Riesige schwimmende Strukturen, die die Energie der Sterne nutzen, können die Heimat der Menschheit sein. Es ist wahr, sie zu bauen wird eine unglaubliche Aufgabe sein. Riesige Ringwelten, die entfernte Sterne umkreisen, sind in der Science-Fiction zu einer Ikone geworden. Ihre reinen Landschaften, umgeben von dünnen Ringstrukturen, regen unsere Fantasie an. Die Ringwelt ist zu einem gemeinsamen Motiv geworden, zu einer zukünftigen Basis für die Menschheit.
"Das ist natürlich alles Unsinn", sagt der pensionierte Professor Freeman Dyson. Es war Dyson, der die Idee dieser Megastrukturen populär machte; Sie wurden schließlich als Dyson-Kugeln bekannt. Dyson wiederum "entlehnte die Idee" dem Science-Fiction-Schriftsteller Olaf Stapledon in seinem Star Maker-Roman von 1937, in dem ein reisender Erdling auf ähnliche Megastrukturen trifft, die die Energie benachbarter Sterne absorbieren. Obwohl Dyson diese Kugeln als Schalen von Orbitalstrukturen ansah, um die maximale Energiemenge des Sterns zu absorbieren, geben Science-Fiction-Autoren die Möglichkeit zu, dass bewohnbare Kugeln den Stern bedecken.
Zehn Jahre nach der Veröffentlichung von Dysons 1960 veröffentlichtem Artikel über solche Strukturen in Science beschloss Larry Niven, den Äquatorring als Dyson-Kugel als Grundlage für seinen Roman Ringworld zu verwenden.
Die Ringwelten sind seitdem in der Halo-Videospielserie, dem Film Elysium 2013 und dem Roman Culture von Ian Banks zu sehen. In Halo handelt es sich um riesige künstliche Welten, in denen Menschen im Inneren des Rings leben können, während das Äußere durch eine starke Hülle geschützt ist. In Elysium von Neil Blomkamp dreht sich die Ringwelt um die Erde und sieht eher aus wie eine Raumstation. Wie baut man solche Ringe in der realen Welt?
Wie bei jedem Feld spielt die Größe eine Rolle. Die Ringwelt ist eine Megastruktur, und ihre Konstruktion wird eine enorme Menge an Material und Energie erfordern.
Asteroiden sammeln
Der Science-Fiction-Autor und ehemalige Astronom Alastair Reynolds glaubt: „Der Kuipergürtel enthält genug Material, um etwas zu bauen. Wir könnten alle kleinen Asteroiden absorbieren, flüchtige Materialien herausfiltern, reines Gestein hinterlassen und daraus unglaubliche Strukturen bauen."
Werbevideo:
Es gibt jedoch Orte, an denen dieses Material im Überfluss vorhanden ist. Kuipergürtel - Es ist eine Region des Sonnensystems, die sich ungefähr 2,97 Milliarden Kilometer über die Umlaufbahn von Neptun hinaus erstreckt. Es ist mit asteroidenartigen Körpern gefüllt, die eine ideale Quelle für Rohstoffe sein könnten.
Die Astronomin Katie Mack ist anderer Meinung als er. Sie sagt: "Der Kuipergürtel ist ziemlich diffus und man muss einige Körper zusammen- und auseinanderbauen, um die richtige Menge an Material zu sammeln."
Wenn - und das ist ein großes Wenn - die Gesellschaft der Zukunft genug Zeit und Kapazität hat, um Material vom Kuipergürtel zu sammeln und in die erforderliche Umlaufbahn zu transportieren, wird es genügend Rohstoffe geben, um die Ringwelt aufzubauen. Es bleibt jedoch die Frage, ob sich eine Investition in diese Zeit und Ressourcen lohnt.
Die Ringwelt muss auch irgendeine Form der Schwerkraft unterstützen; Andernfalls würde alles, einschließlich der für das Leben notwendigen Atmosphäre, in den Weltraum schweben. Die gebräuchlichste Methode zur Erzeugung künstlicher Schwerkraft ist die Erzeugung einer Zentrifugalkraft durch Rotation. Es wird jedoch eine gewaltige Aufgabe sein, ein so massives Objekt mit der erforderlichen Geschwindigkeit drehen zu lassen.
