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Deuterium und Helium-3

„Wir haben ein Leck in den Deuteriumtanks.“ – Na, das kommt dem ein oder anderen vielleicht aus Star Trek bekannt vor. In Star Trek wird mit Deuterium und Antideuterium gearbeitet. In meiner Space Opera nutze ich keinen Materie-Antimaterie-Antrieb, sondern etwas, was wir bereits haben: Kernfusion.

Für diese Kernfusion braucht es ebenfalls Deuterium und dazu Helium-3. Und was das genau ist, das erzähle ich euch jetzt.

Deuterium – schwerer Wasserstoff

Vielleicht kennt ihr noch den Aufbau eines Wasserstoffatoms aus dem Chemieunterricht. Ein Proton im Kern, ein Elektron, das sich darum bewegt, und fertig ist das Wasserstoffatom. Beim Deuterium befindet sich neben dem Proton noch ein Neutron im Kern – damit ist es ein Isotop (1) des Wasserstoffs. Es hat die Abkürzung D und wird auch als schwerer Wasserstoff bezeichnet.

Helium-3 – noch ein Isotop

Im Periodensystem der Elemente kommt Helium direkt nach Wasserstoff, und ja, es ist dieses Gas, mit dem man die Stimme verzerren kann. Es hat zwei Protonen und zwei Neutronen im Kern und zwei Elektronen. Anders als beim schweren Wasserstoff, der noch ein Neutron dazubekommen hat, hat das Helium-3-Isotop ein Neutron weniger. Damit ändert sich die Massenzahl (2) von vier auf drei.

Helium-3 wird in größeren Mengen auf dem Mond vermutet. Dazu hatte ich schon einmal einen Artikel geschrieben: Die Schätze des Mondes.

(1) Isotope eines Atoms haben die gleiche Anzahl an Protonen, aber unterschiedliche Mengen an Neutronen.

(2) Anzahl der Protonen und Neutronen eines Atoms

Wie entstand der Mond

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Der Mond hält unsere Erdachse stabil, er sorgt für die Gezeiten und er ist der Ausgangspunkt vieler Mythen. Aber wie entstand der Mond, der uns laut Harald Lesch größenmäßig überhaupt nicht zusteht? Ich liebe dieses Zitat. 😉

Verschiedene Theorien zur Mondentstehung

Im Laufe der Zeit gab es mehrere Theorien, wie unser Mond entstanden sein könnte.

Sie sind einfach gleichzeitig nah aneinander entstanden und haben sich dann quasi miteinander eingependelt.
Unsere Erde hat den Mond eingefangen, wie es wahrscheinlich bei den beiden Monden des Mars geschehen ist.
Wir hatten ursprünglich mehrere Monde, die mit der Zeit kollidierten und zu unserem heutigen Begleiter verschmolzen.
Als unsere Erde noch ein Protoplanet war, drehte sie sich sehr schnell und Tröpfchen aus heißem Material flogen von ihr ins All und bildeten den Mond.

Heute geht man aber davon aus, dass der Mond durch eine Kollision der Erde mit einem anderen Himmelskörper entstanden ist.

Der Streifschuss, der den Mond entstehen ließ

Als die Erde noch ein Protoplanet war, kam es zu einer Kollision mit einem etwa marsgroßen weiteren Protoplaneten, der als Theia bezeichnet wird. Zum Glück für uns war dieser Einschlag nicht wie bei einem Auffahrunfall, sondern nur streifend. Dabei riss ein Teil des damaligen Erdmantels heraus und die Eisenkerne von der Erde und Theia verschmolzen dabei miteinander. Die Trümmer, die in den Erdorbit geschleudert wurden, blieben dank der Gravitationswirkung erhalten und sammelten sich zum Mond.

Was besonders für diese Theorie spricht: Die Zusammensetzung des Mondgesteins, das durch die Mondmissionen mitgebracht wurde, gleicht der Gesteinszusammensetzung der Erde. Dies widerspricht auch der These, dass der Mond eingefangen wurde.

Warum steht der Mond uns nicht zu?

Ich liebe die Aussage von Harald Lesch, dass uns der Mond, so wie er ist, gar nicht zustände, und möchte da gerne auch noch drauf eingehen. Schauen wir uns die anderen Gesteinsplaneten an, dann haben Merkur und Venus gar keinen Mond, Mars nur zwei eingefangene Asteroiden, von denen einer irgendwann auf dem Planeten einschlagen wird und der andere sich Jahr für Jahr weiter von ihm entfernt.

Dann ist da die Erde mit einem riesigen Mond, der eher zu einem Planeten wie Jupiter oder Saturn passen würde, und wir haben so viel Glück, dass wir ihn haben. Ohne ihn wäre das Leben vielleicht nicht entstanden oder ganz anders verlaufen. Wenn man jetzt bedenkt, was es für ein Zufall ist, dass zwei Himmelskörper zusammenstoßen und das im richtigen Winkel, sollten wir doch endlich mal verstehen, dass unsere Erde etwas Besonderes ist. Wir sollten sie besser behandeln.

Foto von Ganapathy Kumar auf Unsplash

Alltag auf der Hawking

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Stellt euch Folgendes vor: Ihr seid monatelang im All. Wenn ihr aus dem Fenster schaut, ist da nur Dunkelheit und viele kleine Lichtpunkte von Sternen, die teils hunderte Lichtjahre von euch entfernt sind. Sonst ist da nichts. Und ihr wisst, dass da auf absehbare Zeit nichts anders sein wird. So fremd diese Vorstellung im ersten Moment auch ist, das hat es in der Geschichte der Menschheit schon gegeben: als die ersten Seefahrer aufbrachen und z. B. den Atlantik überquerten. Oder während der Polarforschung, wenn die Schiffe im Eis eingeschlossen waren. Während des polaren Winters gab es nur Schnee, Kälte und Dunkelheit.

