Könnten wir 'Star Trek' 'Raumschiff Enterprise' bauen?

Seit seinem ersten Erscheinen in der ursprünglichen "Star Trek" -Serie im Jahr 1966 ist das Raumschiff Enterprise zu einem Symbol für die Raumfahrt geworden. Kürzlich behauptete ein anonymer Ingenieur, dass in den nächsten zwei Jahrzehnten eine Annäherung an dieses ikonische Schiff entstehen könnte. Aber wie nahe ist die Menschheit, mit Warpgeschwindigkeit durch die Sterne zu fliegen?

Auf der Website BuildTheEnterprise.org schlägt ein selbsternannter Ingenieur, der sich nur als "BTE-Dan" bezeichnet, vor, dass ein funktionsfähiges Faksimile des ikonischen Schiffes in den nächsten 20 bis 30 Jahren gebaut und auf den Markt gebracht werden kann. Das Schiff würde ein paar Modifikationen erfordern, würde aber viel wie Captain Kirks berühmtes Schiff aussehen.

Im Raum gebaut, würde das Schiff niemals die Oberfläche irgendeines Mondes oder Planeten besuchen und würde daher niemals die hohen Geschwindigkeiten erreichen müssen, die notwendig sind, um der Schwerkraft der Oberfläche zu entkommen. Die Triebwerke würden von Kernreaktoren an Bord des Schiffes angetrieben werden und anstelle von Xenon Argon als Treibmittel verwenden, was ein paar hundert Milliarden Dollar an Kosten einsparen würde. Als zusätzlichen Bonus bemerkt BTE-Dan, dass Argon aus der Atmosphäre des Mars gewonnen werden kann.

Obwohl einem solchen Schiff ein Warpantrieb fehlt (die Technologie, die es der "Star Trek" -Version ermöglicht, zwischen Sternen durch die Galaxie zu springen), könnte sie den Mond in drei Tagen und den Mars in drei Monaten erreichen. BTE-Dan schlägt vor, dass es als eine Kombination aus einer Raumstation und einem Weltraumhafen funktionieren könnte und Menschen Planeten und Monde innerhalb des Sonnensystems umkreisen könnte, während sie einen "universellen Lander" zu und von ihren Oberflächen benutzen. Ein solches Raumschiff könnte 1000 Menschen in seinem Gravitationsrad unterbringen. [Die Top 10 Star Trek Technologien]

Das gesamte Schiff würde mehr als 3000 Fuß (fast 1 Kilometer) lang sein, mit seiner zentralen Scheibe, die fast die Hälfte seiner Länge ausmacht.

Laut der Website ist ein Großteil der Technologie, die für den Bau des beschriebenen Schiffes benötigt wird, in greifbarer Nähe, einschließlich der rotierenden Gravitationsscheibe, die durch Elektromagnete in einem Vakuum aufgehängt werden kann, um mechanische Abnutzung zu verhindern. Er sei auch ein 1,5 GWe (Gigawatt elektrischer) Kernreaktor, der in einem Raumfahrzeug sicher transportiert werden könne, und Verbundwerkstoffe, die Masse einsparen, Stärke hinzufügen und die Strahlungsabschirmung verbessern würden.

Design Herausforderungen

BTE-Dan beschreibt sich selbst als System- und Elektroingenieur, der die letzten 30 Jahre bei einem Fortune-500-Unternehmen beschäftigt war. Er lehnt derzeit Interviews ab.

Obwohl die Aussicht auf ein echtes Unternehmen attraktiv ist, ist das vorgeschlagene Schiff nicht ohne Probleme.

Adam Crowl, Ingenieur bei Icarus Interstellar Inc., einer gemeinnützigen Stiftung, die sich der interstellaren Exploration widmet, wies darauf hin, dass ein Raumschiff mit einem ausreichend leistungsstarken Atomreaktor große Wärmestrahler benötige, die das klassische Erscheinungsbild des Unternehmens ruinieren.

"Technische Physik respektiert unsere Ästhetik nicht", sagte er Profoundspace.org per E-Mail.

BTE-Dans Schiff ist im Wesentlichen eine ikonische Nachbildung des berühmten Raumschiffs und möglicherweise nicht praktisch.

"Ich würde es lieben zu sehen, dass 1.000 Menschen zum Mars gehen, aber ich muss überzeugen, dass sie dafür auf der Enterprise sein müssen", sagte Crowl.

Andere Ingenieure sagten, die Ähnlichkeiten zwischen BTE-Dans Schiff und der Enterprise seien nur oberflächlich.

