Mission Traumschiff

Raumfahrt Die NASA mottet Space-Shuttles ein, das SETI gibt die Suche nach Außerirdischen auf. Zwischen Sparstrumpf und Reiselust: Wie können wir ferne Planeten noch erreichen?

Unter den Freunden des Extraterrestrischen dürfte sich derzeit keine Hochstimmung ausbreiten: Falls nicht wieder etwas kaputtgeht, wird im Juni als letztes seiner Art das Space Shuttle Atlantis Richtung Internationale Raumstation ISS abheben. Danach wird das altersschwache Raumgleiterprogramm eingemottet. Um eine Nachfolge ringt man ohne große Perspektive, sie wird letztlich wohl der kommerziellen Raumfahrt überlassen.

Und auch um die jahrzehntelang betriebene Suche nach Intelligenz steht es nicht gut. Vergangene Woche gab ein Mitarbeiter des privat finanzierten SETI-Instituts bekannt, dass notwendige staatliche Zuschüsse gestrichen worden seien. Das nagelneue Allen Telescope Array (ATA) liegt deshalb still, ein mit 350 Parabolantennen geplantes und derzeit mit 42 Stück ausgestattetes Radiointerferometer, das dank der vielen Schüsseln eine hohe Auflösung schwacher Signale aus dem All erreichen kann, und dies vor allem tun sollte, um Nachrichten ferner Zivilisationen zu empfangen.

Schwerhörig und lahm, so könnte einem der astronomische Explorationsapparat nun also vorkommen. Aber er hat noch ein scharfes Auge: Die 2009 gestartete Keplersonde sucht im All nach Exoplaneten, Planeten jenseits unseres Sonnensystems. Bisher hat sie weit mehr als tausend Kandidaten identifiziert, einige davon könnten habitabel sein, also Leben beherbergen. Nur was, wenn Kepler eine zweite Erde findet? Wie kämen wir dorthin?

Raum-Zeit-Blase

Captain Kirk, Kommandant des Raumschiff Enterprise, hätte es leicht: Er gäbe den Befehl zum „Warp-Antrieb“ und sein Schiff raste zwischen Sternen und Planeten im Universum hin und her, ohne sich um physikalische Gesetze scheren zu müssen. Hinter der Star-Trek-Idee steckte sogar ein logisches Konzept: Der Antrieb der Enterprise erzeugt eine Raum-Zeit-Blase um das Schiff herum, die die Entfernung zwischen Start und Ziel nahezu beliebig verkürzt.

Solche Blasen lassen sich derzeit nicht erzeugen. Die gültige Physik schreibt stattdessen vor, dass nichts schneller als das Licht fliegen kann, und selbst das braucht 100.000 Jahre, um unsere Milchstraße zu durchqueren. Mit Raumfähren, die der Einstein’schen Relativitätstheorie folgen, scheint selbst der nächste Exoplanet unerreichbar. Sofern die Physik nicht irrt.

Der portugiesische Kosmologe João Magueijo hat ein Buch mit dem ketzerischen Titel Schneller als die Lichtgeschwindigkeit: Hat Einstein sich geirrt? geschrieben. Seine Antwort: Ja. Magueijo behauptet, dass sich Licht kurz nach dem Urknall viel schneller bewegt haben muss, als es eigentlich dürfte. Das würde erklären, warum die Ausdehnung des Universums heute größer ist als die Entfernung, die ein Lichtstrahl seit dem Urknall zurückgelegt hat. Und die gegenüberliegenden Ränder des Universums können kein Licht und keine Wärme ausgetauscht haben – dennoch weisen sie dieselbe Temperatur auf. Ein Rätsel, das Physiker bisher nur mit der Inflationstheorie schlüssig lösen können, und die postuliert eben auch Überlichtgeschwindigkeit.

Mozart im Quantentunnel

Auch Günter Nimtz von der Universität Köln glaubt an das Überlicht: Anfang der Neunziger hat er mit speziellen Mikrowellen einen Teil einer Mozart-Sinfonie mit angeblich fünffacher Lichtgeschwindigkeit durch einen Quantentunnel übertragen – eine Röhre, durch die die Wellen eigentlich nicht durchpassen. Sie werden wie Wasser in einen Gartenschlauch gequetscht und beschleunigt. Nimtz’ Experimente sind umstritten. Kritiker wie Ernst-Udo Wallenborn von der ETH Zürich glauben, dass die Tunnelbarriere lediglich den Höhepunkt der Welle verschiebe. Sie werde somit vom Detektor erfasst, noch bevor das ganze Paket ankommt. Das aber bewege sich nach wie vor mit Lichtgeschwindigkeit.

Um ein massives Objekt wie ein Raumschiff auf Lichtgeschwindigkeit zu beschleunigen, bräuchte man nahezu unendlich viel Energie. Den menschlichen Geschwindigkeitsrekord halten bislang die in den Siebzigern gestarteten Helios-Sonden bei etwa 250.000 Kilometer pro Stunde. Zum Vergleich: Licht legt 300.000 Kilometer in einer Sekunde zurück. Mit Helios’ Höchstgeschwindigkeit würde man das 21 Lichtjahre entfernte (und damit relative nahe) Sonnensystem Gliese 581 und dessen sechs Exoplaneten in etwa 90.000 Jahren erreichen. Für einen Forschungstrip äußerst unpraktisch.

