Bleib in einer Weltraumstadt

Wenn wir uns eine Zukunft für die Menschheit außerhalb des Planeten Erde vorstellen, denken wir normalerweise an andere Planeten und vor allem an den Mars. Aber es gibt noch eine andere Möglichkeit: die Herstellung von Lebensräumen für die menschliche Spezies, entweder in der Umlaufbahn um die Erde oder um andere Himmelskörper herum. Im Moment ist es immer noch Science-Fiction, aber das Thema wurde oft von sehr ernsthaften Menschen studiert. Die Idee einer menschlichen Kolonie, die im leeren Raum schwebte, kam zuerst zu Konstantin Ziolkowski. Im Jahr 1903 erkannte er, dass ein rotierender Zylinder verwendet werden könnte, um die Schwerkraft der Erde durch Zentrifugalkräfte zu simulieren. Sehr schnell zu Beginn des 20. Jahrhunderts vermehren sich die Konzepte, wenn wir die Bedingungen der Weltraumumgebung entdecken und verstehen. Lösungen werden vorgestellt, damit der Mensch dort leben kann. Zum Beispiel stellt Wernher von Braun ein 76-Meter-Rad in niedriger Umlaufbahn vor. Im Jahr 1952 wird diese Idee des radförmigen Weltraumlebensraums mit Stanley Kubricks Film “2001 A Space Odyssey” populär gemacht. Ab den 1960er Jahren wurde Raumfahrt zur Realität. Die Großmächte starten die ersten Raumstationen, um den verlängerten Aufenthalt von Menschen im Weltraum zu untersuchen. Mit den ersten Ergebnissen werden die räumlichen Habitatmodelle fertiggestellt.

2001 a space odyssey

Die Weltraumstadt, die der amerikanische Physiker O’Neill vorstellte

In den 1970er Jahren begann die NASA, das Thema ernsthaft zu studieren. Die US Space Administration lässt Machbarkeitsstudien von einigen Physikern, darunter Dr. Gerard K. O’Neill, in Auftrag geben. Er wird einen Großteil seiner Karriere in der US-Weltraumbehörde verbringen, um an diesen Themen zu arbeiten. O’Neills erstes Design für die NASA heißt “Island One”, eine hohle Kugel. Die Idee ist, die Bevölkerung auf den Innenseiten der Kugel zu halten. Diese besondere Form hat den Vorteil, den Luftdruck zu optimieren und einen wirksamen Schutz gegen Strahlung zu bieten. O’Neill rechnet damit, dass eine Kugel von nur 500 Metern Durchmesser eine Bevölkerung von zehntausend Menschen beherbergen könnte. Indem man es auf der Ebene seiner äquatorialen Region dreht, hätte man eine Gravitation, die der der Erde äquivalent ist. Spiegel wären dafür verantwortlich, Sonnenlicht in die Sphäre zu bringen. Etwas später stellt sich O’Neill eine weitere Kugel von 1800 Metern Durchmesser vor, “Insel Zwei”, die eine landwirtschaftliche und industrielle Aktivität aufnehmen kann. Die Idee ist, den Einwohnern mit eigenen Produktionsmitteln etwas Unabhängigkeit zu geben. Mit dem Konzept der “Island Three” Space City setzt O’Neill auf eine zylindrische Form von 8 Kilometern Durchmesser und 32 Kilometer Länge. Der Lebensraum wäre theoretisch groß genug, um eigene Wetterphänomene zu haben.

oneill cylinder

Der Bau einer Weltraumstadt trifft auf viele Hindernisse

Der Bau eines großflächigen Weltraumlebensraums stößt auf sehr wichtige Hindernisse, von denen die größten vermutlich die Kosten für den Zugang zum Weltraum sind. Selbst wenn alle SpaceX-Projekte realisiert würden, bräuchte man fast 70.000 BFR-Starts, um die Materialien zu umschlagen, die für den Bau einer 10 Millionen Tonnen fassenden Wohnkapazität für 10.000 Menschen benötigt werden, was 7 BFR pro Kopf entspricht. Mit seinen hundert Kolonisten von BFR scheint die von Elon Musk vorgeschlagene Marskolonie viel realistischer zu sein. Wenn man sich dafür entscheidet, einen Planeten nicht zu kolonisieren, muss man alles mit sich bringen. Die Kolonisation eines Planeten bietet auch die Garantie der Schwerkraft, des atmosphärischen Drucks und einiger lokaler Ressourcen. Bei einem Lebensraum, der im Weltraum schwebt, musst du bei Null anfangen. Obwohl sich viele Raumstationen bereits bewährt haben, konnte bisher keiner von ihnen eine künstliche Schwerkraft durch Zentrifugalkraft nachweisen. Ein Planet bietet wahrscheinlich auch ein Magnetfeld und damit ein gewisses Maß an Schutz gegen kosmische Strahlung. Die Abwesenheit von Atmosphäre bedeutet außerdem, dass es keinen Schutz gegen fallende Mikrometeoriten gibt. Schließlich sollte idealerweise ein räumlicher Lebensraum autonom sein und somit ein funktionsfähiges Ökosystem bereitstellen. Dazu gehört das Erstellen und Beherrschen einer Umgebung, die auf dem Planeten Erde leider nicht implementiert werden kann.

