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In der Science Fiction sind sie ein fester Wert: Reisen zu den Sternen. „Warpantriebe“, „Sprungtore“, „Hyperraumantriebe“ werden dazu verwendet, die gewaltigen Distanzen zwischen den Sternen in vernünftiger Zeit zu überwinden. Neben der dafür notwendigen Energie sind die gewaltigen Entfernungen das Hauptproblem eines solchen Unternehmens.
Die Menschheit hat bereits 4 Raumsonden in die ewigen Weiten des interstellaren Raums entsandt: die Raumsonden Pioneer 10 und 11 sowie Voyager 1 und 2 befinden sich auf einer Fluchtbahn aus dem Sonnensystem – sie werden nie wieder ins Sonnensystem zurück kehren. Bei einer Geschwindigkeit von etwa 60 Kilometer pro Sekunde werden sie zehntausende von Jahren brauchen, um die Strecke zum nächsten Stern zu überbrücken. Doch die Raumsonden halten nicht Kurs auf die nächsten Sterne: ihr Kurs führt sie zu keinem bekannten Stern. Einzig die Raumsonde Pioneer 10 wird vermutlich in etwa 2 Millionen Jahren das 68 Lichtjahre entfernte System des orangen Riesensterns Aldebaran erreichen. Diese Zeiträume machen klar, das selbst bei so grossen Geschwindigkeiten (60 km pro Sekunde ist etwa acht mal schneller als ein Space Shuttle in der Erdumlaufbahn) die Flugzeiten viel zu lang sind. Zumindest, wenn die Besatzung leben ankommen will.
Zur Umgehung dieses Problem hat man zwei Lösungen ersonnen: entweder muss das Raumschiff eine sehr hohe Geschwindigkeit erreichen, oder die Reise muss von Anfang an auf eine sehr grosse Zeitspanne ausgerichtet werden. In diesem Fall würde man ein so grosses Raumschiff bauen, dass eine kleine Stadt darin Platz hätte – über viele Jahrtausende würden Generationen von Sternfahrerkindern im Raumschiff aufwachsen, ihrerseits Kinder zeugen und so den „Auftrag“ von Generation zu Generation weiter geben. Ich frage mich allerdings, ob das lange gut gehen würde: in der ersten, zweiten und dritten Generation hätte man noch kein Problem – doch was ist mit der fünfzigsten, der einundfünfzigsten Generation? Oder tausendzweihundertdreiundzwanzigsten? Kann eine derart eingeschlossene und abgekapselte Gesellschaft überhaupt stabil für einige zehntausend Jahre existieren, wenn es menschliche Kulturen nicht mal auf einige Jahrtausende bringen? Weiter stellt sich die Frage, ob diese Gesellschaft in den interstellaren Weiten genügend Energie produzieren kann, um sich selbst mit Nahrungsmitteln zu versorgen. Ohne Sonne wäre man auf nukleare Energie angewiesen: selbst wenn man einen „sauberen“ Kernfusionsreaktor zur Verfügung hätte: woher nimmt man den Brennstoff?
Da wäre die erste Möglichkeit doch viel attraktiver: mehr Geschwindigkeit! Könnte man ein Raumschiff auf gerade mal 20% der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen (rund 60’000 Kilometer pro Sekunde – rund tausend mal schneller als die Voyager-Sonden!), könnte man die nächsten Sterne in einigen Jahrzehnten erreichen. Bei Alpha Centauri, dem nächsten Sternsystem, wären wir in rund 22 Jahren (für die Besatzung wären es „bloss“ 21 Jahre), beim Sirius in 43 (42) Jahren, bei Epsilon Eridani in rund 59 (57) Jahren. Das hört sich gar nicht so schlecht an, zumindest im Fall von Epsilon Eridani müsste aber zumindest eine weitere Generation die Mission beenden, es sei denn, die Menschen der Zukunft werden weit mehr als hundert Jahre alt. Auch hier stellt sich das Problem der Energieversorgung (zur Nahrungsmittelproduktion) unterwegs, doch es ist weniger drastisch als bei einem Generationenschiff. Doch nun kommen wir zum Problem: wie beschleunigen wir ein Raumschiff auf volle 20% der Lichtgeschwindigkeit? Wenn wir nun davon ausgehen, dass das Raumschiff eine Masse von rund zehntausend Tonnen hat – das entspricht etwa einem kleinen Kriegsschiff. Dann benötigen wir dafür rund zwanzig Trilliarden Joule: das ist etwa das fünfzigfache des heutigen weltweiten Energieverbrauchs… Und das, bei einer Annahme, dass das Raumschiff eine Antriebsmethode hat, die zu 100% effizient ist. Je nach Antriebsmethode kann hier der Energieverbrauch noch um das zehn bis hundertfache steigen. Doch das macht bei diesen Grössenordnungen ohnehin nicht mehr so viel aus.
