erde” gibt. Die Astronomie bleibt – natürlich! – spannend.

Quellen

Kommentare (48)

  1. #1 Jens Christian Heuer
    Bederkesa
    12. September 2019

    Interessant geschriebener Artikel. Eine Frage: Für den günstigen Fall, daß K2-18b ein Wasserplanet ist, vielleicht sogar mit einem globalen Ozean, wäre eventuelles Leben in diesem Ozean nicht vor schädlicher Strahlung der Heimatsonne geschützt? Gruß

  2. #2 Marcus
    12. September 2019

    Hattest Du diesen Hinweis zu den rivalisierenden Forscherteams gesehen? https://twitter.com/marinakoren/status/1171873631808438273

  3. #3 Björn
    12. September 2019

    Die Supererde von K2-18 hat aber scheinbar genug Masse um sich noch ein wenig Wasserstoff und Helium behalten zu können.

    Es kommt doch nicht auf die Masse an, sondern auf die Schwerebeschleunigung an der Oberfläche, oder? Und die müsste bei K2-18b so ziemlich dieselbe sein wie bei der Erde: Laut Wiki ist die Masse 8,63mal so groß wie die der Erde, der Radius ist 2,71mal so groß; damit komme ich auf eine Schwerebeschleunigung, die nur knapp 18% größer ist als auf der Erde. Das soll genügen, um Wasserstoff und Helium festzuhalten? (Gut, wenn man die Fehlergrenzen der Messungen ausreizt, kommt man auf eine ca. 43% größere Schwerebeschleunigung… kommt mir aber immer noch recht wenig vor.)

  4. #4 UMa
    12. September 2019

    @Björn: Es kommt auf die Fluchtgeschwindigkeit an. Das sind bei der Erde 11 km/s und bei K2-18b 20 km/s.

  5. #5 Bullet
    13. September 2019

    Interessant bei euren Berechnungen ist der Umstand, daß die Dichte dieses Planeten in etwa mit der der Erde übereinstimmen müßte. Die Erde hat ihre Durchschnittsdichte von 5,5 ihrem übergroßen Schwermetallkern zu verdanken, der auch nur deswegen so groß im Verhältnis zum Gesamtplaneten ist, weil wir einen Mond haben. Wie wahrscheinlich ist es, daß ein wesentlich älterer Stern so viel metallische Masse um sich versammeln konnte, daß er daraus Supererden mit solch hoher Dichte bilden konnte – und das zu einer Zeit, wo Metalle noch selten waren?

  6. #6 UMa
    13. September 2019

    @Bullet: Nein, die Dichte ist proportional zu Masse durch Radius hoch 3. Die Dichte von K2-18b ist damit nur etwa halb so groß wie die der Erde.

  7. #7 Richard
    13. September 2019

    Wie wahrscheinlich ist es, daß ein wesentlich älterer Stern so viel metallische Masse um sich versammeln konnte

    Woher weißt Du denn wie alt K2-18 ist? Ich hab dazu auf die Schnelle nichts gefunden.

    Und nur weil rote Zwerge Billionen von Jahren alt werden können, müssen noch lange nicht alle roten Zwerge auch uralt sein

  8. #8 Holger Gronwaldt
    13. September 2019

    Kann es dort Leben geben?

    Weiß man etwas über die Eigenrotation des Planeten?
    Wenn er immer dieselbe Seite zu seiner Sonne zeigt, könnte es auf der abgewandten Seite doch eventuell Zonen geben, die von der harten Strahlung nicht getroffen werden. Aber mehr als bestenfalls einzelliges Leben wäre dort wohl nicht zu erwarten.

    Wobei immer noch die Schwierigkeit besteht, überhaupt zu definieren, was denn Leben ausmacht. Auf K2-18b dürfte es die gleichen Elemente geben, wie auf unserer Erde, also auch Kohlenstoff, Phosphor, neben dem schon erwähnten Wasserstoff, Stickstoff und Sauerstoff. Und eine entsprechende Chemie. Also auch die Möglichkeit, komplexere Moleküle aufzubauen. Ob es dann auch zu Leben geführt haben könnte, muss aber bis auf weiteres Spekulation bleiben, da wir bisher nur das eine Beispiel – nämlich unsere Erde – kennen.

  9. #9 wereatheist
    Berlin
    13. September 2019

    Was mich wundert, ist, dass K2-18b als Supererde bezeichnet wird, obwohl sein Durchmesser nur wenig kleiner und seine Dichte nur wenig größer ist als beim Neptun? Warum wird der Planet nicht als Mini-Neptun gewertet?

  10. #10 Bullet
    13. September 2019

    @wereateist: Neptun ist ein Gasplanet, K2-18b jedoch ein Gesteinsplanet. Deswegen ist dieser Planet einer wie die Erde, nur größer, und eben nicht wie Neptun, nur kleiner.

