In unseren Träumen lässt es sich in Raumschiffen verdammt gut reisen. Diese immer populärer gewordene Vorstellung beflügelt auch die Wissenschaft weiter und weiter. Wie sehr lassen sich Fantasie und Realität annähern? Welche Anforderungen müssen wirklich an Raumschiffe gestellt werden und welche wird die Wissenschaft beantworten können? ...

"Die Form ist so seltsam. Ich dachte immer, Raumschiffe müssten schlank
und elegant sein, damit sie wenig Luftwiderstand bieten ..."
(Ralph Common staunt über außerirdisches Design)

Nun gut, wenn Ralph Common im neun­ten Perkins-­Hör­spiel von "Luft­wider­stand" spricht, erschien mir das schon als Kind in Bezug auf Raumschiffe nicht unbedingt logisch. Dennoch staunt man ja nicht schlecht über die irrwitzigen und betont unschnittigen Konstruk­tionen, die uns in "StarTrek", "StarWars" und auf ARROW so vorgesetzt werden.
Lang ist's her mit den entsprechenden Physikstunden, aber gab es da nicht mal was mit "Trägheit"? Warum habe ich nur das Gefühl, dass der Enterprise auf Impulsbeschleunigung schnell mal die Untertassensektion abbrechen könnte? Oder hat Randy mit seiner kurzen Erklärung in "Das MITTLERE AUGE" tatsächlich Recht:

"Das spielt im Weltraum keine Rolle.
Und wenn man genügend Energie hat, ist es ohnehin egal..."
(Commander Perkins gibt Nachhilfe in Physik)

Auch die Apollo Mondlandefahrzeuge der späten sechziger Jahre hatten skurille Formen weil im luftleeren Raum über der Mondoberfläche eben kein Lufthülle besteht.

Der Luftwiderstand braucht nicht beachtet zu werden, soviel ist klar. Aber wie ist das mit der Trägheit der einzelnen Sektionen der Enterprise?
Angenommen die Verbindungen zu den beiden Warp-Gondeln bestünden aus zwei gekochten Spaghettis. Würden nur die Gondeln nun einen Bewegungsimpuls erhalten, der Rumpf aber nicht, würden sich doch die Spaghettis verbiegen oder? Wären die Spaghettis ungekocht, würden sie bestimmt sogar brechen, weil die Masse des Rumpfes und der Untertasse eben sehr groß ist. Wenn das also trotz des fehlenden Luftwiderstandes gilt, warum sollte man eine derart unvorteilhafte, weil unstabile Grundform für ein Raumschiff wählen?

Deine Ausfuehrungen treffen vollstaendig zu. Die Verbindungen zu den Warp-Gondeln muessen wirklich sehr stabil sein, damit die Beschleunigungen ausgehalten werden. Da die Mannnschaft jedoch Beschleunigungen niemals zu spueren bekommt, weder beim Abbremsen auf Impulsgeschwindigkeit, noch beim Verlassen, gibt es dort wohl eine andere Erklaerung. Die haben immer irgendeine Erklaerung ( Siehe auch > Heisenbergkompensatoren < ). Hier sind es glaube ich die sogenannten "Traegheitsdaempfer". Wie die wohl funktionieren? (wahrscheinlich ebenfalls sehr gut!). Das Ganze wird aber noch komplizierter. Bei einer Anordnung wie bei der Enterprise liegt der Schwerpunkt des Schiffes wahrscheinlich im Bauch des Schiffes, auf alle Faelle nicht in direkter Beschleunigungsrichtung, also in der Verlaengerung der Gondeln nach vorne. (Untertassensektion befindet sich ebenfalls unterhalb.) Aus diesem Grund muesste beim Beschleunigen eigentlich ein Drehmoment auf das Schiff wirken, so dass es sich um seinen eigenen Schwerpunkt dreht. Dass das nicht der Fall ist, ist wahrscheinlich irgendwelchen "Rotationsausgleichskammern" oder so was zu verdanken ...
Das der Antrieb vom Rest des Schiffes, insbesondere den Mannschaftsbereichen raeumlich getrennt ist ergibt insofern Sinn, da im Falle einer Explosion die Mannschaft eine Ueberlebenschance hat. So ist es auch bei den meisten halbwegs ernstgemeinten Sci-Fi-Filmen dargestellt (2001 Odyssee im Weltraum z. B.)

