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26.05.10 · 11:42 Uhr
Projekt Icarus: Können wir zu einem anderen Stern fliegen?
Kategorie: Naturwissenschaften·Technik · Kommentare: 23
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.
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?
Autor: Florian Freistetter· 23 Kommentare· Permalink· Trackback-URL
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Kommentare (23)
@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?
@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.
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.
Interessanter Beitrag!
Der Barnards Stern wird übrigens immer wieder mit uns besuchenden Aliens in Verbindung gebracht. Also wären die Ufonauten alles Opas und Omas.
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.
@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.
@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. :-)
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.
@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.
@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 ;)
@ 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.
"...und uns so in einen Eiergiesparmodus zu versetzen..."
Muhahahaaaa.... Ich hab grad Eiergier Sparmodus gelesen:D
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
@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.
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/
"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
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
perk·
15.11.10 · 08:06 Uhr
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 habenDa 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.
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!
"Protector"? Das ist doch... Pak-Protektor?
@Bullet
Yo! Phssthpok der Pak, um genau zu sein.
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?