  11. #11 Bullet
    13. September 2019

    @UMa: doppelter Radius bei achtfacher Masse macht gleiche Dichte. In diesem Fall hat das Überschlagen so nicht funktioniert. 2^3 ist 8, aber 2,7^3 ist etwa 19,5. Kleiner Unterschied. Okay, ich bin schuld.

  12. #12 Bullet
    13. September 2019

    @Richard:

    Woher weißt Du denn wie alt K2-18 ist?

    Muß ich gar nicht. Aber bei so langlebigen Sternen ist es wahrscheinlicher, daß sie alt sind als jung. Einfach aus der Statistik folgend. Allerdings ist die Metallizität des Muttersterns in der Datenbank mit 0.12±0.16 angegeben (wobei der Grenzwert 0.12-0.16 = -0.04 natürlich Quark ist). Zum Vergleich: unsere Sonne ist lt wiki etwa bei 0.16. Der Stern kann also schon ziemlich alt sein.

    @wereatheist Nachtrag: ich hab natürlich erst jetzt den Wii-Artikel gelesen, in dem drinsteht, daß der gar nicht als Gesteinsplanet gesichert ist. Also auch mein Fehler. Streich das oben. 🙂

  13. #13 RainerO
    13. September 2019

    Falls er ein Gesteinsplanet ist, wäre es doch auch recht wahrscheinlich, dass er bereits gebunden rotiert, da er schon ziemlich lange um eine ziemlich alte Sonne kreist. Bzw., wie lange braucht eine so kleine Sonne, um einen so nahe umlaufenden rotierenden Planeten abzubremsen?

  14. #14 UMa
    14. September 2019

    @wereatheist, Bullet:
    Wenn der größere Radius von 2,7 (statt 2,3) Erdradien stimmt, ist Mini-Neptun wohl wahrscheinlicher, als Super-Erde. Aber Supererde ist einfach als Begriff beliebter.
    Siehe auch hier:
    https://andthentheresphysics.wordpress.com/2019/09/14/potentially-habitable/

  15. #15 Adam
    Berlin
    14. September 2019

    Jetzt mal unabhängig vom konkreten Beispiel K2-18b:
    Hätten wir wirklich keine Chance zu einer zweiten Erde zu gelangen?

    Bedenkt man, dass die relativistische Massenzunahme exponentiell verläuft und sich erst bei einem signifikanten Teil der Lichtgeschwindigkeit auswirkt ( https://www.studimup-physik.de/themen/relativit%C3%A4tstheorie/relativistische-massenzunahme/ , im dortigen Beispiel wiegen 2 t bei 50% c “nur” 2,3 t) und bedenkt man den Zeitdiletationseffekt ( https://physikunterricht-online.de/jahrgang-12/zeitdilatation/ ), dann müsste die Reise doch im Bereich des Möglichen liegen.

    Klar, es gibt trotzdem eine Menge Probleme: Sonnensegel und / oder Ionenantrieb, wie bremsen? (Schwenken des Antriebs bei 50% der Strecke?), wieviele Energie ist für die Beschleunigung auf 10 bis 50% nötig, wie viele Menschen müsste man mitnehmen, wenn man davon ausginge, dass es ein One-Way-Ticket wäre, was ist mit Versorgung, Strahlungschutz, psychologischen und sozialen Faktoren, wie finanziert man solch ein Mammut-Projekt – und viel Weiteres mehr.

    Aber es müsste doch gehen, rein physikalisch, oder nicht?

    Angenommen also Tau Ceti, der ja der Sonne ähnlich und mit 12 Lichtjahren verhältnismässig nahe ist, hätte wider aller Erwartungen (keine Hot Jupiters, Staubscheibe, Einschlagsgefahr, keine stabilen Bahnen vermutet) doch eine zweite Erde in der habitablen Zone – dann wäre ein Flug für die Reisenden doch in ein paar Jahren (relatvistischer) Zeit denkbar.

    Freue mich auf Antworten, auch widerlegende.

  16. #16 Bullet
    17. September 2019

    @Adam:
    so wie ich das aus ein paar Berechnungen herauslese, ist der Energiebedarf zur Beschleunigung auf etwa 50% c enorm. Also so etwa in der Größenklasse “Fusionskraftwerke liefern nicht genug Energie, selbst wenn wir den kompletten Output eines solchen Kraftwerkes in Schub umwandeln können”.

  17. #17 UMa
    17. September 2019

    @Adam: Flüge zu anderen Sternen, auch bemannte, könnten in einigen Jahrzehnten durchaus im Bereich des Möglichen sein. Nur wird man keine so hohen Geschwindigkeiten erreichen können. Aber Flugzeiten von einigen tausend Jahren zu den nächsten Sternen wären wohl machbar, wenn auch nicht einfach. Dann werden erst die Nachfahren der Personen die gestartet sind im Zielsystem eintreffen.