Um da nicht durchzudrehen, muss es einen guten Ausgleich geben. Routinen, die sich durch den Alltag ziehen, aber auch Abwechslung.

Alltag auf der Hawking

Auf der Hawking gibt es ein simples Dreischichtsystem, wobei, während der Nachtzeit an Bord viel auf Automatik gestellt wird. Die Forschungslabore sind in dieser Zeit nicht besetzt, außer es gibt einen wichtigen Grund. Ebenso wie die Krankenstation, die nur auf Bereitschaft ist. Die Schichten werden dabei rotiert, aber auch, soweit möglich, wird auf den Biorhythmus der Crewmitglieder eingegangen. Eulen können sich vermehrt in die Nachtschichten eintragen lassen, Lerchen werden mehr für die Frühschicht ausgewählt.

Verpflichtungen neben der Arbeit

Die Besatzung kann als große WG betrachtet werden, und deswegen muss auch jeder einen Teil dazu beitragen, damit auf dem Schiff – neben der technischen Seite – alles reibungslos läuft. Dazu gehören verschiedene Dienste wie die Unterstützung des Kochs, die Wäscheabteilung oder auch die Arbeit im aeroponischen Garten.

Freizeitgestaltung

Wer Star Trek – Raumschiff Enterprise kennt, wird sich sicher an die Kinoabende erinnern. Oder die Pokerrunden und das Zehn Vorne in Next Generation. Und wenn wir schon mal bei Star Trek sind, wollen wir die Holodecks und das Quarks natürlich auch nicht außen vor lassen. 😉

Ein Holodeck gibt es auf der Hawking nicht, aber VR-Brillen, die den Eindruck eines Holodecks vermitteln. Quasi Full-VR. Ansonsten einen Fitnessbereich, in dem neben dem angeordneten Pflichtprogramm auch jeder freiwillig an die Geräte kann. Außerdem haben sich ein paar Crewmitglieder dafür entschieden, Kurse anzubieten. Außerdem können sämtliche Geräte im Raum verschoben werden, um Basketball oder auch andere Ballsportarten zu spielen.

Die Kantine kann zu einem kleinen Kino umgebaut werden, außerdem gibt es eine digitale Bücherei. Wer mag, kann sich auch mit ein paar Freunden/Kollegen zusammensetzen und in einem Aussichtsraum auf die Sterne schauen.

Und was meint ihr? Würde ihr so Monate im All aushalten?

Foto von Aashish Chandra auf Unsplash

Generationenschiffe – Eine Theorie

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Im Weltraum werden Entfernungen in Lichtjahren gemessen, also der Strecke, die das Licht in einem Jahr zurücklegt. Umgerechnet sind das 9,46 Billionen Kilometer, das werde ich jetzt mal nicht in den typischen Vergleich mit einem Fußballfeld setzen. Der nächste Stern ist vier Lichtjahre von uns entfernt. Dabei handelt es sich um Alpha Centauri, ein Doppelsternsystem. Man bräuchte also mit Lichtgeschwindigkeit vier Jahre.

Die Sterne Gliese 887 und 82 G. Eridani, die in meiner Space-Opera beide eine Rolle spielen, sind 11 bzw. 20 Lichtjahre von der Erde entfernt.

Um solche Distanzen zu überwinden, oder auch, wenn wir die Erde irgendwann verlassen müssen – entweder weil wir sie an den endgültigen ökologischen Kollaps gebracht haben oder weil die Sonne sich eines Tages in einen roten Riesen verwandeln wird –, kommt gerne das Generationenschiff ins Gespräch.

Was ist ein Generationenschiff?

Mit unserer derzeitigen Technologie bräuchten wir bis Alpha Centauri 40 000 Jahre. Dort ist aber kein Planet, auf dem Leben möglich wäre. Also wäre man noch länger unterwegs. Wenn wir jetzt nicht gerade ein Schiff haben, das sich mit Lichtgeschwindigkeit bewegt, würde also die Spanne eines Menschenlebens nicht ausreichen. Und hier kommt die Idee des Generationenschiffes ins Spiel.

Ein Raumschiff, das groß genug ist, um eine ausreichende Anzahl von Menschen zu beherbergen, damit ein stabiler Genpool erhalten werden kann. Warum ich den Genpool anspreche? Die Habsburger Dynastie zeigt sehr eindrücklich, was auf Dauer passiert, wenn immer wieder in die Verwandtschaft eingeheiratet wird.

Voraussetzung an die Menschen auf den Generationenschiffen

Die Grundvoraussetzung ist, dass die Menschen für eine solche Unternehmung körperlich und geistig fit sind. Um tickende Zeitbomben in der Genetik auszuschließen, müsste man zuvor genaue Untersuchungen machen. Aber auch psychische Befunde und ein Charaktertest müssten erhoben werden. Wenn ein Generationenschiff einmal losgeflogen ist, dann gibt es kein Zurück mehr und einfach aussteigen geht auch nicht.

Versorgung mit dem Lebenswichtigsten

Da man nicht endlos Vorräte mitnehmen kann, wäre die Besatzung darauf angewiesen, alles selbst anzupflanzen oder in anderer Form künstlich zu produzieren. Wasser und die Atmosphäre in dem Schiff müssten ständig wiederaufbereitet werden. Und ja, das würde auch bedeuten, Urin würde wieder zu Trinkwasser gemacht werden. Möglich ist es auch heute schon.