Tja, von einem stinknormalen Rückstoss-Prinzip auszugehen, bei dem die Gondeln eine Art Düsentriebwerk darstellen, ist dann wohl wirklich eine zu naive Annahme.
Ich fand die Idee mit der "Warpblase" ja irgendwie schon gar nicht schlecht. Vielleicht gibt es selbst für den Impulsantrieb bei der Enterprise ein blasenförmiges Kraftfeld, so dass sämtliche Beschleunigungsbelastungen gar nicht direkt am Raumschiff wirken? Ich stelle mir vor, dass sich der Antrieb außerhalb dieses "Impulskraftfeldes" abspielt. Vergleichbar mit Über- und Unterdruckgebieten, steuern vielleicht Energiefelder den Antrieb der Impulsblase...
Kann mir jemand folgen?

"Gigantisch! Ich hätte nicht gedacht, dass es so große Raumschiffe gibt." -
"Wenn ich nicht gesehen hätte, dass es fliegt, würde ich es nicht für möglich halten."
(Randy und Peter stehen auf richtig große Autos)

Die Raumschiffe des Mittleren Auges waren zwar nicht besonders abenteuerlich geformt, aber eben wahnsinnig groß, so dass ein ähnliches Prinzip von Vorteil wäre, damit das Gefährt beim Beschleuigen nicht auseinanderbricht. Vielleicht meinte Randy so ein "Impuls-Kraftfeld" mit seiner Aussage, dass wenn man genügend Energie hat, die äußere Form eines Raumschiffs keine Rolle spielt...

Vor einer ganzen Zeit lief mal eine Folge Galileo, wo auch etwas über den Warp-Antrieb gezeigt wurde.
Gemäß der Erklärung macht der Warp-Antrieb nichts anderes, als den Raum zu krümmern (to warp = krümmen / verbiegen / verwerfen), so daß (graphisch gesehen) das Raumschiff (hier war es die VOYAGER) wie auf einer Surfwelle auf dem 'Bauch' durch den Raum 'surft'. Sah ziemlich elegant aus. Das Prinzip des Warp-Antriebes basiert also nicht auf einer Beschleunigung, sondern darauf, den umgebenden Raum zu verändern, ihn zu krümmen und sich auf diese Art zu bewegen. Hier würde dann die vielzitierte Warp-Blase quasie als Surfbrett dienen und die Leistung des Antriebes wäre es, die Krümmung (also den Wellengang) des Raumes zu erzeugen.... Allerdings würde das beim Impulsantrieb wohl kaum funktionieren, so daß sich hier die "Spaghetti" doch verbiegen müßten.... *grumpf*, denn Impuls liegt ja unterhalb der Lichtgeschwindigkeit, also ohne "Surfwelle".
Es gibt (von echten Wissenschaftlern) schon einige Abhandlungen über den Warp-Antrieb. Leider bin ich technisch nicht versiert genug, die zu verstehen, aber vielleicht ja ein anderes Crewmitglied hier?

Mal sehen, was Polcor dazu sagen wird, aber ich glaube, "Warp-Antrieb" gehört schon wieder zum > Dimensionsreisen < . Und dabei muss es sich ja nicht mal um ein Raumschiff handeln, wie uns das Professor Common (nie wirklich) bewiesen hat.
Aber die Trekkies überlegen sich im Technischen ja immer recht viel ... Unsinn. Vielleicht gibt es also zu Warp noch einen speziellen Clou??