  18. #18 Adam
    Berlin
    18. September 2019

    @Bullet

    Was wäre denn die Machbarkeitsgrenze? Bei wieviel Prozent c in etwa – wenn man es vom Energie-Aspekt her sieht?

    @Uma

    Ist vielleicht auch gar nicht nötig. Mit 10% c dauerts (für uns) ca. 40 Jahre nach Alpha Centauri. Das ist ja ungefähr die Größenordnung, die man bei den Mini-Solarsegeln des Breakthrough-Projekts anvisiert. Klar, ist unbemannnt, man will jede Menge Mini-Chips losschicken, um sicher zu gehen, dass ein paar ankommen.

    Soviel ich weiß ist eines der Kernprobleme eher das Bremsen. Ich meine mich erinnern zu können, dass Florian Freistetter dazu auch mal was schrieb. Ginge denn das, könnte man einen Jahrzehnte lang beschleunigenden Ionenantrieb einfach um 180° schwenken, um ihn als Bremse zu benutzen?

  19. #19 Captain E.
    18. September 2019

    @Adam:

    […]

    Soviel ich weiß ist eines der Kernprobleme eher das Bremsen. Ich meine mich erinnern zu können, dass Florian Freistetter dazu auch mal was schrieb. Ginge denn das, könnte man einen Jahrzehnte lang beschleunigenden Ionenantrieb einfach um 180° schwenken, um ihn als Bremse zu benutzen?

    Natürlich kann man das tun. Im Weltraum ist “Bremsen” immer nur (negative) Beschleunigung. Raumfahrzeuge fliegen mal mit Bug voran, mal mit Heck, ggf. auch seitlich, und rotieren um ihr eigene Achse tun sie auch.

    Das Problem ist ein anderes: Wie packt man genügend Stützmasse (zum Ausstoßen) und Energie (zum Beschleunigen der Stützmasse) in dieses hypothetische Raumschiff? Bedenke: Alles, was man irgendwann einmal verwenden will, muss man vorher bei jedem Manöver mit beschleunigen. Das kostet also zusätzlichen Treibstoff bzw. Energie und Stützmasse.

  20. #20 UMa
    18. September 2019

    @Adam:
    Das Problem ist natürlich, dass man den Treibstoff und die Energie zum Bremsen mit nimmt und auch Beschleunigen muss. So bald man mit einem großen Raumschiff schneller als etwa 0,1% der Lichtgeschwindigkeiten fliegen will, nehmen die Schwierigkeiten enorm zu. Man will ja nicht mit 1 Milliarde Tonnen Masse(*) starten, dann nach Abwurf der Beschleunigungsstufen noch mit 1 Million Tonnen dahin fliegen und dann nach dem Bremsen noch mit 1000 Tonnen Nutzlast ankommen. Oder noch schlimmer.

    Realistischer sind 100000 Tonnen Startmasse bei 10000 Tonnen Nutzlast. Die Beschleunigung erfolgt innerhalb von vielleicht 200 Jahren auf 0,1% der Lichtgeschwindigkeit, man fliegt 4000 Jahre dahin, und bremst dann wieder ab, was auch 200 Jahre dauert.

    (*) Nicht von der Erdoberfläche natürlich, sondern aus einer Sonnenumlaufbahn im Asteroidengürtel, aus dessen Material das interstellare Raumschiff gebaut wird.

  21. #21 wereatheist
    Berlin
    18. September 2019

    Ich finde die Idee von Generationenschiffen befremdlich, weil sie auf eine Art Kindesaussetzung hinauslaufen.
    Außerdem, da die Erde praktisch sofort belebt war, sobald lebensfreundliche Bedingungen herrschten, gehört keine überbordende Fantasie dazu, anzunehmen, dass es in fremden Sternsystemen genauso sein könnte.
    Wenn wir uns also das Recht zugestehen, alle uns erreichbaren lebensfreundlichen Himmelskörper letztlich zu besiedeln, maßen wir uns gleichzeitig an, andere Lebensformen nach Gusto zu zerstören und durch uns genehme zu ersetzen. Ich finde diese Art Imperialismus unschön, es genügt, dass wir einen Planeten massiv umgestaltet haben und noch weiterhin umgestalten, noch dazu größtenteils aus Versehen (siehe globale Erwärmung).

  22. #22 Captain E.
    18. September 2019

    @wereatheist:

    Ich finde die Idee von Generationenschiffen befremdlich, weil sie auf eine Art Kindesaussetzung hinauslaufen.

    Ich glaube, du hast da das falsche SF-Buch gelesen. Mir fallen da mindestens zwei ein, wo der Autor die Erwachsenen sterben lässt.

    Also, mal im Ernst: Wo siehst du da eine Kindesaussetzung?

    Außerdem, da die Erde praktisch sofort belebt war, sobald lebensfreundliche Bedingungen herrschten, gehört keine überbordende Fantasie dazu, anzunehmen, dass es in fremden Sternsystemen genauso sein könnte.