Der Bau einer Weltraumstadt würde jedoch viele Vorteile bringen

Wenn wir eines Tages sehr große Bauweisen im Weltraumvakuum entwickeln können, wird die Habitatbildung sehr attraktiv. Das Fehlen der Schwerkraft ist sicherlich ein Hindernis für das menschliche Leben, aber ein Vorteil für die Raumfahrt. Ohne Schwerkraft wird ein Lebensraum im Weltraum zu einem weitaus treibstoffeffizienteren Ziel als eine planetarische Kolonie. Die Möglichkeit, eine Weltraumstadt im Orbit oder in der Nähe des Planeten Erde zu bauen, vervielfacht diesen Vorteil. Das Leben in der Erde stammt zum Großteil aus der Photosynthese oder dem Verbrauch von photosynthetischen Organismen. Ein Weltraumhabitat, das sich in einer Umlaufbahn um die Sonne befindet, könnte seine Sonnenscheinbedingungen wählen. In extremeren Versionen wie der Dyson-Kugel würde ein Weltraumhabitat das gesamte von einem Stern emittierte Licht sammeln. Ein einzelnes Sonnensystem, sogar ohne bewohnbare Planeten, könnte mehrere Billionen Individuen aufnehmen.

dyson sphere

Schließlich könnte ein permanenter räumlicher Lebensraum eine Unterstützung für die planetarische Kolonisierung darstellen. Wenn die menschliche Spezies eines Tages zu einer interstellaren Zivilisation werden will, hat sie nicht viel Auswahl: Entweder entdeckt sie einen Weg, zu einem nicht unerheblichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit zu reisen, oder sie akzeptiert, dass die Reise mehr als eine Generation dauern wird . Im letzteren Fall wäre die einzige Option, gigantische Lebensräume zu bauen, die eine menschliche Probe aufnehmen können, die groß genug ist, um Blutsverwandtschaft zu vermeiden. Dieser Lebensraum wäre für Hunderte oder Tausende von Jahren verantwortlich.

Die Anfänge einer Weltraumstadt in naher Zukunft

In der Zukunft ein wenig näher, können wir vernünftigerweise davon ausgehen, dass wir nicht von der internationalen Raumstation zu einer riesigen Kolonie in der Erdumlaufbahn gehen werden. Wir fangen jedoch an, die Zwischenschritte zu betrachten. Zum Beispiel, die private Firma Bigelow Aerospace schafft aufblasbare Module. Bigelow hofft, große Mengen aufblasbarer Module in die Umlaufbahn bringen zu können. Der größte dieser Weltraumbiotope heißt BA 2100, weil er 2100 Kubikmeter Druckvolumen bietet. Im Vergleich bietet die internationale Raumstation insgesamt 9131 Kubikmeter Druckvolumen. Um es mit einem BFR zu vergleichen, sollte es in der Lage sein, zwei BA 2100 in den Orbit zu bringen. Mit 75 Tonnen pro Modul und 4200 Kubikmeter Druckvolumen pro Start wird es interessant, es bietet menschlichen Aktivitäten im Orbit etwas Komfort.

bigelow inflatable module

Ob für die Wissenschaft oder für den Weltraumtourismus, die Konstruktion von Megastrukturen im Weltraum könnte erleichtert werden, indem Ressourcen aus schwergewichtigen Himmelskörpern wie dem Mond oder Asteroiden genutzt werden. Dies ist die Lösung, die O’Neill vorstellte. Wir können dann denken, dass die Besiedlung einiger Sterne des Sonnensystems, einschließlich des Mondes und des Planeten Mars, als Sprungbrett für die Besiedlung des Weltraums dienen könnte. Aber solange die Kosten für den Zugang zur Umlaufbahn nicht drastisch sinken, bleibt das die Theorie. Die aggressiven Preise von SpaceX sind sehr wichtig, da sie den gesamten Sektor dazu zwingen, Lösungen zu finden, um die Kosten für den Zugang zum Weltraum zu reduzieren. Wenn es unwahrscheinlich ist, dass wir schnell einen riesigen Zylinder sehen, der zehntausende Menschen beherbergt, können wir zumindest hoffen, dass das erste Rad, das vor mehr als hundert Jahren vorgestellt wurde, die Weltraumkrankheit zukünftiger Astronauten entlasten wird.

Bilder von:
Donald Davis [Öffentlicher Bereich], über Wikimedia Commons
NASA auf Flickr
Rick Guidice, NASA Ames Forschungszentrum; Farbkorrektor unbekannt [Public domain], über Wikimedia Commons
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