Ja, das mit der Warpblase ist so eine Sache. Der Raum wird dermassen verzerrt, das das, was hinter dem Schiff liegt sich ausdehnt, und das, was vor dem Schiff liegt verkuerzt wird. Auf die Art gelingt das schnelle Reisen in fremde Galaxien, die nie ein Mensch zuvor gesehen hat. Aber wie in einem > frueheren Beitrag < schon erwaehnt, ist dabei die Energie von mehreren Milliarden Galaxien erforderlich. Aber zurueck zur Form eines Raumschiffs.
Je groesser und unfoermiger das Raumschiff, umso schwerer kann ich mir vorstellen, dass es auf einem Planeten landen/starten kann. Es muss daher im Orbit zusammengebaut werden, so wie die ISS, die ja auch (fuer unsere Verhaeltnisse) sehr gross und unfoermig ist. Fuer Raumfluege mit herkoemmlichen Mitteln, also ohne Dimensionsverbiegerei (lokale Aenderungen der Metrik) koennen Raumschiffe zwar so gross sein, wie sie wollen, aber trotzdem muessen alle Teile besondere Beschleunigungen aushalten (insbesondere die Insassen, was wohl das groesste Problem darstellt und damit der limittierende Faktor ist.) Bei Raumschiffen mit besonders exponierten Modulen kommt eine weitere Gefahr hinzu. Doch lassen wir erst noch mal Ralph zu Wort kommen.

"Ich dachte immer, Raumschiffe müssten schlank und elegant sein,
damit sie wenig Luftwiderstand bieten."
(Ralph Common staunt über ausserirdisches Design)

Der Junge hat gar nicht mal so unrecht. Der interstellare Raum ist naemlich keinesfalls leer. Staub, Gesteinsbrocken, Asteroiden waeren bereits auf Fluegen innerhalb unseres Sonnensystems sehr gefaehrlich und problematisch. Ein kleines Steinchen koennte glatt die Huelle durchschlagen und ein riesiges Loch hineinreissen. Ausserhalb unseres Sonnensystems ist es noch gefaehrlicher, da die Sonne mit ihrer Strahlung (Strahlungsdruck) immerhin einen gewissen Schutz bietet. Bei interstelllaren Fluegen waere ein Schutzschild, den das Schiff vor sich herschiebt, wobei sich das Schiff dahinter verbirgt unerlaesslich, will man nicht als Schweizer Kaese am Ziel ankommen. Da so ein Schild ja aus oekonomischen Gesichtspunkten so klein und stabil wie moeglich sein sollte um moeglichst wenig Angriffsflaeche in Flugrichtung zu bieten, waere auch ein Schiff entsprechend schlank. Die Laenge koennte jedoch durchaus einige Kilometer betragen.
Hier noch ein TV-Tipp vom Ostersonntag glaube ich. Da kam um 20:15 auf Phoenix eine interessante Doku ueber moegliche Reisen durchs Universum. Wird es uns Menschen eines Tages gelingen unser Sonnensystem zu verlassen und uns in der Galaxie anzusiedeln? Welche Probleme muessen dabei ueberwunden werden? Welche Technologien muessen bis dahin entwickelt werden? Es wurden dabei sehr realistische und plausible Szenarien aufgezeichnet. Die Qintessenz war: Damit wir Terraner unser Dasein als Bauern verlassen und zu galaktischen Wesen werden muessen wir eine Reihe von (kuenstlichen) genetischen Veraenderungen durchlaufen, um uns beispielsweise strahlenresistent und auf anderen Planeten lebensfaehig zu machen, oder um in der Lage zu sein, uns in jahrhunderte langen Tiefschlaf zu versetzen.

Tja, kein Scherz - wie Ihr vielleicht mitbekommen habt, haben sich inzwischen die Chancen auf einen terranischen Warp-Antrieb erhöht. In den Augen einiger seriöser Wissenschaftler nun kein Ding der Unmöglichkeit mehr, sondern "durchaus vorstellbar" ... huch!
Die astronomischen Energieaufwendungen, die im 1997er Entwurf von Miguel Alcubierre noch hätten anfallen müssen, könnten laut NASA-Physiker Harold White nun drastisch reduziert werden. Um die berühmte Warpblase zu erzeugen, würde das Raumschiff nach neuem Konzept schon mit einer Energiemenge auskommen, die der Masse einer Voyager-1-Sonde entspricht. »Wenn dann noch die Intensität der Raumkrümmung während des Fluges oszilliert werden könnte, ließe sich die notwendige Energie zusätzlich reduzieren«, erklärte White (was auch immer dies genau bedeuten mag).
Das ca. Fußballfeld große Raumschiff soll mit zwei umlaufenden Torus-Rädern angetrieben werden Abb.1. Die beiden gigantischen, aus > Exotischer Materie < bestehenden Ringe würde die Raum-Zeit um das Raumschiff herum krümmen und dabei eine Region zusammengezogenen Raumes vor dem Schiff und eine Region gestreckten Raumes dahinter erzeugen Abb.2. Das Raumschiff selbst würde innerhalb einer Blase aus unverändert flacher Raum-Zeit verbleiben.
Noch wirklich phantasiebeflügelnd ist die Aussage vieler Forscher, dass sich die beschriebene Warp- Technologie tatsächlich über Einsteins Tempolimit der Lichtgeschwindigkeit hinwegsetzen könnte, ohne sein Gesetz wirklich zu brechen. Denn auch wenn alles innerhalb des Raumes an die Obergrenze der Lichtgeschwindigkeit gebunden ist, die Raum-Zeit selbst, also die Struktur des Raumes, wäre es eben nicht. Auf diese Weise könnte das Warp-Raumschiff mit bis zu zehnfacher Lichtgeschwindigkeit reisen und hätte Einsteins Grundgesetz dabei nicht einmal verletzt.