"Er möchte etwas mit einer vorhersehbaren Technologie bauen, die nur wie die Enterprise aussieht", sagte Marc Millis, ein Luft- und Raumfahrttechniker am Glenn Research Center der NASA. "Es ist nicht annähernd das, was die Enterprise ist."

Dennoch wurde die Website schon kurz nach ihrem Start so oft besucht, dass sie abgestürzt ist, was zeigt, wie attraktiv die Idee für viele Menschen ist.

Die heutige Technologie

Obwohl einige Aspekte der Enterprise heutzutage weit außerhalb der Reichweite sind, sind viele in Reichweite und einige sind Teil unseres täglichen Lebens. Schiebetüren, futuristisch in den 1960er Jahren, begrüßen heute fast jeden Supermarktbesucher, und die heutigen aufklappbaren Handys ähneln Star Trek's Tricorder. Die heutzutage allgegenwärtigen Touchscreen-Geräte sehen sogar so aus wie in den Episoden von "Star Trek: The Next Generation" aus den 1990er Jahren.

"Wenn Sie jemandem in den 1990ern ein iPad gezeigt hätten und ihm gesagt haben, dass es die Technologie des 23. Jahrhunderts ist, hätten Sie das geglaubt", sagte Richard Obousy, Mitbegründer und Präsident von Icarus Interstellar Inc. gegenüber ProfoundSpace.org.

Fortschritte mit 3D-Druckern bieten auch Möglichkeiten für Reisen durch den Weltraum, wodurch die Replikation von Teilen ermöglicht wird, während Materialien verwendet werden, die am Zielort gefunden werden. Andreas Hein, ein Luft- und Raumfahrtingenieur mit Icarus Interstellar, schlug vor, dass es nicht lange dauern könnte, bis solche Druckereien ähnliche Lebensmittel wie die Mahlzeiten von Replikatoren auf der Enterprise herstellen.

Darüber hinaus arbeiten Ingenieure des Advanced Propulsion Physics Laboratory der NASA, die unter dem Namen Eagleworks bekannt sind, an einem Q-Thruster, das eine erstaunliche Ähnlichkeit mit den Impulsmotoren des Enterprise aufweist.

Nukleare Probleme

Millis schlug vor, dass der nächste Schritt im Raketenantrieb wahrscheinlich die Nutzung einer Kernkraftquelle sein wird, eine Option, die durch den Atomteststopp-Vertrag verhindert wird. Er räumte ein, dass die Barrieren nicht nur politischer Natur sind, da die Menschen nervös sind, wenn sie Atomraketen von der Erdoberfläche aus starten wollen, obwohl dies sicher geschehen könnte.

Obousy stimmte zu, dass Nuklearraketen den notwendigen Schub liefern könnten, und wies auf die großen Milliarden-Dollar-Projekte auf der ganzen Welt hin, die nach Möglichkeiten suchen, die Fusion als Energiequelle freizusetzen. Natürlich konzentrieren sich solche Projekte hauptsächlich darauf, Häuser und Städte auf der Erde anzutreiben, aber wenn sie erst einmal freigeschaltet wurden, könnte Fusion genutzt werden, um durch die Sterne zu reisen. [Galerie: Visionen der zukünftigen bemannten Raumfahrt]

"In Bezug auf die Antriebstechnologie sind Fusionsmotoren möglicherweise innerhalb einer oder zwei Generationen", sagte Obousy, fügte jedoch hinzu, dass plötzliche technologische Sprünge den Prozess beschleunigen könnten.

Ein Planet zu besuchen, ohne gesehen zu werden, kann auch nicht zu weit außerhalb der Reichweite sein.

"Wir machen Dinge mit Meta-Materialien, die praktische Tarnung, vielleicht sogar Unsichtbarkeit ermöglichen", sagte Crowl.

Die Schwerkraft stellt eine der größten Herausforderungen dar: Der Enterprise von Fernsehen und Filmen fehlt ein Gravitationsrad, stattdessen wird synthetische Schwerkraft verwendet. Wenn wir einen Weg zur Bewältigung der Gravitationskräfte finden könnten, könnte diese Technologie auch in Traktorstrahlen oder im Schiffsantrieb eingesetzt werden.

Warpgeschwindigkeit voraus

"Star Trek" -ähnlicher Antrieb bleibt ein Schlüsselproblem. Fans sind mit dem Warpantrieb vertraut, der das Schiff schneller beschleunigte als die Lichtgeschwindigkeit und es seiner Crew ermöglichte, zwischen Sternen zu springen. Solche Reisen widersetzen sich unserem gegenwärtigen Verständnis von Physik.

