Warpreisen im Trek-Universum – Nötig aber nicht realisierbar?

Über keinen Aspekt der Serien ist mehr geschrieben und mehr Technokauderwelch ins Leben gerufen worden, als über die Warptechnologie in Star Trek. Man muss nur an jede Szene in einer Episode denken, die im Maschinenraum spielt. Dazu kommt, dass die Star Trek Encyclopedia über mehr als zwei dutzend Einträge und mehrere dutzender Querverweise verfügt, was auch für die CD-Rom Omnipedia gilt. Das Star Trek Technical Manual verwendet mindestens zwanzig Seiten und Illustrationen darauf, und sogar im DS9 Technical Manual finden sich Erläuterungen und Illustrationen zum Antriebssystem der Defiant und der Runabouts. Dabei muss man natürlich immer bedenken, dass die Warp-Technologie das Star Trek Universum überhaupt erst ermöglicht.

Es ist relativ schnell klar, dass das Universum eine sehr große Sache ist, die für den normalen Menschen in seiner gesamten Komplexität schwer vorstellbar ist. Mit Lichtgeschwindigkeit (rund 300.000 Kilometer pro Sekunde) ist das nächste Sternensystem Alpha Centauri soweit entfernt, dass die Reise dorthin vier Jahre dauern würde. Wenn das zu nah ist, wie wäre es denn mit Aldebaran? Die Entfernung beträgt 68 Lichtjahre. Und wenn es mal richtig weit weg gehen soll, dann vielleicht Deneb? 1600 Lichtjahre. Für die Reise hin und zurück muss man 36 Jahrhunderte veranschlagen – in etwa der Zeitraum, der zwischen dem Bau der Pyramiden und unserer Neuzeit liegt.

Laut Einsteins Relativitätstheorie ist das durchaus möglich. Wenn man sich nahe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, vergeht die Zeit langsamer – bloß nicht für die Leute, die zu Hause geblieben sind. Für die Crew vergehen nach Alpha Centauri scheinbar nur vier Jahre, obwohl tatsächlich Jahrhunderte verstreichen. Allerdings ist das mit der Crew so eine Sache für sich. Einstein hat gezeigt, dass es für jegliche Masse unmöglich ist, sich mit Lichtgeschwindigkeit oder sogar noch schneller zu bewegen. Mit 99,999 Prozent der Lichtgeschwindigkeit zu reisen ist also in Ordnung?

Reisen mit Überlichtgeschwindigkeit und seine Konsequenzen sind wiederkehrende Themen in der spekulativen Sci-Fi gewesen. Nach Einsteins Relativitätstheorie mussten sich die Autoren in zunehmenden Maß entscheiden ob sie sich mit der neuen kosmischen „Geschwindigkeitsbegrenzung“ befassen oder sie einfach ignorieren wollten. In der Regel entschieden sie sich für letzteres, bis John Campbell 1931 das Problem geschickt umgangen hatte, indem er in seinen Geschichten von Versionen der Raumverzerrungs- und der Hyperraumtechnologien (später Subraum) sprach. Die Sterne waren wieder zum greifen nah, und die Sci-Fi Literaten sprangen Scharenweise auf den Zug auf. So auch Gene Roddenberry in seinen ersten Entwürfen von „Andromeda“ und „Earth: Final Conflict“.

Aber in Star Trek war der Warpantrieb eine zwingende Notwendigkeit. Er war das zentrale Handlungselement, das es erlaubte eine große Bandbreite verschiedener außerirdischer Zivilisationen, Herausforderungen an die Menschheit und gesellschaftliche Kommentare zu präsentieren. In gewisser Weise war diese Technologie auch eine Metapher für Roddenberrys Zukunftsvision: eine menschliche Zivilisation, die endlich gelernt hatte, ihre Leidenschaften und ihre Technologien zum nutzen aller zu kontrollieren.

Welche Macht könnte eine Kraft erzeugen, um Warpgeschwindigkeit zu erreichen? Der Gedanke, irgendwie die Lichtgeschwindigkeit zu übertreffen, war so immens, dass er eine gleichermaßen immense Energiequelle benötigt, die leistungsfähiger war, als alles, was bereits existierte. Herkömmlicher Raketentreibstoff stand nicht zur Debatte, das gleiche galt für Kernspaltung und gilt noch heute für den theoretischen Nachfolger, die Kernfusion. Damit gab es nur noch eine Möglichkeit mit einer halbwegs wissenschaftlicher Grundlage: Die gewaltige Energie, die bei einer Materie-Antiematerie-Reaktion freigesetzt wird – 100 Mal stärker als eine Fusionsreaktion und ohne jegliche Abfallprodukte.

Der britische Theoretiker und Physiker Paul Dirac erklärte 1928 als erster, dass Antimaterie existieren könnte. Er stellte die Theorie auf, dass ein Partikel existiert, das mit einem Elektron identisch ist – bis auf seine elektrische Ladung. Bestätigt wurde seine Theorie 1932, als der amerikanische Physiker Carl Anderson ein Anti-Elektron bzw. Positron entdeckte.