Die Rotationskräfte müssen gleichmäßig verteilt sein, sonst kann sich die Struktur selbst zerreißen. Glücklicherweise gibt es keine Reibung im Raum und die Drehung mit der gewünschten Geschwindigkeit wird nicht langsamer.
Je größer der Durchmesser der Ringwelt ist, desto mehr Kräfte wirken auf die rotierende Struktur. Laut Mack hängt die Stärke dieser auf den Ring wirkenden Scherkräfte davon ab, "wie nahe Sie dem Stern sind und wie viel Schwerkraft Sie benötigen".
Unbekannte Macht
Wenn wir davon ausgehen, dass die Ringwelt den gleichen Durchmesser wie die Erdumlaufbahn hat (ungefähr 300 Millionen Kilometer) und eine Schwerkraft von 1 G erfordert, müsste sie sich mit einer Geschwindigkeit von ungefähr 1,9 Millionen Kilometern pro Stunde drehen. Die darauf einwirkenden Kräfte werden so stark sein, dass laut Mack "wir einen neuen Weg finden müssen, um die Atome zusammenzubinden".
Eine der theoretischen Lösungen für dieses technische Problem kann in irgendeiner Form von Piezoelektrizität verborgen sein. Einfach ausgedrückt kann das Material künstlich verstärkt werden, indem Elektrizität durch es geleitet wird.
Angesichts der Größe des Rings und der Energie, die er benötigt, wird die Wirksamkeit dieses kolossalen Unternehmens jedoch erneut in Frage gestellt. Die Stromversorgung muss gleichmäßig über die gesamte Struktur verteilt werden, während das Risiko eines katastrophalen Stromausfalls auf Null reduziert wird.
Die ultimative Herausforderung wird darin bestehen, die Ringwelt in einer stabilen Umlaufbahn um den Stern zu halten. Reynolds erinnert sich, dass kurz nach der Veröffentlichung von Larry Nivens Ringworld "die Fans berechneten, dass das Gleichgewicht gestört würde, die Struktur driften und schließlich explodieren würde, wenn sich die Ringworld etwas näher an den Stern heranbewegen würde."
Niven hat sich in den späteren Romanen von The Ring World darum gekümmert und Raketen an den Außenkanten der Struktur angebracht, die ihre Position ständig stabilisieren und ihre Zentrierung relativ zum Stern sicherstellen würden.
Wenn wir davon ausgehen, dass die Gesellschaft der Zukunft über umfangreiche technische Fähigkeiten für den Aufbau der Ringwelt verfügt, werden sie das Problem der Stärkung der Struktur und der Aufrechterhaltung ihrer Orbitalstabilität lösen. Was werden sie als nächstes damit tun?
In Culture wurden Orbitalstationen als große Wohnungen verwendet, während sie in der Halo-Serie Doomsday-Geräte waren, mit denen gefährliche Infektionen gezündet und zerstört werden sollten. Dyson sah seine Bereiche als Mittel, um die Energieernte eines Sterns zu maximieren, und nicht als Alternative zum Terraforming, um sie für den Menschen fit zu machen.
Mack sagt: "Wir könnten eine Ringwelt schaffen, um bestehende Welten nicht zu terraformieren." Sie glaubt jedoch, dass diese Lösung möglicherweise nicht die effektivste ist. Der Wissenschaftler glaubt, dass "jede Gesellschaft, die leicht eine Struktur wie eine Ringwelt aufbauen kann, leicht einen felsigen Planeten finden und ihn nach eigenem Ermessen terraformieren kann".
Obwohl sich die Technologie für das Terraforming von der für den Bau eines Orbitalrings erforderlichen unterscheidet, wird der technische Fortschritt insgesamt in etwa gleich sein. Auf der anderen Seite bleiben Ringwelten trotz ihrer theoretischen Pracht wissenschaftlich unzugängliche und ineffektive Beispiele für Sternentechnik.
Ilya Khel