Ethische und moralische Bedenken

Sagen wir es knallhart. Du willst keine Kinder bekommen? Ist nicht, du bist verpflichtet, da deine Gene nicht aus dem Pool verschwinden. Freie Partnerwahl? Klar, aber ob du mit dieser Person Kinder bekommen darfst, das bestimmen die Gene, die du in dir trägst. Kleines Beispiel von der Erde: Auf Island gibt es eine App, bei der man bei einem Date erst einmal nachsehen kann, wie nah man denn miteinander verwandt ist. Auf der Insel leben über 300 000 Einwohner.

Sicher geht das noch in der 1. Generation, aber was kommt für alle folgenden?

Und was ist mit den Kindern? Streng genommen müsste man auch bei denen ihr genetisches Profil auswerten. Es gibt schließlich einige Mutationen, bei denen man nur Überträger ist und die Auswirkungen erst in den folgenden Generationen auftreten. Zum Beispiel Hämophilie, auch als Bluterkrankheit bekannt, tritt hauptsächlich bei Männern auf, aber Frauen können Träger sein. Wann würde man diese Auswertung machen? Schon im Uterus und bei Auffälligkeiten? Das lasse ich jetzt mal im Raum stehen.

Was ist mit anderen Dingen, die auf den ersten Blick vielleicht nicht so brutal klingen? Freie Berufswahl? Kritisch. Das Schiff muss gewartet und instand gehalten werden. Es gibt Aufgaben, die erledigt werden müssen, und dazu braucht es eben Fachleute. Sicher kann man ein bisschen variieren. Jemand, der Pflanzen liebt und ein Händchen für sie hat, den würde man wohl kaum in den Maschinenraum stecken.

Massive psychische Belastung auf einem Generationenschiff

Denke wir mal zurück an 2020. Zwei Wochen Quarantäne bei dem Verdacht auf Covid, auch wenn man am Ende nicht betroffen war. Aus der Wohnung gehen war nicht. Weggehen war auch nicht. Es war ja alles geschlossen, und für einige war es auch mit Haus und eigenem Garten schon eine Probe.

In einem Generationenschiff wäre das für immer. Ich sehe noch nicht einmal das Problem, dass man nicht an die frische Luft kann. Das wird sicher für die erste Generation hart sein, die noch Wälder kennt, aber das erledigt sich mit dem Fortschreiten der Zeit.

Was ich eher als Problem sehe: Wir Menschen sind Jäger und Sammler und vor allem waren wir in der Steinzeit Nomaden. Ich denke nicht, dass wir dafür gemacht sind, auf Dauer auf eine bestimmte Fläche beschränkt zu sein.

Ansonsten kennen wir natürlich alle die Geschichten von Meuterei auf Schiffen.

Die Frage führt noch weiter

Das hört sich natürlich alles sehr negativ an, aber ich denke, es kommt auch ein wenig auf die Zeit an, die das Schiff unterwegs ist. Was natürlich auch ein Rolle spielt, ist die Anpassungsfähigkeit der Menschen. Wenn man eine Situation nicht anders kennt, in dem Fall eine freie Partnerwahl z.B., dann nimmt man sie hin.

Man könnte sicher noch sehr viel mehr zu den Bedenken zu einem Generationenschiff schreiben. Abschließend würde ich aber sagen, dass von den Menschen auf einem solchen Schiff eine enorme Disziplin abverlangt werden muss und sie sich bei dem Abflug ganz klar machen: Es gibt kein Zurück.

Foto von Vipul Kumar auf Unsplash

Aeroponik – Salat im Weltall? Na klar!

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Wer auf eine lange Reise geht, der hätte gerne mehr als nur Dosenfutter und Astronautennahrung, aber im Weltall kann man schlecht Felder anlegen. Oder etwa doch? Ja! Das geht mit Aeroponik, und diese Form des Anbaus ist keine Zukunftsmusik.

Was ist Aeroponik?

Vielleicht ist dem ein oder anderen schon einmal der Begriff Hydroponik über den Weg gelaufen. Pflanzenzucht ohne Erde, bei der die Wurzeln in einer Nährstofflösung hängen. Bei der Aeroponik geht es noch einen Schritt weiter. Die Pflanzen hängen in einem Behälter und werden über einen feinen Sprühnebel eben dieser Nährstoffe versorgt.

Entwickelt wurde es 1982 von K. T. Hubick und anschließend von den Wissenschaftlern der NASA weiter verbessert, denn diese Form des Anbaus eignet sich auch für Bedingungen unter Schwerelosigkeit.

Vorteile und Nachteile der Aeroponik

Durch die direkte Nährstoffzufuhr ist der Ertrag aus der Aeroponik erhöht und es kann in die Höhe gebaut werden, was es extrem platzsparend macht. Außerdem wird deutlich weniger Wasser für den Anbau gebraucht, es kommt zu weniger Verdunstung.

Der Nachteil: Das System ist energiehungrig und die genaue Zusammensetzung erfordert Erfahrung sowie Fingerspitzengefühl.

Aeroponik auf der Hawking

Schon in der Zeit der Entdecker und Seefahrer wurde den Menschen bewusst, wie wichtig die entsprechende Versorgung zum Erhalt der Gesundheit (siehe Skorbut) und Moral (siehe letzter Post) der Besatzung war. Und im Weltall kann man nicht mal eben eine Angel oder ein Netz auswerfen, in der Hoffnung, einen Fisch zu fangen.

