Wir haben ein paar Artikel auf Universe Today damit verbracht, darüber zu sprechen, wie schwierig es sein wird, zu anderen Sternen zu reisen. Das Senden winziger unbemannter Sonden über die weiten Kluften zwischen den Sternen ist immer noch größtenteils Science-Fiction. Aber um Menschen auf diese Reise zu schicken? Das ist nur ein technologisches Niveau, das man nicht verstehen kann.
Der nächste Stern ist beispielsweise Proxima Centauri, der sich nur 4,25 Lichtjahre entfernt befindet. Nur zum Vergleich: Die Raumsonde Voyager, das am weitesten entfernte menschliche Objekt, das je von Menschen gebaut wurde, würde für diese Reise etwa 50.000 Jahre benötigen.
Ich weiß nicht, wie es Ihnen geht, aber ich rechne nicht damit, 50.000 Jahre zu leben. Nein, wir wollen die Reise schneller machen. Aber das Problem ist natürlich, dass schnelleres Fahren mehr Energie erfordert, neue Antriebsformen, von denen wir nur träumen. Und wenn Sie zu schnell gehen, werden Staubkörner, die durch den Weltraum schweben, unglaublich gefährlich.
Basierend auf unserer aktuellen Technologie ist es wahrscheinlicher, dass wir uns Zeit nehmen müssen, um zu einem anderen Stern zu gelangen.
Und wenn Sie den langsameren Weg gehen möchten, haben Sie mehrere Möglichkeiten. Erschaffe ein Generationenschiff, damit aufeinanderfolgende Generationen von Menschen geboren werden, ihr Leben leben und dann während der Hunderte oder sogar Tausend Jahre langen Reise zu einem anderen Stern sterben.
Künstlerische Darstellung der Oberfläche des Planeten Proxima b, die den Roten Zwergstern Proxima Centauri umkreist. Oben rechts von Proxima selbst ist der Doppelstern Alpha Centauri AB zu sehen. Bildnachweis: ESO
Stellen Sie sich vor, Sie sind einer der Menschen, die dazu bestimmt sind, zu leben und zu sterben, ohne Ihr Ziel zu erreichen. Vor allem, wenn Sie aus dem Fenster schauen und ein Warp-Schiff mit all den glücklichen Touristen auf dem Weg nach Proxima Centauri vorbeisausen sehen, die anfangs genug waren, um auf die Erfindung des Warp-Antriebs zu warten.
Nein, Sie möchten für die Reise zum nächsten Stern schlafen, damit es wie im Fluge ist, wenn Sie dort ankommen. Und selbst wenn der Warp-Antrieb im Schlaf erfunden wurde, mussten Sie ihre selbstgefälligen Touristengesichter nicht sehen, als sie vorbeisausten.
Ist ein menschlicher Winterschlaf möglich? Können wir das lange genug schaffen, um eine lange Raumflugreise zu überstehen und auf der anderen Seite wieder aufzuwachen?
Bevor ich darauf eingehe, müssen wir nur davon ausgehen, dass wir niemals mit unseren Roboter-Oberherren verschmelzen, uns in die Singularität hochladen und mit unseren kybernetischen Körpern mühelos durch den Weltraum reisen.
Aus irgendeinem Grund hat diese ganze Singularität nie geklappt, oder die Roboter streikten und weigerten sich, unsere Weltraumforschung mehr für uns zu erledigen. Und so fiel die Aufgabe der Raumfahrt an uns, die zerbrechlichen, 80 Jahre alten Säugetiere. Die Welten innerhalb des Sonnensystems und zu anderen Sternen erkunden und die Menschheit im Kosmos verbreiten.
Künstlerische Darstellung von Astronauten, die die Oberfläche des Mars erkunden. Bildnachweis: NASA/JSC/Pat Rawlings, SAIC
Komm schon, wir wissen, dass es die Roboter sein werden. Aber das sagt uns die Science-Fiction nicht, also lassen Sie uns darauf eingehen.
