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Samstag, 21.07.2018
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Projekt Daedalus

Das erste interstellare Raumschiff

Der erste Plan für ein reales Sternenschiff stammt schon aus den 1970er Jahren – er entstand im Rahmen des Projekts Daedalus. Ziel des Projekts war es zu klären, ob interstellares Reisen für uns Menschen prinzipiell machbar wäre - im Rahmen realistischer technischer Möglichkeiten.

Unsere nächsten Nachbarsterne liegen nur wenige Lichtjahre von der Sonne entfernt.

Die Antwort, so hoffte man, könnte dann eine noch tiefgreifendere Frage beantworten: Wenn es tatsächlich dort draußen im All hochentwickelte außerirdische Zivilisationen gibt – warum hat uns noch kein Alien besucht? Warum finden wir trotz aller Suche nirgendwo Spuren außerirdischer Präsenz? Oder mit den Worten des Physikers Enrico Fermi ausgedrückt: "Wo stecken die alle?" Dieses sogenannte "Fermi-Paradox" wirft die Frage auf, ob die Aliens nicht wollen oder vielleicht gar nicht können: Ist das interstellare Reisen so schwierig und anspruchsvoll, dass selbst technisch fortgeschrittene Zivilisationen es nicht leisten können?

Aufgabe: ein Flug zu Barnards Stern


Um das herauszufinden, beauftragte die British Planetary Society im Jahr 1973 dreizehn Wissenschaftler mit dem Projekt Daedalus. Ihre Aufgabe: Entwickelt ein Raumschiff für den Flug zum knapp sechs Lichtjahre entfernten Barnards Stern, einem Roten Zwerg. Dabei gab es drei Bedingungen: Der interstellare Flug muss sein Ziel innerhalb der Lebenszeit eines Menschen erreichen. Das Raumschiff muss mit existierender Technologie oder Technik der nahen Zukunft konstruiert sein. Und es muss für den Besuch verschiedener Sternentypen ausgelegt sein.

Das aber bedeutet: Um Barnards Stern rechtzeitig zu erreichen, muss das Sternenschiff eine Geschwindigkeit von rund 30.000 Kilometern pro Sekunde erreichen - rund zehn Prozent der Lichtgeschwindigkeit. Zum Vergleich: Die beiden Voyager-Raumsonden, heute die fernsten menschengemachten Objekte im All, sind mit etwa 14 bis 19 Kilometern pro Sekunde unterwegs. Und wie für das Projekt Daedalus stand auch für ihre Konstruktion nur die Technologie der 1970er Jahre zur Verfügung.

Projekt Daedalus - der erste Plan für ein Sternenschiff


190 Meter lang, 54.000 Tonnen schwer


Doch die Daedalus-Forscher ließen sich nicht entmutigen und tüftelten fünf Jahre lang über Berechnungen, Entwürfen und Plänen. 1978 präsentierten sie dann ihre Lösung: Sie hatten ein machbares Sternenschiff konstruiert – jedenfalls auf dem Papier. Mit diesem zunächst noch unbemannten Schiff sollte es möglich sein, in rund 50 Jahren Barnards Stern zu erreichen. Mit einem Startgewicht von rund 54.000 Tonnen, davon 50.000 Tonnen Treibstoff, war das Daedalus-Schiff allerdings so riesig, dass es nur im Erdorbit konstruiert werden könnte.

Nutzlast des 190 Meter langen Raumschiffs wären mehrere Teleskope, ein Bordcomputer und 18 kleinere Raumsonden. Diese tragen Kameras, Spektrometer und weitere Sensoren, die bei Ankunft am Ziel freigesetzt und dann der Erforschung des Sterns und seiner Umgebung dienen sollten. Das Daedalus-Mutterschiff dient in dieser Phase als Kommunikationsrelais, das die Daten von den Sonden an die Erde zurückschicken kann.

Kernfusion als Antrieb


Als Antrieb des Sternenschiffs diente eine seit der Zündung der ersten Wasserstoffbomben heiß diskutierte Technologie: die Trägheitsfusion. Mit ihr lassen sich schnell aufeinanderfolgende Kernexplosionen erzeugen, die jeweils nur Sekundenbruchteile anhalten und daher keine aufwändigen Einschlussverfahren benötigen. Konkret heizt dafür ein Elektronenstrahl kleine Pellets aus Deuterium und Helium-3 so weit auf, dass die Atome verschmelzen.

Kugelförmige Heliumtanks und eine gigantische Auslassdüese - das Sternenschiff des Projekts Daedalus.

Die bei den Fusionsexplosionen als Plasma freigesetzte Energie wird durch ein starkes Magnetfeld zu einer Austrittsdüse geleitet und treibt Raumschiff an. Wie die Forscher ausrechneten, könnte man mit 250 solcher Mini-Explosionen pro Sekunde Plasma erzeugen, das mit durchschnittlich 10.000 Kilometern pro Sekunde die Antriebsdüse verlässt.

Ankunft nach 50 Jahren


Um die nötige Geschwindigkeit für einen Flug zu Barnards Stern zu erreichen, sah der Flugplan eine rund zweijährige erste Phase vor, in der das Schiff durch ständige Fusionsexplosionen auf rund sieben Prozent der Lichtgeschwindigkeit beschleunigt wird. Dann folgt eine zweite Antriebsphase von knapp 1,8 Jahren, die das Schiff auf zwölf Prozent der Lichtgeschwindigkeit bringt – auf rund 36.000 Kilometer pro Sekunde. Ist dieses Tempo erreicht, fliegt das Sternenschiff weitere 46 Jahre ohne weiteren Antrieb weiter. Innerhalb von 50 Jahren, so der Plan, könnte das Daedalus-Sternenschiff bei Barnards Stern ankommen.

Damit war die Aufgabe erfüllt: Die Forscher hatten demonstriert, dass ein Flug zu nahen Sternen grundsätzlich machbar ist. Zwar wären Kosten und Aufwand für den Bau des Sternenschiffs immens, zumal der Helium-3-Treibstoff vom Mond oder sogar dem Jupiter herangeschafft werden müsste. Dennoch wäre es grundsätzlich möglich. Bis heute gilt Projekt Daedalus deshalb als wichtige Grundlagen-Studie und als Ideengeber für moderne Entwürfe von Sternenschiffen.

Gleichzeitig lieferte Projekt Daedalus auch eine Teilantwort auf das Fermi-Paradox: Dass die Außerirdischen bisher nichts von sich sehen oder hören lassen, liegt wahrscheinlich nicht an der grundsätzlichen Unmöglichkeit eines interstellaren Fluges.
Nadja Podbregar
Stand: 23.02.2018
 
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