"In einem halben Jahr sollten sie die Strecke von 8 Parsec zurückgelegt haben?
Sie müssten mit Überlichtgeschwindigkeit geflogen sein."
(Ahnt es Randy? - Das Geheimnis der Ufos war ihr Warp-Antrieb!)

Ob auch schon etwas gegen den Weltraumunrat erfunden wurde, der einem bei Interstellarflügen die Windschutzscheibe verklebt (sprich: sämtliche Decks des Raumschiff durchschlägt), habe ich noch nicht in Erfahrung gebracht. Jedenfalls ist man vom extrem schlanken, man möchte sagen "windschlüpfrigen" Design des Vormodells Abb.3 abgekommen und mutig zu einem wesentlich üppigeren Schiffskörper gelangt, der den vorhandenen Platz der Warp-Blase deutlich besser ausnutzt. »Wenn man schon ein so gewaltiges Ding baut, dann sollte auch so viel wie möglich in den zur Verfügung stehen Raum gepackt werden«, meinen Mark Rademaker und Mike Okuda dazu, die das neue Designkonzept erstellten. Dass die Schiffsform dabei nun auch sehr viel mehr an die Ur-Enterprise von Captain Kirk erinnert, wird vielleicht kein Zufall sein. Und es wird der Popularität dieses wahnwitzigen Projekts sicher nicht schaden.
Bereits seit 2012 arbeitet die Forschergruppe um Harold White an Kleinstmodellen solcher Antriebe. Im Maßstab von 1:10 Millionen wird versucht, das theoretische Konzept der Störung bzw. Veränderung der Raum-Zeit umzusetzen. »Im Vergleich zu dem, was ein Warp-Raumschiff leisten müsste, ist das zwar noch mehr als bescheiden, aber es wäre ein erster Schritt in diese Richtung.«
Und eines schönen Tages brechen wir dann wirklich auf . . . . . — »Energie!«

Wenn die lauen Sommernächte kommen, in denen man u.a. die ISS desöfteren am Sternen­himmel vorbeiziehen sieht, dann rücken einem die Außenposten der Menschheit wieder ein ganzes Stückchen näher. Geht Euch das auch so?
Und offenbar geht es mit der bemannten Raumfahrt auch jetzt wieder richtig los!
Welche Anforderungen an Antriebe & Co zeichnen sich da eigentlich im nächsten Schritt ab?
Wirft man einen Blick auf den Status der heutigen Raumschiffentwicklung, dann ist ein Aspekt in den Mittelpunkt gerückt, den man als Weltraum-Träumer immer gar nicht so auf dem Radarschirm hatte: Die Kommerzialisierung der Raumfahrt - äh ... durch "Tourismus"??!? In der Tat wirken viele Dokus schon wie Dauerwerbe­sendungen für industrielle und touristische Unternehmungen ins All.

RALPH: OREGON: PERKINS:

Woher kommt der Frachter? [...] Vom Jupitermond Callisto. [...] Sir, Sie sollten ihn umleiten. Denken Sie daran, was für Arbeit in den Rohstoffen steckt, die der Raumer transportiert.