Dabei darf man nicht vergessen, dass das interstellare Raumschiff zusätzlich nocheinmal diese gewaltige Menge Energie mitnehmen muss, um am Zielort wieder auf „normale“ Geschwindigkeiten herunter zu bremsen.
Es sei hier noch angemerkt, dass Generationenschiffe in dieser Hinsicht nicht energiesparender sind: was sie wegen ihrer geringen Geschwindigkeit an Energie sparen, brauchen sie wieder, um ihre gewaltige Masse (Milliarden von Tonnen) auf kleinste Geschwindigkeiten zu bringen.
Wir brauchen also Energie, um interstellare Reisen durchzuführen, gewaltige Mengen von Energie. Woher könnte die kommen? Selbst wenn wir jetzt einmal davon ausgehen, dass Kernfusion tatsächlich einmal realisiert werden könnte (anderenfalls können wir die interstellaren Reisen gleich vergessen): Energie im Gegenwert des 50fachen Weltenergieverbrauchs muss unglaublich teuer sein. Man bedenke, wieviel es heute kosten würde, die ganze heutige Weltenergieproduktion zu kaufen (alles Erdöl und Erdgas, alle Stromproduktion aus allen Arten von Kraftwerken). Allein alles Erdöl (bei einem Preis von derzeit 70 Dollar pro Barrel und bei 84 Millionen Barrel pro Tag) würde 200 Milliarden Dollar kosten (wenn man vernachlässigt, dass ein solcher Kauf natürlich den Preis gewaltig in die Höhe treiben würde).
Es wird klar, dass ein solches Projekt nur dann Erfolg haben kann, wenn der Energieaufwand dafür im Vergleich zum Energieverbrauch der gesamten Menschheit sehr klein ist. Die Apollo-Missionen, damals eines der kostspieligsten Projekte ihrer Zeit, verbrauchten pro Mission maximal wenige Millionstel des damaligen Weltenergieverbrauchs.
Wenn wir dieses Verhältnis als realistisch betrachten, dann würde die Menschheit bei konstant wachsendem Energieverbrauch erst in einigen Jahrtausenden eine solche Expedition finanzieren können. Und dann müssten wir uns noch fragen, mit welcher Energiequelle dieser während Jahrtausenden wachsende Energieverbrauch gedeckt werden soll…
Wie viel einfacher ist da doch die Entsendung von unbemannten Raumsonden! Diese könnten sehr klein sein (vielleicht einige 10 cm), und ihre Beschleunigung auf 20% der Lichtgeschwindigkeit benötig zwar immer noch sehr viel Energie (etwa so viel, wie die grösste jemals zur Explosion gebrachte Atombombe freisetzte) – doch diese liegt in einem prinzipiell realisierbaren Bereich. Künftige Raumsonden könnten mit künstlicher Intelligenz ausgestattet werden, und dank einer Millionschaft mitfliegender „Nanobots“ (nanoskopische Maschinen) in der Lage sein, am Zielort aus Rohstoffen wie Asteroiden weitere Hardware wie Fabriken und Sendeanlagen zu bauen. Innert wenigen Jahrzehnten könnte eine solche Sonde eine grosse Infrastruktur am Zielort aufbauen, die dann weitere Raumsonden bauen würde, die das ferne Sternsystem erkunden. Schliesslich könnte eine solche Infrastruktur auch eine weitere, gleichartige Sonde wie die erste bauen, und diese zum nächsten Stern schicken…
Das ist zwar bei weitem nicht so spektakulär wie ein bemannter interstellarer Flug – aber viel effizienter. Wenn es jemals interstellare Raumfahrt geben sollte (zum Beispiel, wenn die technische Zivilisation die kommende Energiekrise überlebt), dann werden es zuerst die intelligenten Maschinen sein, die die gewaltigen Distanzen zwischen den Sternen überwinden werden. Es werden die Maschinen sein, die die Galaxis für uns erkunden werden. Die Menschheit, oder zumindest ihre Vertreter aus Fleisch und Blut, werden für immer ans Sonnensystem gebunden bleiben, eine Art stetige Erinnerung an die Maschinen, nie zu vergessen, woher sie stammen und wer sie ursprünglich erschuff.
Eine kleine Chance gibt es für den Menschen, eines Tages interstellare Distanzen zu überwinden: Sollten eines Tages fortschrittliche Gehirnscans die Funktionen eines menschlichen Gehirns in einem Computer simulieren können, könnte diese Simulation (ein sogenannter Upload) durchaus über ein eigenes Bewusstsein verfügen – sie wäre dann sich selbst so bewusst wie der Mensch, von dessen Gehirn sie geladen wurde. Diese Simulation könnte dann per Funk zu den nächsten Sternsystemen geschickt werden – und dort in einen neuen (vielleicht geklonten?) Körper herunter geladen werden. So wäre es möglich, dass die Menschheit, über den digitalen Umweg, doch noch die Sterne erreicht.