Auf der Hawking gibt es einen Frachtraum, der ausschließlich für die Aeroponik genutzt wird. Die Behälter mit den Pflanzen sind in mehreren Etagen bis zur Decke des Raumes angebracht.

Die Crew kümmert sich gemeinschaftlich darum, was zum Beispiel das Ernten angeht, und wird dabei von der Biologin Jara Galvao angeleitet.

Was wird angepflanzt?

Salate aller Art, Gurken, Tomaten, Kräuter aller Art, Erdbeeren, verschiedene Kohlsorten (Brokkoli, Blumenkohl, Chinakohl …), Melonen.

Was nicht mit Aeroponik gemacht wird, sind Kartoffeln und Möhren. Zumindest denen stehe ich ein wenig Erde in Pflanzsäcken zu.

Quellen

Alles was du über Aeroponik wissen musst

Aeroponik: Eine Einführung

Foto von Amylia May auf Unsplash

Habt ihr Fragen? Dann ab damit in die Kommentare.

Warum Essen mehr bedeutet als nur Nahrungsaufnahme

2 Antworten

Corby schmunzelte, ohne von seiner Station aufzuschauen. »Und ich bekomme dann heute Abend einen echten Masala-Chai von Madan, wenn wir Faktor 2 erreichen.«
Ström hob beide Augenbrauen. »Sie haben sich auf eine Wette mit unserer Chefingenieurin eingelassen? Mutig.«
Corby zuckte mit den Schultern. »Ich bin eben ein Optimist.«

»Dann bringen Sie unsere Hawking mal zur Party, Mr. Navarro. Beschleunigung auf Faktor 2 in 0,1-Schritten.«
»Aye, Sir. Geben Sie der Küche schon mal Bescheid, dass ich diesmal die Füllung für die Tacos mache. Wer auch immer das beim letzten Mal als mexikanisch bezeichnet hat, war noch nie in Mexiko.«
»Mr. Adams, Sie haben es gehört. Schreiben Sie Navarros Ansage schon mal an erster Stelle bei den Prioritäten.«
»Ist notiert, Captain.«

Schon im ersten Kapitel geht es zweimal um Essen. Ist meine Hawking etwa doch kein Forschungsschiff, sondern ein Restaurantschiff? Und wenn sich Steuermann Navarro schon über die Tacos beschwert, hat Captain Ström Nelix als Koch angeheuert? Nein, natürlich nicht. Und sorry an alle Fans von Neelix 😉 Ich mag ihn auch, aber wir wissen alle um seine eher exotischen Gerichte.
Aber warum ist das Essen denn jetzt so wichtig?

Sicher, in erster Linie geht es dabei um die Aufnahme von Nährstoffen, aber kennt ihr dieses Gefühl, wenn ihr bei euren Großeltern zu Gast seid und Oma (oder natürlich auch Opa) euch das Gericht kocht, das ihr immer als Kind bekommen habt? Wie schmeckt das?
Erinnerungen, nach Hause kommen? Einfach zurückversetzt in eure Kindheit und ihr fühlt euch geborgen?
Und jetzt stellt euch einmal vor, ihr seid Lichtjahre von der Erde entfernt und wisst auch, dass ihr in den nächsten Wochen oder Monaten nicht zurückkommt. Würdet ihr euch da nicht auch nach etwas Heimat sehnen, seien es nur ein paar Tacos? Und würdet ihr nicht auch enttäuscht sein, wenn es absolut nicht einmal in die Richtung von dem käme, was ihr von Zuhause kennt?
Auch bei Madan ist ihr Masala-Chai ein Stück Heimat, das sie sich von der Erde mitgenommen hat, und da sie ihn nicht einfach nachkaufen kann, würde sie sicher nicht mit jedem darum wetten. Bei Mr. Corby hatte das einen bestimmten Grund und dafür zeige ich euch einen kleinen Ausschnitt aus Kapitel 2: „Rückruf“.

»Wettschulden sind Ehrenschulden.« Mit einem breiten Lächeln stellte Madan einen Becher vor Corby auf den Tisch.
Der Wissenschaftler lachte. »Ich danke Ihnen. Sobald wir wieder auf der Erde sind, muss ich mir einen eigenen Vorrat zulegen.«
Madan setzte sich ihm gegenüber. »Kommen Sie mich doch mal in Bombay besuchen.«
Die Hawking lag bewegungslos im All, die Systeme liefen auf Automatik und es arbeitete nur, wer nicht auf die Feier kommen wollte oder deren Posten nicht ohne menschliche Kontrolle sein durfte.
»Besuchen?«, hakte er nach und öffnete den Deckel, um das Getränk etwas abkühlen zu lassen.
»Ja.« Madan lehnte sich etwas vor. »Ich habe Sie beobachtet: Wenn es indische Küche gab, dann haben Sie immer das Essen gewählt. Wenn Sie Geschmack daran gefunden haben, kann ich Ihnen sehr viel mehr davon zeigen.«
Corby pustete den Dampf von der Oberfläche des Masala-Chai. »Ich habe hier viel über andere Kulturen gelernt, mehr als in den ganzen anderen Jahren in der Forschung.«

Essen kann verbinden oder einem auch andere Kulturen näherbringen. Auf einem Schiff, dessen Crew sich aus allen Völkern der Welt zusammensetzt, kommt man zwangsläufig mit anderen Kulturen zusammen, und wenn das erste Bindeglied das Essen ist, warum nicht? Ich habe z. B. auch durch Videos über koreanisches Essen angefangen mich für Südkorea zu interessieren.