"Ich denke, dies ist einer der wichtigsten Aspekte, die ein Enterprise-Typ-Schiff in naher Zukunft verhindert", sagte Hein.

Obousy stimmte zu. "Eine der Grundlagen dieser Warp-Antriebe ist, dass sie eine exotische Form von Energie benötigen, die wir in den Labors nicht schaffen konnten, wobei dunkle Energie das hervorstechende Beispiel ist", sagte er.

Dunkle Energie ist die ungeklärte Kraft hinter der beschleunigten Expansion des Universums. Die Wissenschaftler verstehen noch nicht, was es ist, was es zu einer Herausforderung für den Antrieb macht.

Ein Warp-Antrieb würde eine enorme Menge an Energie benötigen. Theoretische Berechnungen, die dunkle Energie verwenden, um ein Raumschiff zu bewegen, würden mehr Energie benötigen als die, die im Planeten Jupiter enthalten sind, was es unwirtschaftlich macht.

Im "Star Trek" -Universum setzte der Warp-Antrieb auf Antimaterie. Wenn Materie und Antimaterie sich gegenseitig auslöschen, ist die produzierte Energie immens. Obwohl eine solche Energiequelle das Schiff möglicherweise mit Energie versorgen könnte, ist es nur kurz verfügbar.

Crowl wies darauf hin, dass sich die Antimaterie-Technologie selbst schnell entwickelt. Ultrahochintensive Laser könnten es bald erlauben, dass sie direkt aus Energie erzeugt werden, und nützliche Mengen können in den Magnetfeldern von Planeten wie der Erde und dem Saturn gefangen sein.

Aber, wie dunkle Energie, könnte Antimaterie mehr Mühe als es wert ist.

"Die Verwendung von Antimaterie ist derzeit sehr teuer", sagte Millis. "Aber das heißt nicht, dass es immer so sein wird."

Wenn die Menschheit schließlich zu den Sternen reist, müssen wir vielleicht auf die Warp-Geschwindigkeit für etwas anderes verzichten müssen, etwa für die Manipulation der Raumzeit selbst. Laut Albert Einstein kann nichts im Universum schneller als die Lichtgeschwindigkeit reisen. Aber Millis weist darauf hin, dass solche Grenzen nicht unbedingt für die Raumzeit gelten. Theorien in Fachzeitschriften untersuchen die Möglichkeit, ein Schiff mit einer Raum-Zeit-Blase zu umgeben, die sich ausdehnt und zusammenzieht, wodurch es vielleicht die Lichtgeschwindigkeit übersteigt.

"Es ist der Unterschied, einen Bleistift über ein Stück Papier zu bewegen oder das ganze Papier zu bewegen", sagte Millis. [Video: Warp Drives und Wurmlöcher]

Beam 'mich rauf, Scotty

Eine weitere potentielle Herausforderung, das "Star Trek" -Universum neu zu erschaffen, ist das System der Materieübertragung. Die Crew reiste oft per Transporter zu einem Planeten, der von der Enterprise direkt auf die Oberfläche strahlte, mit Maschinen, die einen Körper Atom für Atom scannen und ihn dann an einem anderen Ort neu erstellen konnten.

Jüngste Fortschritte wurden in der Quantenteleportation gemacht, aber Obousy und Millis betonten beide den Unterschied zu "Star Trek" -artigen Reisen.

In der Quantenteleportation "ist es nicht das gleiche Photon, mit dem du angefangen hast, sondern eine Replik", sagte Obousy.

Eine solche Reise würde enorme Präzision erfordern.

"Wenn du ein menschliches Wesen von einem Ort zum anderen transportieren würdest, solltest du sicherstellen, dass alles genau am richtigen Ort ist", sagte er.

Millis schlug vor, dass Wissenschaftler, anstatt Materieübertragung, eines Tages lernen könnten, sehr kleine Wurmlöcher für die Reise zu verwenden.

"Natürlich, wenn man Masse durchsetzt, könnte es das Wurmloch zum Einsturz bringen", bemerkte er.

Die größte Herausforderung bei der Nachahmung der Star Trek-Reisen dürfte jedoch nicht die technologische Front sein.

"Eines der Dinge, die mir am besten gefallen haben, war das sehr gute Benehmen der Crew", sagte Millis. "Die Vorurteile und kleinlichen menschlichen Unterschiede, die so viel vom Fernsehen ausmachen, sind ziemlich abwesend. Wenn ich über relative Unmöglichkeiten nachdenke, denke ich, wird es einfacher sein, Technologie für das Raumschiff Enterprise zu machen, als endlich Menschen dazu zu bringen, sich so ehrenhaft zu verhalten."

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