    […]

    Aus einem einzigen Datenpunkt eine Schlussfolgerung zu ziehen, ist zumindest gewagt. Da musste auf der Erde soviel passen, dass es durchaus denkbar ist, dass es Planeten gibt, die sich besiedeln (und bepflanzen) ließen oder auf denen es schon bakterielles, pflanzliches, tierische oder pilzliches Leben gebt, aber keine intelligenten Lebensformen.

  23. #23 Der Seltsame Quark
    19. September 2019

    Selbst unter der Annahme dass so ein Generationenschiff nach einigen tausend Jahren noch funktionsfähig ist, was ich für gewagt halte, und der weiteren Annahme dass sich die Insassen nicht schon längst wegen irgendwelchen Gründen die wir uns jetzt noch nicht mal vorstellen können gegenseitig umgebracht haben, was ich für noch viel gewagter halte, stellt sich mir da immer die eine Frage: Warum sollten diese Raumschiffbewohner die hundert Generationen lang nur das Innere ihres Schiffes gekannt haben überhaupt noch einen Grund darin sehen dieses zu verlassen? Nur um den Traum irgendwelcher entfernter Verwandten aus einer Welt die man nur noch aus Geschichtsbüchern kennt zu erfüllen? Für die meisten dieser Menschen wäre das Schiff ihr ganzes Universum und der Gedanke es zu verlassen so absurd wie für die meisten heutigen Menschen der Gedanke auf den Mond umzuziehen – oder in ein Raumschiff :-).

  24. #24 wereatheist
    Berlin
    19. September 2019

    @Cap’n:
    Die Gründergeneration eines Generationenschiffs stirbt vorhergesehen, akzeptiert, aus freiem Willen in diesem.
    Für die Folgegenerationen trifft dies nicht zu.

  25. #25 wereatheist
    Berlin
    19. September 2019

    Was den einen Datenpunkt angeht, so ist es schon ein verdammt großer Datenpunkt 🙂
    Wir wissen, dank millionen Datenpunkte, dass Chemie deterministisch ist. Was auf einem Planeten an größeren organischen Molekülen enstehen kann (wird!), ist bestimmt über das Angebot an Grundstoffen, physikalische Parameter wie Druck und Temperatur, und allfällige Oberflächen mit katalytischen Eigenschaften.
    Außerdem wissen wir, dass es auf einem Planeten eine große Zahl an Laboratorien gibt, die je nach Breitengrad, Tages- und Jahreszeit unterschiedliche Temperaturen bieten, verschiedene Gesteine mit verschiedener Katalytik usw.
    Es wird notwendig alles ‘gekocht’ werden, was der Parameterraum des Planeten so hergibt.

  26. #26 Captain E.
    20. September 2019

    @wereatheist:

    Die Gründergeneration eines Generationenschiffs stirbt vorhergesehen, akzeptiert, aus freiem Willen in diesem.
    Für die Folgegenerationen trifft dies nicht zu.

    Das eine Generation so allmählich stirbt und deren Kinder erwachsen werden und den Platz der Eltern einnehmen, ist aber ein völlig normaler Vorgang. Dann dürfte ja auch kein Elternpaar mit seinem Nachwuchs auswandern, denn damit werden beim Tod der Eltern die Kinder an einem Ort ausgesetzt, an den sie gar nicht freiwillig gezogen sind.

    Ja, du wirst jetzt einwenden, dass die erwachsen gewordenen Kinder keine Möglichkeit haben, woanders hinzuziehen und schon gar nicht in die Heimat der Eltern. Aber sagen wir es mal so: Das konnte Angela Merkel vor 1989 auch nicht. Haben ihre Eltern sie also in der DDR “ausgesetzt”?

    Was den einen Datenpunkt angeht, so ist es schon ein verdammt großer Datenpunkt
    Wir wissen, dank millionen Datenpunkte, dass Chemie deterministisch ist. Was auf einem Planeten an größeren organischen Molekülen enstehen kann (wird!), ist bestimmt über das Angebot an Grundstoffen, physikalische Parameter wie Druck und Temperatur, und allfällige Oberflächen mit katalytischen Eigenschaften.
    Außerdem wissen wir, dass es auf einem Planeten eine große Zahl an Laboratorien gibt, die je nach Breitengrad, Tages- und Jahreszeit unterschiedliche Temperaturen bieten, verschiedene Gesteine mit verschiedener Katalytik usw.
    Es wird notwendig alles ‘gekocht’ werden, was der Parameterraum des Planeten so hergibt.

    Ein Punkt hat definitionsgemäß keine Ausdehnung. Vor allem ist der Übergang von der organischen, aber unbelebten Chemie hin zu Leben nach wie vor rätselhaft. Es wird viele Planeten mit einer sehr interessanten und komplexen Chemie geben, die aber trotzdem kein Leben aufweisen. Und wenn es Leben gibt, muss es noch lange nicht intelligent im landläufigen Sinne sein. Die meiste Zeit über gab es auf der Erde schließlich auch keines.

