Ein Science-Fiction-Film mit Jennifer Lawrence und Chris Pratt zeigte ein interstellares Raumschiff, das 5.000 Menschen auf einen fernen Planeten transportiert. Und der größte Teil des Prinzips der Funktionsweise eines Raumschiffs basiert auf wissenschaftlichen Fakten.
Der am 21. Dezember erschienene Film „Passengers“ untersucht die Merkmale und Gefahren des interstellaren Reisens. Aber kann eine solche Konstruktion in der Realität existieren?
Die Aktion findet an Bord des Raumschiffs Avalon statt, das mehr als 5.000 Menschen auf einen weit entfernten bewohnbaren Planeten transportiert.
Die Reise bewegt sich mit der halben Lichtgeschwindigkeit und jeder ist 120 Jahre lang im Schlafmodus. Aber zufällig wacht jemand 90 Jahre früher auf.
Wenn irgendetwas an diesem Schiff aus der Ferne realistisch ist? Diese Frage wurde einigen Experten der Raumfahrt sowie Guy Hendrix Diaz, dem Art Director des Films, gestellt. Er betrachtete die Geschichte des Raumschiffs in den Filmen (einschließlich der Transportfahrzeuge von Star Trek und Star Warrior), um etwas Einzigartiges zu finden.
Schiffsdesign
Avalon hat drei lange und dünne Module, die ein gemeinsames Zentrum abdecken und sich drehen. Diaz sagte, dass er das Design des Samenflugzeugs kopiert habe. Es stellt sich heraus, dass die Rotation auch künstliche Schwerkraft erzeugt, wie bei den Schiffen „Interstellar“ und „2001: Space Odyssey“. Das Schiff wird von acht Kernfusionsreaktoren angetrieben und arbeitet autonom und steuert die meisten Systeme, auch mit schlafender Besatzung.
Das riesige Bauwerk ist etwa 1 km lang. Diaz glaubt, seit Jahrzehnten im All versammelt zu sein. Der Film spielt zu einem ungewissen Zeitpunkt in der Zukunft. Zu diesem Zeitpunkt sollten die Menschen jedoch bereits in der Lage sein, einen Teil des Materials aus den Asteroiden oder dem Mond zu extrahieren, um Transportkosten zu sparen. "Ich habe versucht, es als Kreuzfahrtschiff zu gestalten", sagt Diaz. - „Ich setze mich an die Stelle desjenigen, der ein solches Gerät herstellt. Deshalb sehen Sie so viele Farben und Textänderungen. “
Dieser Ansatz veranlasste Diaz, Funktionsbereiche (wie den Essbereich) aus Edelstahl zu entwickeln, während der stilvolle Passagier-Pub in Orange, Gold und Rot gehalten ist.
Überwinterungsfächer belegen große Räume. Die Besatzung döst in separaten Räumen, die für die Passagiere unzugänglich sind. Die Kompartimente sind in kleinen Gruppen zusammengefasst, sodass bei Problemen mit einer Gruppe andere theoretisch nicht betroffen sind.
Der Winterschlaf wird im Film nicht beschrieben, und wir sehen nur, was danach passiert: Die Passagiere werden durch eine holographische Figur beruhigt, die erklärt, wo sie sich befinden. Sie werden zum Aufzug begleitet und dann in eine einzelne Kabine geschickt, wo sie sich nach viermonatiger Fahrt ausruhen können. In den Pausen kommunizieren sie mit den anderen im Speisesaal, im Pool, in der Bar und im Gemeinschaftsraum.
Schlafmodus
Obwohl sich gezeigt hat, dass Menschen jahrzehntelang schlafen können, gibt es in der Realität keine solche Technologie. Es gibt jedoch Situationen, in denen der Patient mehrere Tage lang mit kühlenden Salzlösungen im Koma liegt, wodurch Verletzungen schneller verheilen können.
SpaceWorks erhielt 2015 ein Stipendium der NASA, um die Möglichkeit einer Ausweitung des induzierten Zustands zu untersuchen. Ingenieur John Bradford, der Chief Operating Officer des Unternehmens, sagte, dass ein solcher Zustand nur unter der Bedingung möglich sei, dass Säugetiere den Winter für mehrere Monate verbringen könnten.
"Wir versuchen nicht, das menschliche Leben zu verlängern", sagte er. Diese Technologie unterscheidet sich also von der Filmversion. Ansonsten zeigt der Film, was das Unternehmen sucht. "Wir versuchen, Menschen in einen kleinen Behälter zu stecken, um die Kosten für Masse und Energie sowie für Verbrauchsmaterialien während eines Raumfluges zu minimieren", sagte er und fügte hinzu, dass während einer sechsmonatigen Reise zum Mars die erforderliche Menge an Lebensmitteln durch den Winterschlaf reduziert werden kann. Ganz zu schweigen von der Tatsache, dass es die Crew von Langeweile befreien wird.
Was ist mit Bewegung? Bradford sagte, dass es eine Möglichkeit gibt, die Muskelmasse des Astronauten mit Hilfe einer neuromuskulären Stimulation mit Elektrizität zu erhalten. Positive Ergebnisse wurden bereits in Experimenten an komatösen Patienten beobachtet.
Bradford ist froh, dass sich der Film auf den Winterschlaf konzentriert und desorientierte Passagiere zeigt, was dem tatsächlichen Zustand nach einem langen Schlaf entspricht.