Gelänge uns trotzdem eine erheblich höhere Geschwindigkeit, ergäben sich noch ganz andere Probleme. Joe Haldemann schildert sie in seinem Science-Fiction-Roman Der ewige Krieg: Soldaten reisen durch unsere Galaxie, um gegen einen außerirdischen Feind zu kämpfen. Nach ihrem Einsatz kehren sie auf die Erde zurück und stellen fest, dass ihre Freunde alt geworden sind. Eine Folge der Relativitätstheorie, die besagt, dass mit zunehmender Geschwindigkeit die Zeit langsamer vergeht – wohlgemerkt: relativ. Wenn also ein Raumschiff mit 99 Prozent Lichtgeschwindigkeit zu einem zehn Lichtjahre entfernten Planeten fliegt und wieder zurück, vergehen an Bord etwa drei, auf der Erde aber 20 Jahre.

Ein U als Lösung?

Die eleganteste Lösung für Langzeitreisen wäre wohl tatsächlich eine Abkürzung. Physikalisch besteht durchaus die Möglichkeit des so genannten Wurmlochs. Der amerikanische Astronom Carl Sagan schildert in seinem Roman Contact eine von außerirdischer Intelligenz entworfene Maschine, die so ein Gebilde produziert. Die Protagonistin kann damit in wenigen Stunden zu einem weit entfernten Planeten reisen. Wurmlöcher könnten astronomische Distanzen von vielen Tausenden von Lichtjahren auf wenige Meter verringern. Vereinfacht kann man sie sich wie eine mehrere Kilometer lange Straße zwischen zwei Städten vorstellen. Man nimmt die zweite Stadt und biegt sie über die erste – die Straße sähe dann aus wie ein U. Das Wurmloch durchstößt den Zwischenraum zwischen den beiden Enden und verbindet die Städte so auf weit kürzerem Weg.

Der amerikanische Physiker Kip Thorne hat sich mit diesem bizarren Phänomen befasst. Er vermutet, dass man Wurmlöcher nicht mit normaler Materie bauen könne – sie wären instabil und würden bei kleinster Störung in sich zusammenstürzen. Man bräuchte ein Material, das die Wände auseinanderdrückt und stabilisiert: eine Antigravitationskraft, die, statt anzuziehen, abstoßend wirkt. Der englische Astro­physiker Stephen Hawking mutmaßt, dass solch „exotische“ Materie in der Umgebung eines Schwarzen Lochs entstehe, wegen der gewaltigen Anziehungskraft aber sofort dort hineingezogen werden würde. Man müsste sie also einsammeln, bevor das geschieht. Der Witz daran ist: Man bräuchte ein Wurmloch aus exotischer Materie, um exotische Materie zu sammeln, denn das nächste Schwarze Loch könnten wir ohne sie gar nicht erreichen.

Bleiben wir also bescheiden: Wie weit kommen wir mit der heute verfügbaren Technologie? Hier lohnt ein Blick nach München. Am Lehrstuhl für Raumfahrttechnik der Technischen Universität arbeitet ein Team um Markus Czupalla an „Virtual Habitat“, einer Simulation von Mensch und Umgebung in Raumschiffen. Die Forscher testen damit Lebenserhaltungssysteme für Langzeitraumflüge. Das System soll Astronauten über einen längeren Zeitraum ein unabhängiges Leben ermöglichen. Das virtuelle Schiff verfügt über einen eigenen Wasserkreislauf. Algen produzieren Sauerstoff für die Astronauten und Pflanzen. An Bord wachsen Weizen, Reis, Bohnen, Salat, Kartoffeln oder Tomaten – kurzum: Man könnte mit diesem System Jahrzehnte im All verbringen. „Wir berücksichtigen ausschließlich Technologien, die bereits in der Internationalen Raumstation (ISS) verwendet werden oder sich bereits in der Entwicklung befinden“, sagt Czupalla.

Mit Opa und Oma unterwegs

Der Forscher geht davon aus, dass Aussaat und Ernte automatisiert werden – nur im derzeitigen System müssten die Astronauten einen Teil ihrer Zeit noch der Pflanzenzucht widmen. Vermutlich finden die das auch nicht schlimm. „Es gibt Studien, die zeigen, dass Pflanzen an Bord sich positiv auf die Stimmung auswirken,“ sagt Czupalla. Einige Astronauten bekennen zwar, dass sie ihr Leben ungern vom Wohlsein der Pflanzen an Bord abhängig machten, dennoch glaubt Czupalla, dass solche Systeme künftig unerlässlich sind – insbesondere für längere Missionen. Die Simulation zeigt auch: Raumflüge über mehrere Generationen wären prinzipiell möglich. Wenn die Menschheit also nicht auf bahnbrechende Erfindungen warten möchte, kann sie Familien auf Reisen schicken, deren Kinder, Enkel oder Urenkel eine fremde Welt besiedeln. Freiwillige würde sich vermutlich sogar auftreiben lassen – und eine zugehörige neue Erde wird sich wohl auch in absehbarer Zeit finden, dank Kepler zum Beispiel.

Doch jede Vision braucht ihren eigenen Antrieb. Die Wende in der öffentlich finanzierten Weltraumforschung ist nicht das Aus für alle Projekte. Aber sie lässt nicht nur die Hoffnung auf baldige Missionen zu den ungemütlichen Planeten unseres eigenen Sonnensystems schrumpfen. Sie bremst auch die Entwicklung von Ideen, die nicht unserem eigenen Wohl dienen, sondern erst dem Wohl künftiger Generationen.

Boris Hänßler ist Komparatist und wäre gern Zeuge einer Wurmlochreise à la ContactMitarbeit: Kathrin Zinkant

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17:50 09.05.2011

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