Neben dem sozialen Aspekt, den das Essen auf der Hawking hat, zählt auch die Zubereitung zu einem wichtigen Teil des Alltags auf dem Schiff. Es gibt einen aeroponischen Garten, in dem Lebensmittel angebaut werden und der von allen Crewmitgliedern – auch den Führungsoffizieren und dem Captain – gemeinsam betreut und gepflegt wird. Das gleiche gilt für den Küchendienst, bei dem der Koch immer Unterstützung aus der Besatzung hat.
Was auf den Tisch kommt, wird anhand der reifen Zutaten und des Lagerbestands per Abstimmung entschieden. Jeder darf Vorschläge einreichen, anhand derer dann der Plan für eine Woche aufgestellt wird. Bei über achtzig Menschen und vielen Nationen kommt da natürlich eine große Vielfältigkeit auf den Tisch.
Die Arbeit im Garten oder der Küche sorgt für Beschäftigung, denn so interessant das All auch ist, es ist verdammt leer. Allein zwischen unserem Sonnensystem und dem Nächstliegenden Alpha Centauri sind einfach vier Lichtjahre, wo nichts dazwischen ist. Die Besatzung hat nur ihr Schiff, und wie viele haben während des Corona-Lockdowns schon gesagt, dass sie in ihrer Wohnung einen Lagerkoller bekommen haben? Stellt euch das noch mal eine Nummer härter vor, denn aussteigen ist auf einem Raumschiff nicht.

Ihr seht also, Essen und alles, was damit zusammenhängt, ist mehr als nur Nahrungsaufnahme.

Foto von Davide Cantelli auf Unsplash

Band 1 ist vorbestellbar!

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Ich falle direkt mit der Tür ins Haus. Der erste Band von Das Erbe von morgen ist jetzt vorbestellbar. Bis jetzt nur auf Amazon, die anderen Anbieter werden hoffentlich in den nächsten Tagen folgen. Die Links füge ich dann nach und nach hinzu.

Das Erscheinungsdatum ist der 4.7.2025 und sobald der erste Teil erschienen ist, wird auch Band zwei vorbestellbar sein.

Das Cover

Cover von der Space Opera "Das Erbe von morgen", es zeigt einen Planeten mit einem Raumschiff, das darauf zufliegt

Das Bild ist von Fug4s / iStock, bearbeitet habe ich das ganze selbst.

Klappentext

Gier und Egoismus hatten die Menschheit an den Rand ihrer Existenz gebracht. Säbelrasselnd stand man sich gegenüber – an Ländergrenzen, aber auch im Kleinen direkt an der Nachbarstür. Es gab keine Grautöne mehr, nur Schwarz und Weiß.

Bis 2048 der Absturz eines fremden Raumschiffes nahe des Eifelturms. Der Pilot überlebte das Unglück nicht, aber schaffte die Gewissheit, dass man nicht allein im Universum war. Es kam endlich zu einem Umdenken in den Köpfen der Menschen; sie waren ein Volk und unter der Bündelung aller Ressourcen griffen sie bald selbst nach den Sternen.

Wir schreiben das Jahr 2108: Die Hawking ist das erste Erdenschiff mit einem Faktorantrieb, der es ermöglicht, schneller als das Licht zu reisen. Nach vielen anfänglichen Problemen gelingt es, Faktor 2 zu erreichen. Doch die Freude hält nicht lange: Die Crew unter Captain Erik Ström wird unerwartet zur Erde zurückbeordert. Ohne Erklärung. Ist dies das Ende des Faktorprogramms?

Der Auftakt der Space Opera Serie – begleite die Menschheit bei ihren ersten Schritten ins All.

Was erwartet euch bis dahin?

Einiges. Okay, das ist jetzt nicht so informativ 😉 Es werden weitere Astronomie Artikel kommen, die sich auf den ersten Band beziehen, ich stelle euch schon etwas von der Technik der Hawking vor und es wird mindestens eine Kurzgeschichte geben, die ihr hier lesen oder auch herunterladen könnt.

Wer schon einmal in Band 1 reinschnuppern möchte, kann sich hier die Leseprobe anschauen.

Warum hat Pluto seinen Planetenstatus verloren?

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Am 21.08.2006 tagte die IAU und seit dem ist Pluto kein Planet mehr, aber warum? Was wurde damals beschlossen und wie kam es überhaupt dazu, dass man den Planetenstatus von Pluto in Frage stellte?

Willkommen zum zweiten Teil: Astronomie kurz und knackig.

Die Entdeckung von Eris und die Frage nach dem Planetenstatus

Der Anstoß für die Diskussion, ob Pluto wirklich als Planet zu bezeichnen ist, kam schon 1992, als man zwei Objekte hinter dem Neptun – auch transneptunische Objekte genannt – entdeckt hatte. Ein Jahr später kamen noch weitere hinzu und es folgten hunderte andere in der folgenden Zeit.

Auffällig war von Beginn an, dass Pluto über eine stark elliptische Bahn um die Sonne kreiste. Außerdem hatte man seit seiner Entdeckung festgestellt, wie viel kleiner als erwartet er eigentlich war.

2005 entdeckte man Eris, die sogar noch etwas größer war, und die Frage, was denn überhaupt als Planet zu definieren sei, kochte erneut hoch. Denn da war nicht nur Eris, sondern auch Ceres. Ein Asteroid zwischen Mars und Jupiter, der einst als Planet eingestuft war, dann aber diesen Status auch wieder verloren hatte. Der Grund dafür war wie die Diskussion bei Pluto; es wurden zu viele andere Objekte in der Nähe gefunden und die konnte man nicht auch noch alle als Planet bezeichnen.