Wir sehen Tiere und insbesondere Säugetiere, die die ganze Zeit in der Natur überwintern. Um einen harten Winter zu überstehen, sind Tiere in der Lage, ihre Herzfrequenz auf wenige Schläge pro Minute zu verlangsamen. Sie müssen weder essen noch trinken und überleben monatelang von ihren Fettreserven, bis die Nahrung zurückkommt.
Das können übrigens nicht nur Bären und Nagetiere, sondern auch ein paar Primaten, darunter der Dickschwanz-Zwergmaki aus Madagaskar. Das ist auf dem alten Stammbaum nicht allzu weit entfernt, so dass vielleicht doch noch Hoffnung auf einen menschlichen Winterschlaf besteht.
Tatsächlich spielt die Medizin bereits mit dem menschlichen Winterschlaf, um die Überlebenschancen von Herzinfarkten und Schlaganfällen zu verbessern. Der aktuelle Stand dieser Technologie ist wirklich vielversprechend.
Sie verwenden eine Technik namens therapeutische Hypothermie, die die Temperatur einer Person um einige Grad senkt. Sie können Eisbeutel oder Kühlboxen verwenden, und Ärzte haben sogar versucht, eine gekühlte Kochsalzlösung durch den Kreislauf zu pumpen. Mit der abgesenkten Temperatur sinkt der Stoffwechsel des Menschen und er verfällt bewusstlos in eine Erstarrung.
Aber der Trick besteht darin, sie nicht so bewusstlos zu machen, dass sie sterben. Es ist ein schmaler Grat.
Die Ergebnisse waren ziemlich erstaunlich. Die Menschen wurden bis zu 14 Tage in diesem Erstarrungszustand gehalten und durchliefen mehrere Zyklen.
Der therapeutische Nutzen dieses Torpors wird noch erforscht und Ärzte lernen, ob es für Menschen mit Herzinfarkt, Schlaganfall oder sogar dem Fortschreiten von Krankheiten wie Krebs hilfreich ist. Sie versuchen auch herauszufinden, ob es Nachteile gibt, aber bisher scheint es keine langfristigen Probleme zu geben, jemanden in diesen Erstarrungszustand zu versetzen.
Vor einigen Jahren lieferte SpaceWorks Enterprises der NASA einen Bericht darüber, wie sie diese therapeutische Hypothermie für Langzeitraumflüge im Sonnensystem nutzen könnten.
Derzeit dauert eine Reise zum Mars etwa 6-9 Monate. Und während dieser Zeit verbrauchen die menschlichen Passagiere wertvolle Luft, Wasser und Nahrung. Aber in diesem Zustand der Erstarrung schätzt SpaceWorks, dass die Besatzung ihre Stoffwechselrate um 50 bis 70 % reduzieren wird. Weniger Stoffwechsel, weniger Ressourcenbedarf. Weniger Fracht, die zum Mars geschickt werden muss.
Bildnachweis: SpaceWork Enterprises, Inc
Die Astronauten müssten sich nicht bewegen, sodass Sie sie für die Reise schön gemütlich in kleinen Kapseln halten können. Und sie würden nach 6-9 Monaten nichts als Tag für Tag Weltraumflug miteinander kämpfen.
Wir wissen, dass Schwerelosigkeit negative Auswirkungen auf den Körper hat, wie zum Beispiel den Verlust von Knochenmasse und Muskelschwund. Normalerweise trainieren Astronauten täglich stundenlang, um den negativen Auswirkungen der reduzierten Schwerkraft entgegenzuwirken. SpaceWorks hält es jedoch für effektiver, die Astronauten einfach in ein rotierendes Modul zu stecken und die künstliche Schwerkraft die Arbeit der Aufrechterhaltung ihrer Konditionierung übernehmen zu lassen.
