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Interstellare Reisen vor 2200 n. Chr. nicht möglich, schlägt Studie vor
Wie schnell könnte die Menschheit eine Mission zu den Sternen starten? Mit dieser Frage beschäftigt sich heute Marc Millis, ehemaliger Leiter des Breakthrough Propulsion Physics Project der NASA und Gründer der Tau Zero Foundation, die die Wissenschaft des interstellaren Reisens unterstützt.
Angesichts der Geschwindigkeit, mit der Astronomen neue Planeten um andere Sterne herum finden, ist dies eine Frage von zunehmender Bedeutung. Viele glauben, dass es nur eine Frage der Zeit ist, bis wir ein Erdanalogon finden. Und wenn wir einen Ort finden, der das Potenzial hat, Leben wie unseres zu beherbergen, wird es wahrscheinlich erhebliche Debatten über die Möglichkeit eines Besuchs geben.
Das große Problem ist natürlich die Distanz. In der Vergangenheit haben Wissenschaftler verschiedene Faktoren untersucht, die unsere Fähigkeit einschränken, die erforderlichen Lichtjahre zu durchqueren. Einer ist die Geschwindigkeit, die man braucht, um so weit zu reisen, ein anderer sind die Kosten für eine solche Reise.
Wenn man sich die Geschwindigkeit ansieht, mit der unsere Höchstgeschwindigkeit und unser finanzieller Einfluss zunehmen, und dann in die Zukunft hochgerechnet wird, ist es möglich, vorherzusagen, wann solche Missionen möglich sein könnten. Die deprimierende Antwort in jeder bisherigen Studie lautet, dass interstellare Reisen noch Jahrhunderte entfernt sind.
Heute verfolgt Millis einen anderen Ansatz. Er befasst sich mit dem Energiehaushalt interstellarer Missionen. Anhand der Geschwindigkeit, mit der die Menschheit die ihr zur Verfügung stehende Energie erhöht, und der Extrapolation in die Zukunft, kann Millis abschätzen, wann wir genug haben werden, um zu den Sternen zu gelangen.
Um seine Hochrechnung anzustellen, betrachtete Millis die Energiemenge, die die USA in den letzten dreißig Jahren für den Start des Shuttles aufgewendet haben, als Bruchteil der Gesamtenergie, die dem Land zur Verfügung steht. Er geht davon aus, dass in Zukunft ein ähnlicher Anteil für interstellare Flüge zur Verfügung stehen wird. Anschließend berechnet er, wie viel Energie zwei verschiedene Missionstypen verbrauchen.
Die erste Mission ist eine menschliche Kolonie von 500 Menschen auf einer Einwegreise in die Leere. Er geht davon aus, dass eine solche Mission 50 Töne pro menschlichen Insassen erfordert und dass jede Person etwa 1000 W verbraucht, was dem durchschnittlichen Verbrauch von Menschen in den USA im Jahr 2007 entspricht.
Daraus schätzt er, dass das Schiff etwa 10^18 Joule für den Raketenantrieb benötigen würde. Das ist vergleichbar mit einer Startenergie eines Shuttles von etwa 10^13 Joule
Die zweite Mission ist eine unbemannte Sonde, die in 71 Jahren das etwas mehr als 4 Lichtjahre entfernte Alpha Centauri erreichen soll. Ein solches Schiff wäre etwa drei Größenordnungen weniger massiv als ein Kolonieschiff, sodass man sich leicht vorstellen kann, dass es weniger Energie benötigt.
Aber Millis legt dieser Mission eine weitere Einschränkung auf. Es muss nicht nur in Richtung seines Ziels beschleunigen, sondern auch verlangsamen, wenn es dort ankommt (obwohl dies keine Voraussetzung für ein Kolonieschiff ist, ist nicht klar).
Das ändert die Zahlen deutlich. Millis schätzt, dass die Sonde etwa 10^19 Joule benötigen würde.
Der letzte Schritt besteht darin, zu bestimmen, wann die Menschheit diese Art von Energie für diese Art von Missionen zur Verfügung haben wird. Durch Extrapolation berechnet Millis, dass die erforderliche Energie nicht vor mindestens dem Jahr 2196 zur Verfügung stehen wird. Diese Studie ergab, dass die erste interstellare Mission erst in weiteren 2 Jahrhunderten möglich erscheint, sagt er.
Das ist notwendigerweise eine grobe Berechnung, aber dennoch eine ernüchternde. Dies impliziert, dass wir zwar bald in der Lage sein werden, andere Erden mit Staunen zu betrachten, sie jedoch zu Lebzeiten eines heute lebenden Menschen nicht besuchen können.
Mit anderen Worten, auf absehbare Zeit sind wir gefangen.
Ref: arxiv.org/abs/1101.1066 : Energie, unaufhörliche Obsoleszenz und die ersten interstellaren Missionen