Warum ist Pluto jetzt kein Planet mehr?

Wissenschaftler lieben Definitionen und bis zu dem Zeitpunkt gab es keine richtige Definition für Planeten. Daher tagte die Internationale Astronomische Union 2006 in Brüssel und legte fest, dass ein Planet:

Die Sonne auf ihrer Umlaufbahn umkreist und dabei auch nur die Sonne, sonst würden auch alle Monde darunterfallen und es gibt Monde, die größer als der Merkur sind.
Sich in einem hydrostatischen Gleichgewicht befinden und damit eine annähernd runde Form haben
Durch ihre Gravitation ihre Bahn freigeräumt haben

Letzteres erfüllt unser kleiner Herzplanet leider nicht. Er ist ein Objekt im Kuipergürtel und ist einfach viel zu klein, um seine Bahn aufzuräumen. Das gleiche gilt auch für Ceres.

Degradierung zum Zwergplaneten

Wie gesagt, lieben Wissenschaftler Definitionen, und so kam es zur neuen Klasse der Zwergplaneten. Dies umfasst alle Himmelskörper, die Punkt 1 und 2 erfüllen. Ceres bekam damit also wieder ein Upgrade von Asteroiden zum Zwergplaneten.

Zum Schluss noch eine direkte Verbindung zu „Das Erbe von morgen“: Als ich den ersten Band aus dem Lektorat zurückbekam, stand darin die Anmerkung: „Ist Pluto wieder ein Planet?“ Es ist nicht so, dass ich den Text vorher nicht etliche Male durchgelesen hätte, aber das ist mir nicht aufgefallen. Ich war wirklich ganz kurz davor, ihn wieder in seinen alten Status zu heben, aber dann hätte ich wieder vor dem Problem gestanden, das man schon in den frühen 90ern gehabt hätte.

Also nein, auch 2108 wird der liebe Pluto weiterhin ein Zwergplanet sein. Aber für immer der Planet der und mit dem Herzen.

Beitragsbild: Foto von NASA auf Unsplash

Voraussetzungen für Leben auf Planeten – Science & Fiction

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Bisher sind knapp 6000 Exoplaneten bekannt und mehr als die gleiche Menge muss noch bestätigt werden. Das ist eine große Anzahl, und wenn man davon ausgeht, dass es noch unzählige Sonnen gibt, die bisher nicht auf Exoplaneten abgesucht wurden, dann müsste das Leben doch quasi im All toben. Aber was ist denn überhaupt die Voraussetzung für Leben auf Planeten?

Das kommt auch ein wenig darauf an, nach was für einer Form von Leben wir suchen. Geht es um Mikroorganismen, die auch unter extremen Bedingungen gedeihen können, oder sprechen wir von deutlich höher entwickelten Lebensformen, wie Pflanzen, Tieren oder auch menschenähnlichen Wesen? In diesem Artikel soll es vor allem um die drei Letzteren gehen.

Was dafür notwendig ist und wie ich das in meiner Space Opera umsetze, das erkläre ich euch heute in Science & Fiction.

Gesteinsplaneten bevorzugt – die Oberfläche

Es gibt zwar Theorien darüber, dass Leben auch in der Atmosphäre von Gasplaneten möglich ist, doch bisher ist es dabeigeblieben. Daher wäre ein Gesteinsplanet eine Voraussetzung. Aber es muss nicht zwingend ein Planet sein; Leben auf Monden ist nicht ausgeschlossen. Das Planungsprogramm Voyage 2050 der ESA hat bereits Missionen zu Enceladus (Saturn) und Europa (Jupiter) vorgesehen.

Wo es sich gut leben lässt – die habitable Zone

Hier ist es auf jeden Fall zu heiß

Um jeden Stern gibt es einen Bereich, in dem die Temperaturen flüssiges Wasser zulassen. Ist der Planet zu nah dran, gibt es apokalyptische Zustände wie auf der Venus oder dem Merkur. Gehen wir in die andere Richtung, wird es zu kalt und das Wasser gefriert.

Mikroorganismen können auch unter extremen Bedingungen existieren und sind daher auch auf solchen Planeten/Monden nicht ausgeschlossen. Eine Zeit lang vermutete man solche Mikroorganismen in der Atmosphäre der Venus, dies hat sich jedoch als Messfehler herausgestellt.

Je nach Größe des Sterns verändert sich natürlich die Lage der habitablen Zone.

Groß muss nicht immer besser sein – verschwenderische Riesen und sparsame Zwerge

Unsere Sonne ist ca. 4,6 Milliarden Jahre alt. Vor 3,5 Milliarden Jahren begann das Leben auf der Erde mit Bakterien in der Tiefsee. Tiere und Pflanzen gab es erst vor ca. 600 Millionen Jahren, die Säugetiere folgten erst viel später.

Wenn euch dies interessiert, findet ihr – hier – einen Artikel dazu.

Es dauert also eine gute Zeit, bis das Leben sich entwickelt hat. Besonders große Sterne, sog. Riesen oder Überriesen, haben ihren Brennstoff schon nach 35 Millionen Jahren aufgebraucht und verabschieden sich in einer Supernova, und ihre dabei freiwerdende Gammastrahlung schadet oder zerstört alles, was sich in unter 100 Lichtjahren Entfernung befindet.