  27. #27 Captain E.
    20. September 2019

    @Der Seltsame Quark:

    Selbst unter der Annahme dass so ein Generationenschiff nach einigen tausend Jahren noch funktionsfähig ist, was ich für gewagt halte, und der weiteren Annahme dass sich die Insassen nicht schon längst wegen irgendwelchen Gründen die wir uns jetzt noch nicht mal vorstellen können gegenseitig umgebracht haben, was ich für noch viel gewagter halte, stellt sich mir da immer die eine Frage: Warum sollten diese Raumschiffbewohner die hundert Generationen lang nur das Innere ihres Schiffes gekannt haben überhaupt noch einen Grund darin sehen dieses zu verlassen? Nur um den Traum irgendwelcher entfernter Verwandten aus einer Welt die man nur noch aus Geschichtsbüchern kennt zu erfüllen? Für die meisten dieser Menschen wäre das Schiff ihr ganzes Universum und der Gedanke es zu verlassen so absurd wie für die meisten heutigen Menschen der Gedanke auf den Mond umzuziehen – oder in ein Raumschiff :-).

    Das Erreichen dieses Planeten wäre sicherlich ein “quasi-” religiöses Ziel, auf das alle von klein auf hin getrimmt würden. Ja, das muss man nicht mögen.

    Aber nehmen wir an, das Schiff kommt irgendwann in einem Stück und dicht an. Nehmen wir weiterhin an, mit dem Planeten sei alles in Ordnung und man könne ohne Probleme dort landen und siedeln. Was ist für die eher agoraphoben Bewohner des Schiffes die Alternative, wenn man ihnen denn die Wahl ließe? Im Orbit bleiben und hinunter schauen? Weiter fliegen? Aber wohin? An jedem anderen Ziel stünden sie letztlich vor der selben Wahl. Und irgendwann wird sich das langlebigste Generationenschiff in einen toten Haufen Schrott verwandeln.

  28. #28 Der Seltsame Quark
    20. September 2019

    Das Erreichen dieses Planeten wäre sicherlich ein “quasi-” religiöses Ziel, auf das alle von klein auf hin getrimmt würden. Ja, das muss man nicht mögen.

    Da hast du recht, mag ich auch nicht.
    Irgendwie muss ich da gerade an die Zwölf Kolonien von Kobol denken :-).

    Was ist für die eher agoraphoben Bewohner des Schiffes die Alternative, wenn man ihnen denn die Wahl ließe? Im Orbit bleiben und hinunter schauen? Weiter fliegen? Aber wohin?

    Genau. Ich denke sie würden weiter fliegen. Nirgendwo hin. Da seit so vielen Generationen dass sich niemand auch nur ansatzweise daran erinnern kann wie es vorher war für diese Menschen nur das Leben im Schiff und unterwegs gegeben hat, kann ich mir nicht vorstellen dass sie überhaupt noch mit dem völlig anderen Leben auf der Oberfläche eines Planeten zurecht kommen oder das auch nur wollen würden. Wir hätten quasi eine Kultur von galaktischen Nomaden.
    Bei diesen Überlegungen gehe ich natürlich davon aus dass die wartungstechnischen Probleme dauerhaft gelöst sind. Ohne diese Anfangsannahme von oben würden wir meiner Meinung nach erst gar nicht bei einem anderen bewohnbaren Planeten ankommen und die Frage “Was nun?” würde sich nicht stellen.

  29. #29 Captain E.
    20. September 2019

    @Der Seltsame Quark:

    Ich hoffe, du gestehst deinen planetenscheuen Raumschiffinsassen zu, dass sie zumindest ab und an mal eine Stippvisite machen? Denn wo sollten sie sonst hinfliegen? Was wäre ein Ziel für Leute, die ihr Schiff niemals verlassen wollen?

    Und ja, ich gehe davon aus, dass ein Generationenschiff nicht unbegrenzt flugbereit sein kann. Bestenfalls wäre die Besatzung immer auf Such nach unersetzlichen Rohstoffen, womit zumindest so eine Art Zielauswahl geschaffen würde. “Wir brauchen X, also fliegen wir jetzt nach Y in der Hoffnung/Erwartung, dort etwas zu finden.”

  30. #30 RainerO
    20. September 2019

    Wir reden hier doch immer noch über ein Generationenraumschiff, das im Verhältnis zu c in einem lächerlichen Schneckentempo dahinkriecht, oder?
    “Wie brauchen X” würde kaum zu bedienen sein, wenn sie schon zum nächstgelegenen Stern dutzende Generationen unterwegs sind. Außer sie fliegen gerade zufällig in der “Nähe” eines ausbeutbaren Asteroiden oder interstellaren Objekts herum, das mit Shuttles o.ä. erreichbar ist. Das Schiff selbst mal schnell irgendwo abbiegen zu lassen, wird wohl schwer möglich sein.