Sie stellen sich ein Modul vor, das 4 Meter hoch und 8 Meter breit ist. Wenn Sie das Habitat mit 20 Umdrehungen pro Minute drehen, geben Sie der Besatzung das Äquivalent der Erdanziehungskraft. Fahren Sie mit nur 11,8 U/min und es wird sich wie die Schwerkraft des Mars anfühlen. Abwärts auf 7,8 und es ist die Mondgravitation.
Normalerweise wäre es äußerst unangenehm, sich in einem so kleinen Lebensraum so schnell zu drehen, da die Besatzung an verschiedenen Körperteilen unterschiedliche Kräfte erfahren würde. Aber denken Sie daran, sie werden in einem Zustand der Erstarrung sein, also wird es ihnen wirklich egal sein.
Bildnachweis: SpaceWork Enterprises, Inc
Derzeitige Pläne für die Entsendung von Kolonisten zum Mars würden 40-Tonnen-Lebensräume erfordern, um 6 Menschen auf der Reise zu unterstützen. Aber laut SpaceWorks könnten Sie das Gewicht auf 15 Tonnen reduzieren, wenn Sie sie während der Fahrt einfach schlafen lassen. Und die Einsparungen werden mit mehr Astronauten noch besser.
Die Crew würde wahrscheinlich während der gesamten Reise nicht schlafen. Stattdessen schliefen sie einige Wochen in Schichten. Wechseln Sie beim Aufwachen ab und überprüfen Sie den Status des Raumfahrzeugs und der Besatzung, bevor Sie zu ihren Kryoschlaf-Särgen zurückkehren.
Wie ist das jetzt? Die NASA finanzierte Phase 1 des SpaceWorks-Vorschlags, und im Juli 2016 setzte die NASA Phase 2 des Projekts fort, in der diese Technik für Marsmissionen weiter untersucht werden und wie sie noch weiter draußen im Sonnensystem eingesetzt werden könnte.
Elon Musk sollte daran interessiert sein, ihre Entwürfe für ein 100-Personen-Modul zum Senden von Kolonisten zum Mars zu sehen.
Bildnachweis: SpaceWork Enterprises, Inc
Darüber hinaus untersucht die Europäische Weltraumorganisation (ESA) auch den menschlichen Winterschlaf und einen möglichen Weg, um langfristige Raumfahrt zu ermöglichen. Sie planen, die Technologie an verschiedenen Säugetieren, die keinen Winterschlaf halten, wie beispielsweise Schweinen, zu testen. Wenn ihre Ergebnisse positiv sind, könnten die Europäer diese Technologie vorantreiben.
Können wir noch weiter gehen und Menschen für Jahrzehnte und vielleicht sogar Jahrhunderte einschläfern, die es dauern würde, zwischen den Sternen zu reisen?
Im Moment lautet die Antwort nein. Wir haben keine Technologie zur Verfügung, die dies könnte. Wir wissen, dass mikrobielles Leben Hunderte von Jahren eingefroren werden kann. Im Moment gibt es Teile Sibiriens, die nach Jahrhunderten des Permafrosts auftauen und uralte Mikroben, Viren, Pflanzen und sogar Tiere erwachen. Aber nichts in der Größenordnung von Menschen.
Wenn der Mensch gefriert, bilden sich in unseren Zellen Eiskristalle, die sie dauerhaft zerreißen. Es gibt eine Forschungsrichtung, die Hoffnung macht: die Kryotechnik. Dieser Prozess ersetzt die Flüssigkeiten des menschlichen Körpers durch ein Frostschutzmittel, das nicht die gleichen zerstörerischen Kristalle bildet.
Wissenschaftler haben erfolgreich 50 Milliliter (fast eine viertel Tasse) Gewebe ohne Schaden eingefroren und dann wieder aufgetaut.
In den nächsten Jahren werden wir wahrscheinlich sehen, dass diese Technologie auf die Konservierung von Organen für Transplantationen und schließlich von ganzen Körpern und vielleicht sogar von Menschen ausgeweitet wird. Dann könnte diese Science-Fiction-Idee tatsächlich Wirklichkeit werden. Endlich können wir zwischen den Sternen schlafen.
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