(Auch Commander Perkins hat schon außerirdische Rohstoffe abgebaut)

Ich weiß ja nicht wie es Euch geht, aber bei Begriffen wie "Rohstoffgewinnung" denke ich un­mittelbar an ausgebeutete Natur (selbst wenn man Mondlandschaften nicht mit einer klassischen "Idylle" verbindet). Und bei "Tourismus" als Wirtschaftszweig assoziere ich sofort auch zerstörte Korallenriffe und vermüllte Strände in exotischen Ländern. Unser Orbit ist ja jetzt schon erschreckend stark zugemüllt, obwohl wir noch gar nicht weit vor­gedrungen sind. Diese konkrete und wachsende Gefahr wird in Dokus wie der beigefügten natürlich erstmal ganz zweckmäßig ausgeblendet. Dabei fallen solche Probleme ja stets auf den Menschen zurück. Kommerzialisierung entpuppt sich immer dann als nachteilig, wenn sie sehr kurzfristig angelegt ist.
Als SciFi-Fan will man solch unattraktiven Alltagsproblemen natürlich gerade entfliehen und doch ist die kommerzielle Nutzbarkeit schon immer der starke Motor gewesen, der der Menschheit ein Fortschreiten erst ermöglicht. Es wird beim Erschließen neuer Horizonte also wieder einmal um eine gesunde Mischung aus wirtschaftlichen und wissenschaftlichen Interessen gehen. Und die "Weltraumtouristen" - das sind wohl wir: die Träumer und Abenteurer, die einfach die wunderbare Welt bestaunen wollen (viel zu viel Knete in der Tasche haben) und sich dabei auch einer gewissen Mitverantwortung nicht entziehen können.

Viele kommerzielle Überlegungen machen jedenfalls auch für Wissenschaft und Politik stets richtig Sinn. Das gilt selbstverständlich auch für die Raumfahrt; eine verbesserte Machbarkeit durch Kosten­ersparnis zum Beispiel. Deshalb gefallen mir einige Überlegungen aus dieser Spacetime-Doku auch richtig gut. Zum Beispiel wieder­verwendbare Raketen­module (9:58), Treibstoff­ge­winnung und Betankung im All (16:39), eine inter­nationale "Moon-Village", fern­gesteuerte oder autonom arbeitende Robot-Systeme zum Aufbau von Raum- und Boden­stationen (32:22) usw.
Besonders faszinierend finde ich zudem die Herausforderungen, die Landungen und Starts auf anderen Planeten an Raumschiffe stellen. Und dass man sich jetzt schon so konkret damit auseinandersetzen muss. Es ist doch alles etwas schwieriger, als man sich das in der Science-Fiction oft ausmalt.
Und doch wird vieles nun immer greifbarer ...
Wie optimistisch oder pessimistisch seid Ihr?
Schaffen Menschen es bis zum Mars? Oder noch weiter?

Aber im Ernst: diese Gedanken sind mir auch schon häufiger gekommen. Ich denke, dass der Mensch seinen Weg in den Weltraum machen wird. Ob er sich (und möglichen Anderen) damit einen Gefallen tut, das sei mal dahin gestellt. Meine Prognose: in – spätestens – 100 Jahren sind wird bei den Sternen. Und wenn es erstmal den Dimensionsbrecher gibt, dann müssen wir uns auch nicht mehr um Weltraumschrott kümmern...
Ob wir verantwortungsbewusster werden? Vermutlich nicht. Fortschritt führt (fast) immer zur Expansion. Ohne Rücksicht auf Verluste. Welches Gesellschaftsmodell ist historisch betrachtet vorzugswürdig: das britische Empire oder die neutrale Schweiz? Ersteres hat seinen Reichtum gesichert indem es den Globus ausraubte. Letzteres hat sich hingegen ganz in die häusliche Innerlichkeit der Berghütte zurück gezogen und lebt(e) blendend von Kontenverwaltung und Bankgeheimnis.

"Sie darf nicht bis zu den Sternen getragen werden,
sie muss hier, ... auf der Erde bleiben."
(Der göttliche Drapondur in einer Quarantäne-Depression)

Auch wenn sich der Göttliche hier explizit auf Lepra bezieht: Corona darf unseren Weltraum­plänen natürlich nicht im Wege stehen. Sonst könnte die interstellare Expansion eventuell nur von kurzer Dauer sein. Aber wer weiß? Vielleicht erweist sich die aktuelle Epidemie sogar als Innovationsschub, diesmal in die richtige Richtung...