  31. #31 Der Seltsame Quark
    20. September 2019

    Genau deshalb hatte ich in meinem ersten Kommentar ja auch gesagt dass ich die ganze Idee mit einem Generationenschiff tausende von Jahren unterwegs zu sein und noch heil irgendwo anzukommen für sehr gewagt halte. Es sind einfach zu viele Dinge die kaputt gehen können zu viele Resourcen die nicht vollständig recycelbar sind und in der annähernden Leere zwischen den Sternen für zu lange Zeit nicht ersetzt werden können. Erst wenn man das ausklammert und davon ausgeht dass das Versorgungsproblem vollständig und dauerhaft gelöst wurde (vielleicht auf Star Trek-Art mit Replikatoren, wobei ich mich dann frage wo die ganze Energie eigentlich herkommt) kann mein Gedankenexperiment beginnen.

    In Punkto Stipvisite, natürlich wird es immer einige geben die sagen würden: Da draußen ist ein neuer cooler Planet lasst uns hingehen und ihn erkunden. Vermutlich würde ich sogar dazu gehören. Darum ging es mir aber gar nicht so sehr. Ich habe halt versucht mich in die breite Masse hineinzudenken und da kenne ich einfach viel zu viele Leute die heute sagen was wollt ihr denn im Welltall hier auf der Erde sollten wir bleiben, da gehören wir hin. Meistens schließt dass mit ein dass schon das reine Schauen mit Teleskopen was es da draußen alles zu entdecken gibt als unnütz wenn nicht sogar schädlich erachtet wird, von Raumfahrt ganz zu schweigen.
    Ich muss zugeben manchmal bin ich von der Menge der “Mutwillig Ignoranten” die es heutzutage gibt schon etwas deprimiert.

  32. #32 Captain E.
    20. September 2019

    Tja, aber genau deshalb frage ich doch die ganze Zeit nach einem sinnvollen Ziel für die Aussteigeunwilligen.

    Ok., zunächst einmal gab es ein Ziel, und dafür wurde das Schiff gebaut. Wenn es nun angekommen ist, werden sicherlich einige von Bord gehen wollen, und wenn es nur deshalb ist, weil es für von der Symbolkraft anders unvorstellbar wäre. Der Rest müsste sich dann aber damit beschäftigen, wie es weiter gehen könnte und wie sie ihr Schiff betreiben sollen. Eine dauerhafte Raumstation (mit Stippvisiten “unten”) wäre eine denkbare Alternative. Oder die Restcrew bummelt durch das Sonnensystem immer auf der Suche nach den nötigen Rohstoffen, ggf. auch interstellar weiter, falls das aktuelle System nicht ertragreich genug sein sollte. SF-mäßige Spektralanalyen könnte da einen Hinweis geben.

    Aber klar, so ein Generationenschiff ist zurzeit eine rein hypothetische Angelegenheit: Die Menschheit kann es einfach nicht bauen.

  33. #33 Der Seltsame Quark
    20. September 2019

    Ich glaube wir reden ein bisschen aneinander vorbei. Die Suche nach Rohstoffen spielt für meine Überlegungen keine Rolle weil ich annehme dass das Raumschiff völlig autark ist. Nur in diesem wenigScience-sehrvielFiction-Szenario kann ich mir überhaupt vorstellen tausende Jahre zum nächsten System überbrücken zu können. Der Rest sind dann eher philosophisch psychologische Gedanken als technische.

    Was das sinnvolle Ziel für die Raumschiffbewohner angeht. Warum muss es da eines geben? Es gibt doch auch Hausbootbewohner die nie irgendwo hin fahren. Der gewöhnliche “Hier gehören wir hin”-Schiffsbewohner interessiert sich nicht dafür was draußen ist oder wo man da hinfliegen könnte. Er will einfach nur in der ihm gewohnten Umgebung in Ruhe sein Leben führen. Ich weiß dass ist schwer vorstellbar führ uns neugierige SBianer aber viele Menschen sind glücklich mit so einer Einstellung. Was nebenbei bemerkt vollkommen in Ordnung ist solange sie uns anderen nicht das Forschen und Entdecken und die Neugier verbieten wollen.

  34. #34 wereatheist
    Berlin
    20. September 2019

    O captain, my captain!
    Der Vergleich von Generationenschiffsgründern mit Angelas Eltern ist lustig, aber nicht krass genug. Die haben nur Kinder gehabt in einem Land, das zu wünschen übrig ließ (als ob es andere gäbe).
    Stell Dir ein Pärchen vor, das sich von der Juche-Ideologie begeistern läst, und dann extra nach Nordkorea zieht, um dort Kinder zu haben, die sie dem Großen Führer schenken.
    Es bedarf wieder keiner überbordenden Phantasie, um zu denken, dass diese Kinder ihre Eltern insgeheim (offen wäre lebensgefährlich) für verrückt, und für ziemlich miese Eltern halten.
    Ein Generationenschiff ist Nordkorea zum Quadrat:
    Tatsächlich komplett getrennt vom Rest der Menschheit, nur ein paar hundert, oder tausend, Mitreisende, und natürlich ist es eine Diktatur.
    Ein Schiff auf dem Ozean ist immer eine Diktatur (klare Kommandokette, keine Widerrede), für ein Raumschiff, wo die geringste Fehlfunktion das Leben Aller bedroht, wird das erst recht gelten.