Ihr seht schon, die Sonne sollte nicht zu groß sein. Besser sind da G-Sterne wie unsere Sonne, aber kleinere, kühlere Sonnen, sogenannte Zwerge, kommen infrage. Was uns direkt zum nächsten Thema bringt.

Das Leben mag es ruhig – Sonnenaktivitäten

Im letzten Jahr hatten wir in vielen Regionen von Deutschland die Chance, Polarlichter zu beobachten. Sie entstehen, wenn elektrisch geladene Teilchen der Sonnenwinde auf das Magnetfeld der Erde treffen. Auf der Erde sind sie meist harmlos und malen nur diese beeindruckenden Farben in den Himmel.

Wieso meist? Je nach Intensität könnten sie auch dafür sorgen, dass unser Stromnetz zusammenbricht. Dies ist schon geschehen. Z. B. kam es bei einem Sonnensturm im Jahr 1989 zu einem Transformatorausfall in Kanada.

Bevor ihr jetzt Panik bekommt: Die Sonnenwinde kommen nicht mit Lichtgeschwindigkeit auf uns zu und die Sonne steht unter Beobachtung. Man kann also rechtzeitig gegensteuern.

Besonders die Zwergsterne, die ich im vorherigen Punkt erwähnt habe, sind meist sehr aktiv und die Ausbrüche sind deutlich stärker als von unserer Sonne. Das ist für Leben … nennen wir es kontraproduktiv.

An der Stelle möchte ich euch kurz dieses Video von Harald Lesch empfehlen über das Leben bei M-Zwergen. Besser als er kann das niemand erklären. 😉

Strahlenschutzmaßnahmen – unser Magnetfeld

Unser Erdkern besteht hauptsächlich aus Eisen und Nickel (hat jetzt noch jemand den Spruch „Eisen, Kobalt und Nickel haben den Magnet am Wickel“ im Kopf – Euer ehemaliger Lehrer und eure ehemaligen Lehrerinnen wären stolz auf euch 😉 ). Dieser Kern ist flüssig und sorgt für einen Dynamoeffekt. Ich verlinke euch – hier – einen Beitrag, der das sehr anschaulich erklärt. In diesem Post würde es zu raumgreifend werden.

Unser Magnetfeld schützt uns, wie oben schon erwähnt, vor Sonnenwinden und erhält so auch unsere Atmosphäre. Heute geht man davon aus, dass der Mars einst auch Wasser besaß und Leben dort möglich gewesen wäre. Bis sich sein Kern abkühlte und er sein Magnetfeld verlor. Seine Atmosphäre verflüchtigte sich ins All und zurück blieb ein Wüsten- und Gesteinsplanet (der aber auch nicht weniger interessant ist).

Unser Mond – Stabilisierung der Erdachse und des Klimas

Der Mond sorgt nicht nur für Ebbe und Flut, wenn er mit seiner Schwerkraft an der Erde zieht, er stabilisiert durch eben diese Gravitation auch die Erdachse. Damit sorgt er für die Jahreszeiten und ein stabiles Klima. Die Achse unserer Erde ist um 23,5 Grad geneigt. Ohne den Mond würde sie schwanken – und das um bis zu 80 Grad! Dann läge die Erde quasi wie der Uranus auf der Seite. Und jetzt stellt euch mal vor, was hier mit dem Klima passieren würde, wenn die volle Sonneneinstrahlung auf die Pole runtergehen würde, dann wieder auf den Äquator und natürlich auf alle Regionen, die auf diesem Weg liegen.

Außerdem bremst der Mond die Rotationsgeschwindigkeit der Erde ab. Ohne ihn wären die Tage nur halb so lang und die Windgeschwindigkeiten würden massiv zunehmen.

Nehmen wir das jetzt alles zusammen, hört sich das nicht besonders einladend an.

Kein Stress am Gartenzaun – entspannte galaktische Nachbarschaft

Unser Sonnensystem liegt im Orionarm der Milchstraße. Dies ist ein kleiner Seitenarm des viel größeren Sagittarius-Arms und des Perseus-Arms. Hier ist es ruhig, es gibt wenige Sterne in der direkten Nachbarschaft und die, die wir haben, sind ruhig. Keiner, der in absehbarer Zeit zu einer Supernova wird und damit Gammastrahlung zu uns schleudert, oder der Neutronensterne, die uns regelmäßig mit Gammablitzen beschießen.

Umsetzung in „Das Erbe von morgen“

In meiner Space Opera besucht meine Crew natürlich fremde Planeten und wird mit Lebewesen in Kontakt kommen, die dort leben. Dabei orientiere ich mich an bereits entdeckten Exoplaneten, aber auch an solchen, bei denen die letzte Bestätigung noch fehlt. Natürlich wissen wir nicht, wie es dort aussieht. Der wichtigste Punkt für mich ist erst einmal, dass er in der habitablen Zone liegt. Da wir nicht wissen, ob diese Planeten dann Monde haben, fängt hier die Fiction an. Ich forme mir die Voraussetzungen, wie ich sie für die Geschichte brauche, und orientiere mich dabei an dem, was wir in der Astronomie bereits kennen.

Beispiele:

Auf einem Planeten um einen blauen Riesen – eine sehr große Sonne – würde es kein Leben geben, das dort auf natürlichem Wege entstanden ist. Natürlich? Tja, wer weiß, ob da nicht Terraforming betrieben wurde.
Während der ersten Staffel dreht sich viel um Gliese 887 und sein Planetensystem. Es handelt sich hierbei um einen roten Zwergstern mit sehr geringen Aktivitäten und möglicherweise Planeten, auf denen Leben möglich ist. Was dort los ist und warum die Crew der Hawking sich auf den Weg macht, erfahrt ihr ab Juli 2025 – ja, Schleichwerbung und Miniankündigung in einem. 😉
Ein weiterer Stern, der sehr wichtig für die gesamte Geschichte wird, ist 82 G. Eridani. Auch er hat ein Planetensystem, von dem eine Supererde in der habitablen Zone liegt. Was es damit auf sich hat, klärt sich in der zweiten Staffel (mehr wird noch nicht verraten).