Bei einem normalen Atom sind Elektronen negativ geladen, Protonen positiv, und die Neutronen sind neutral. Bei der Antimaterie tauschen Elektron und Proton ihre Ladung. Das Elektron ist positiv, das Proton (jetzt ein Antiproton) ist negativ. Sonderbarerweise bleiben Neutronen nicht ausnahmslos neutral, sondern zeigen eine Reaktion, auf die hier nicht näher eingegangen werden kann, da dieser Artikel ansonsten den Rahmen dieser Zeitschrift sprengen würde. In jeder anderen Hinsicht – Masse, Drehung, Verhalten in der Schwerkraft, teilweiser Zerfall -  scheinen Antimaterie-Atome aber denselben physikalischen Gesetzen zu gehorchen wie ihre normalen Gegenstücke.

Materie für einen Materie-Antimaterie-Antrieb zu finden, ist eine Leichtigkeit. Nahezu jede Materie ist geeignet. Bei Star Trek erfüllt Deuterium einen doppelten Zweck, da es als Triebkraft für die Fusion und für das Antimaterie-Antriebssystem dient. Aber selbst wenn man eine Materie gefunden hat, stellen sich uns vier große Herausforderungen auf dem Weg zu einer praktikablen Materie-Antimaterie-Energiequelle.

Unsere erste Herausforderung besteht darin, dass es nicht sehr viel Antimaterie gibt – aus einen einfachen Grund: Sie zerstört sich und eine entsprechende Menge normaler Materie, sobald es zum Kontakt kommt. Sie zu finden und zu sammeln, ist demzufolge keine Lösung. Natürlich können wir sie unter Laborbedingungen herstellen, aber wir erhalten nur winzige Mengen, die zudem nicht lange überleben.

Zweitens verfügen wir nicht über Aufbewahrungsmöglichkeiten, die es uns erlauben, einen Antimaterie-Vorrat sicher zu lagern, und auch nicht über die Technologien, um sie zu nutzen. In allen fundamentalen Sicherheitsaspekten ist die Arbeit mit Antimaterie damit vergleichbar, das Plasma für einen Fusionsreaktor aufzubewahren. Man benötigt hundertprozentig effektive Magnetfelder oder Flaschen, damit sie nicht mit normaler Materie in Berührung kommt. Anders als bei einer Fusionsreaktion muss die Antimaterie ständig umschlossen werden, nicht nur für die Reaktion selbst. Wegen der Heftigkeit einer Reaktion würden wir  das wohl in der sicheren Umgebung draußen im All machen, nicht aber auf der Erde.

Drittens sind zur Zeit die Kosten für die Produktion von Antimaterie unglaublich hoch. Ein Milligramm bewegt sich bei rund 100 Milliarden Dollar, und diese Menge haben wir bislang noch nicht einmal erschaffen.

Schließlich – und das dürfte der wichtigste Punkt sein – ist wesentlich mehr Energie erforderlich, um Antimaterie zu produzieren, als wir aus einer kontrollierten Reaktion zurückgewinnen könnten.

Vielleicht ändert sich dies, wenn für den Einsatz im großen Stil höhere Mengen produziert werden, doch in absehbarer Zukunft, erscheinen Spaltung und Fusion erheblich effizienter.

Bevor aber jetzt der Eindruck entsteht, dass wir Menschen des 21 Jahrhunderts intellektuell hoffnungslos überfordert sind, sollten wir daran denken, dass es auch im Star Trek Universum Probleme mit dem Materie-Antimaterie Antrieb gibt. Allerdings haben diese Probleme weniger mit dem Verstehen zu tun, als vielmehr mit der Beherrschung dieser Energie. Antimaterie ist eine gefährliche Sache. Bei einem Warpkernbruch eines Raumschiffes bleibt nicht mehr viel übrig. Diese destruktive Kraft hat man sich nicht umsonst für die Waffentechnik patentiert. Der Photonentorpedo ist im Prinzip nichts anderes als ein kleiner Materie-Antimaterie-Reaktor. Bis zu seinem Ziel nutzt er eine kontrollierte Reaktion als Antriebsmöglichkeit, schlägt er jedoch auf, werden die beiden Felder, die verhindern, das sich die Materie mit der Antimaterie verbinden kann entfernt, so dass es zu einer unkontrollierten Reaktion kommt. Beide Stoffe heben sich gegenseitig auf und produzieren Energie.

Aber die Anwendung eines Materie-Antimaterie Antriebs bewegt sich nicht mehr nur auf dem spekulativen Wege. Erst 1998 befassten sich die Wissenschaftler des Marshall Space Flight Center der NASA ernsthaft damit, einen derartigen Antrieb für unbemannte interstellare Sonden zu entwickeln, von denen die erste 2035 auf die Reise geschickt werden soll. Nach Star Trek-Maßstäben wären sie zwar immer noch langsam, aber sie würden immerhin 0,3 Prozent der Lichtgeschwindigkeit erreichen – und das wären gute 3,5 Millionen Stundenkilometer schneller als jede andere Sonde, die bislang gestartet wurde.

Aber auch bei der Geschwindigkeit würde es immer noch 1340 Jahre dauern um den eingangs genannten Alpha Centauri zu erreichen – wenn wir überhaupt dorthin wollen. Vielleicht ja… und dann können wir immer noch hoffen, dass uns unterwegs die Enterprise einholt.

Bis dahin sollten wir einfach mit unserer eigenen Geschwindigkeit voranschreiten und UNSER Universum erkunden!