  35. #35 Dampier
    20. September 2019

    @ Der Seltsame Quark

    und der weiteren Annahme dass sich die Insassen nicht schon längst wegen irgendwelchen Gründen die wir uns jetzt noch nicht mal vorstellen können gegenseitig umgebracht haben, was ich für noch viel gewagter halte

    Die Annahme halte ich überhaupt nicht für gewagt. Wir reden hier immerhin vom Homo Sapiens. Da kann ich mir sehr viele Gründe vorstellen, dass die sich gegenseitig die Schädel einschlagen, noch bevor das Schiff irgendwo ankommt.

    Warum sollten diese Raumschiffbewohner die hundert Generationen lang nur das Innere ihres Schiffes gekannt haben überhaupt noch einen Grund darin sehen dieses zu verlassen? Nur um den Traum irgendwelcher entfernter Verwandten aus einer Welt die man nur noch aus Geschichtsbüchern kennt zu erfüllen?

    Ich nehme an, dass die Geschichtsbücher zu jener Zeit längst aus allerfeinster Virtual Reality bestehen, die auch die Zielwelt so darstellt, dass der Wunsch, sie endlich zu erreichen, enorm stark sein wird.

    (außerdem stelle ich mir gerade vor, was für eine Luft da drinnen nach einigen Jahrzehnten herrschen muss …)

  36. #36 Dampier
    20. September 2019

    @ Der Seltsame Quark
    Hoppla, ich glaube, ich habe das “nicht” da oben falsch verstanden, und du meinst es genauso wie ich, dass die Wahrscheinlichkeit, dass sich die Insassen gegenseitig umbringen enorm hoch ist. Richtig?

  37. #37 Der Seltsame Quark
    23. September 2019

    Richtig?

    Richtig.

    aus allerfeinster Virtual Reality

    Ein interessanter Gedanke der mir so noch nicht gekommen ist. Kann man natürlich auch andersherum interpretieren. Wenn ich mir die Außenwelt also jederzeit hochrealistisch und gefahrlos (das ist der springende Punkt) im Holodeck ansehen kann wenn mir mal die Decke auf den Kopf fällt. Und das wiederum seit ewigen Zeiten normal ist und auch gar nicht anders geht, könnte das auch dazu führen, dass ich noch weniger Grund habe mein Schiff tatsächlich zu verlassen.

    Ist ja viel zu gefährlich. Wer weiß was da so alles rumkraucht. Am Ende noch andere intelligente Lebensformen mit einer anderen Kultur. Wer will denn so was.

    (Sicherheitshinweis: Der letzte Absatz könnte Spuren von Sarkasmus enthalten)

  38. #38 Captain E.
    23. September 2019

    Im Falle eines Falles liefe es aber eben so: Jeder neuen Generation wird quasi-religiös eingetrichtert, dass es das große Ziel sei, eine neue Welt zu erreichen. Dadurch sollte zumindest eine hinreichend große Menge bereit sein, sich auf das Wagnis der Landung einzulassen. Zugleich ist es nur sehr schwer vorstellbar, dass die Autarkie des Schiffes unbegrenzt sein könnte. Wenn es für 500 Jahre gebaut ist, mag es bei guter Pflege und ausreichenden Ressourcen, ggf. im Vorbeiflug aus Asteroiden geschürft, auch 1.000 oder 2.000 Jahre halten, aber 10.000 oder 100.000? Wohl kaum. Auch dadurch entsteht ein Druck, das Schiff zu verlassen. Dumm wäre natürlich nur, wenn die zuvor erfolgte Fernerkundung irgendwelche gravierenden Probleme übersehen hätte, weswegen eine gewisse Reserve unabdingbar wäre.

    Wie viele “Remainer” auch immer auf dem Schiff bleiben wollen, so wird immer dasselbe Problem bestehen bleiben: Wie lange kann das Schiff seine Besatzung und Passagiere noch am Leben halten? Und wenn es viele “Lander” gibt, reichten die vorhandenen Ressourcen natürlich länger, aber manche Aufgaben würden schwierig bis unmöglich zu erledigen werden. Der “Brain Drain” würde dafür sorgen.

  39. #39 tomtoo
    23. September 2019

    Wir leben auf einem so tollen Raumschiff, dass sich dessen nur wenige bewusst sind, dass sie auf einem Raumschiff leben. Dennoch schlagen wir uns den Schädel ein. Was sollte sich also ändern?