Ein Funfact zum Schluss:

Wusstet ihr, dass der Stern 40 Eridani die Sonne von Vulkan aus Star Trek ist?

Alle Quellen:

https://www.astronews.com/frag/antworten/3/frage3476.html

https://www.nationalgeographic.de/6-dinge-die-das-leben-auf-erden-erst-moglich-machen

https://de.wikipedia.org/wiki/Voyage_2050

https://de.wikipedia.org/wiki/Leben_auf_der_Venus

https://mikie-wissen.hoou.tuhh.de

https://www.planet-wissen.de/natur/forschung/entstehung_des_lebens/index.html

https://www.wissen.de/bildwb/entwicklung-des-lebens-vom-einzeller-zum-menschen

https://www.weltderphysik.de/thema/hinter-den-dingen/alter-von-sternen

https://studyflix.de/elektrotechnik/magnetfeld-der-erde-2132

https://www.klimareporter.de/erdsystem/der-mond-macht-das-klima

https://de.wikipedia.org/wiki/Orionarm

https://www.forschung-und-wissen.de/nachrichten/astronomie/exoplaneten-supererden-in-habitabler-zone-von-gliese-887-entdeckt-13373953

https://de.wikipedia.org/wiki/Supernova

https://de.wikipedia.org/wiki/Sonnenwind#Auswirkungen

Brauchen wir den Mond? | Harald Lesch

Beitragsbilder: NASA Hubble Space Telescope auf Unsplash

Exoplaneten – Astronomie kurz & knackig erklärt

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Das Kepler-Weltraumteleskop hat wieder einen neuen Exoplaneten entdeckt. Es handelt sich wahrscheinlich um einen Hot-Jupiter. Meldungen wie diese gehen immer mal wieder durch die Presse. Aber was ist eigentlich ein Exoplanet und was hat das mit unserem Jupiter zu tun?

Herzlich willkommen zu Astronomie kurz & knackig – einer Artikelreihe, in der ich euch eine kurze Übersicht über astronomische Begriffe und Begriffe aus der Weltraumforschung gebe.

Was sind Exoplaneten?

Exoplaneten sind Planeten, die um einen anderen Stern als die Sonne kreisen. Sie zählen zu der Gruppe Objekte planetarer Masse, in die auch Zwergplaneten (z. B. Pluto), Braune Zwerge und Monde fallen.

Wie kann man Exoplaneten finden?

Es gibt mehrere Methoden, um einen Exoplaneten zu finden. Die beiden häufigsten sind:

Transitmethode: Ein Planet zieht vor seinem Stern vorbei, dabei nimmt die Leuchtkraft des Sterns minimal ab.
Radialgeschwindigkeitsmethode: Nicht nur die Sonne hat einen gravitativen Einfluss auf ihre Planeten, auch ihre Begleiter wirken auf sie ein. Sie ziehen quasi gegenseitig aneinander und so ist der Stern von der Erde aus gesehen mal etwas näher und dann wieder etwas weiter weg. Dies hat zur Folge, dass sich das Lichtspektrum von rot nach blau verschiebt.

Der erste Exoplanet wurde 1990 von Aleksander Wolszczan und Dale Frail nachgewiesen. Sie untersuchten einen Pulsar, eine Sternenleiche, die in sehr schnellen Abständen Strahlung abgibt, und stellten fest, dass es teils zu Verzögerungen kam. So konnten drei Exoplaneten nachgewiesen werden, was zunächst kritisch betrachtet wurde, ist heute anerkannt.

1995 wurde dann der erste Planet mit der Radialgeschwindigkeitsmethode um den Stern 51 Pegasi entdeckt. Wie es auch heute noch üblich ist, bekam er den Namen seines Sterns mit dem Zusatz b. Exoplaneten werden der Reihenfolge ihrer Entdeckung nach b, c, d und so weiter bezeichnet. Wie nah der Planet dabei an der Sonne liegt, spielt keine Rolle.

Heiße Jupiter und Supererden – Die Klassen der Planeten

Grundlegend können wir Planeten in zwei Kategorien einteilen: Gesteins- und Gasplaneten. Diese werden dann weiter aufgeteilt:

Erdähnliche Planeten – unserer Erde von der Masse sehr ähnlich, trifft aber keine Aussage wie die Oberfläche ist (also bewohnbar)
Supererden: schwerer als die Erde und leichter als der Uranus
Gasriesen, wie den Jupiter. Wenn sie nah am Stern sind (z. B. 51 Pegasi b), werden sie als Hot Jupiter bezeichnet.
Gasplaneten: Ähnlich dem Neptun, auch hier gibt es Hot Neptunes, wenn sie nah an ihrem Stern sind.

Da die Klassifizierung ja nicht über die Oberfläche aussagt: Soll der nächste Teil darüber handeln, welche Voraussetzungen geschaffen sein müssen, damit ein Planet bewohnbar ist? Schreibt es in die Kommentare.

Quellen:

Beitragsbild: @hubblespacetelescope / unsplash

Wikipedia, Welt der Physik Aleksander Wolszczan / Wikipedia