Interstellarer Motor
Die Kernfusion ist eine mögliche Schubquelle für Schiffe. Das Problem ist jedoch die Größe der Reaktoren, die im Weltraum zusammengebaut oder dort gestartet werden müssen. Daher werden verschiedene Verfahren in Betracht gezogen, um die Vorrichtung mit interstellaren Geschwindigkeiten zusammenzusetzen.
Eine Idee stammt von Philip Lubin, Professor für Physik an der University of California, der Laser anbietet. Für einen interstellaren Scout entwickelte er das Konzept einer direktionalen Energiemaschine, die aus in einem Spiegel reflektierten Laserphotonen einen Schub erzeugt. Am Ende ist die Schaffung eines Apparats geplant, der sich wie bei „Passengers“ mit einem erheblichen Teil der Lichtgeschwindigkeit bewegen kann.
Der Motor auf Antimaterie - eine weitere Möglichkeit zum Tanken. So sagt Andreas Tsiolas, Mitbegründer und Präsident von Icarus Interstellar. Dies ist das „Gegenteil“ zu gewöhnlichen Materieteilchen. Sie haben die gleiche Masse, unterscheiden sich jedoch in der elektrischen Ladung. Wenn Materie und Antimaterie kollidieren, setzen sie Energie frei. "Solche Energie erzeugt eine große Anzahl von Photonen", sagt er. „Alle Materie wird zerstört und in reine Photonenenergie umgewandelt. Sie sind jedoch schwer zu fassen. “
Vielleicht wird das Schiff im Film durch das interstellare Medium angetrieben - eine entladene Menge von Wasserstoffpartikeln. Dieses Konzept wurde 1960 von dem amerikanischen Physiker Robert Bussard vorgeschlagen, der behauptet, es werde das Reisen ermöglichen, ohne Treibstoff transportieren zu müssen.
Es gibt aber ein Problem. Der Science-Fiction-Autor Jeffrey Landis sagte, dass Wissenschaftler zu dieser Zeit herausfanden, dass die Umgebung zu dünn war, um sie zusammenzuführen.
"Die Idee war, einen riesigen Kraftstofftank loszuwerden", sagte er. Das Konzept wurde verworfen, aber ein weiteres Problem blieb bestehen: Wie man mit so viel Kraftstoff an Bord eine unglaubliche Geschwindigkeit erreicht.
Landis stimmte zu, dass ein Schiff dieser Größe im Weltraum gebaut werden sollte, damit er Material aus dem Asteroiden gewinnen kann.
Obwohl sich das Konzept noch in der Entwicklung befindet, gibt es bereits Unternehmen, die mit der Forschung begonnen haben. Deep Space Industries und Planetary Resources haben Pläne für die Erforschung von nahe gelegenen Asteroiden gemacht, um deren Zusammensetzung sowie die Möglichkeiten der Ortung von Raumfahrzeugen zu ermitteln. Die Bergbautechnologie befindet sich noch in einem frühen Stadium, aber beide Unternehmen führen andere Operationen durch (Erdbeobachtung), die von Kunden unterstützt wurden.
Die Schaffung einer wirtschaftlichen Basis wird einige Zeit in Anspruch nehmen. Aber Landis sagte, dass es eine echte Chance gibt, ein Schiff aus außerirdischen Ressourcen zu erschaffen.
„Wenn wir einen riesigen Lebensraum bauen, müssen wir langfristig Materialien im Weltraum gewinnen“, sagt er. - „Und es kann getan werden. Dort fliegen Millionen von Asteroiden, von denen aus Sie ein Schiff zusammenbauen können, anstatt einen weiteren Brunnen auf unserem Planeten zu bohren. “ Schiffsdesign
Landis freut sich auch, dass Avalon während der Rotation Schwerkraft erzeugt.
"Ich bin der künstlichen Schwerkraft in Filmen überdrüssig", sagt er und bezieht sich auf Star Trek.
Die Experten waren sich einig, dass das Schiff den menschlichen Faktor berücksichtigt. Das heißt, sie bauten einen Ort, an dem die Menschen bequem leben und arbeiten können.
Ein Beispiel ist das Design. Selbst auf der Internationalen Raumstation gibt es nur ein steriles graues Interieur mit Symbolen und Bildern von früheren Besatzungsmitgliedern. Astronauten können ihre Räume mit Fotografien schmücken, um das Haus nicht zu vergessen. Daher spielt die Wahl des Dekors in Diaz eine große Rolle für den Komfort.
Nach der ersten Filmvorführung sagte Tsziolas, dass Avalon dem Konzept ähnlich sei, das Icarus Interstellar für ein interstellares Raumschiff vorgeschlagen hatte. Das Hyperion-Projekt ist auch ein Kreuzfahrtschiff für 5.000 Passagiere, basierend auf einem Rotationsdesign für die künstliche Schwerkraft.
Er mag die Tatsache, dass Hollywood der Realität der Raumfahrt näher kommt.
Kann so ein Schiff wirklich existieren? Experten sind sich einig, dass viele Teile des Entwurfs den wissenschaftlichen Anforderungen entsprechen, es bleibt jedoch die Frage, wie ein solch massives Schiff eine interstellare Reise schaffen würde.