  40. #40 Adam
    Berlin
    24. September 2019

    @ UMa

    Erst mal vielen Dank für die detaillierten Infos. Nun meine Frage zur Masse für den Antrieb: Wie sieht das mit der Kombination Sonnensegel-Ionenantrieb aus? Gehst du bei deinem Beispiel von einem klassischen Feststoffprinzip aus?

  41. #41 Captain E.
    24. September 2019

    @Adam:

    Erst mal vielen Dank für die detaillierten Infos. Nun meine Frage zur Masse für den Antrieb: Wie sieht das mit der Kombination Sonnensegel-Ionenantrieb aus? Gehst du bei deinem Beispiel von einem klassischen Feststoffprinzip aus?

    So wie ich das sehe, passen der Ionenantrieb und ds Sonnensegel ähnlich gut zusammen wie auf eine Segelyacht die Takelage und der Hilfsmotor bzw. die Schraube. Beides zusammen macht keinen rechten Sinn.

    Bei einem gesegeltem Raumschiff könnte man eventuell noch nachdenken über Ionensteuertriebwerke.

    Die Frage ist aber natürlich, wie viel Stützmasse man für den Ionenantrieb mitnehmen kann und wie man ihn mit Energie versorgt.

  42. #42 Adam
    Berlin
    25. September 2019

    @Captain E.

    Die Idee beides zu kombinieren geht ja auf eines der Kernprobleme der Raumfahrt zurück: Wie bremsen? Mit dem Segel und bodengestützten starken Lasern bekommt man eine positive Beschleunigung hin, kann das aber am Ziel nicht invers nutzen. Daher ist das Breakthrough Starshot Projekt ja ein One Way Ticket: https://de.wikipedia.org/wiki/Breakthrough_Starshot

  43. #43 Adam
    Berlin
    25. September 2019

    Äh, sorry, One Way ist es sowieso, ich meinte eigentlich: daher werden die Mini-Chips bei Alpha Centauri nicht bremsen, sondern schiessen mit einigen % c daran vorbei – und machen Bilder, die zurück gesendet werden sollen.

  44. #44 Captain E.
    26. September 2019

    @Adam:

    Na ja, mit dem Licht des Sterns, auf den man zufliegt, kann man mit Sicherheit schon bremsen. Als ersten Schritt müsste man ja nur in eine Umlaufbahn um den Zielstern einbremsen. Danach braucht es einfach nur Zeit.

  45. #45 Adam
    Berlin
    1. Oktober 2019

    @ Captain E.

    Bei 10% c?
    Das wird aber eine große Umlaufbahn 🙂

  46. #46 Captain E.
    1. Oktober 2019

    @Adam:

    Bei 10% c?
    Das wird aber eine große Umlaufbahn

    Habe ich etwa behauptet, es ginge schnell? Und natürlich muss man schon ziemlich früh mit dem Bremsmanöver beginnen.

  47. #47 UMa
    2. Oktober 2019

    @Adam(#40)

    Ich bin von einem Antrieb ausgegangen, bei dem ein Kernreaktor der Strom für einen Ionenantrieb liefert.

    Eine Alternative wäre, zumindest für die Beschleunigung, Solarzellen für den Strom für den Ionenantrieb zu verwenden. Da der Antriebe aber auch noch in mehr als 100 facher Entfernung von der Sonne funktionieren sollte, käme direkte Sonneneinstrahlung nicht infrage. Man müsste mit einem gewaltigen Laser gebündeltes Licht auf die Solarzellen werfen. Das wäre aber wohl eher nur etwas für kleine leichte Sonden.

    Schnelle große Raumschiffe, die interstellare Reisen in wenigen Jahrzehnten schaffen, sagen wir 100 mal so schnell, würden auch mindestens 100 * 100 = 10000 mal so viel Energie benötigen, was entsprechend teuer und gefährlich wäre. Selbst dann wenn es technisch machbar sein sollte, würde man das daher wohl nicht machen.

  48. #48 Adam
    Berlin
    12. Oktober 2019

    @ UMa

    Also ist es am Ende in erster Linie wirklich ein Energieproblem, das aus der klassischen Raumfahrt kommt.

    Es sei denn, man stellte den Treibstoff während der Reise her durch die Aufnahme unterwegs eingefangener Wasserstoff-Atome oder Mikrometeoriten. Hier ist es dann aber wieder das Problem mit der Größe des “Bussard-Kollektors” (Star Trek muss einfach mal sein ;-)), weil die mittlere Teilchendichte nicht der Rede wert ist. Das All ist leer.

    Und an den Stellen, wo es das mal nicht ist, hat man ein noch grösseres Problem, nämlich Penetration durch ein Geschoss bei einem signifikanten %-Anteil von c, was vermutlich dieselbe Wirkung hätte, wie die Explosion einer Kernwaffe.

    Probleme über Probleme 🙂