Wohnen im Weltraum - O'Neill Zylinder (2018)
Wohnen im Weltraum.
Aber nicht in engen Aluminiumröhren mit Vakuumtoiletten und gefriergetrocknetem Essen.
Nein, wir meinen Wohnen im Grünen, mit Picknick im Park, mit Städten und Wäldern.
Das ist nicht nur möglich – sondern sogar absolut notwendig in unserer Zukunft.
Warum, erfahrt ihr in diesem Video.
Ich bin Ronny, willkommen bei Raumzeit!
Wenn wir uns die Entwicklung der Menschheit anschauen, dann fallen uns zwei Dinge auf:
die Menschheit ist nicht in der Lage, verantwortungsvoll – nachhaltig mit den Ressourcen der Erde
umzugehen.
Zweitens, die Menschheit wächst explosionsartig seit Beginn der industriellen Revolution und
ein Ende ist nicht abzusehen.
Die UNO erwartet, dass wir im Jahre 2050 annähernd 10 Milliarden Menschen sein werden.
Dies bedeutet im Umkehrschluss, dass wir entweder radikale, ethisch höchst bedenkliche Hebel
ziehen müssten oder aber neuen Platz zum Leben schaffen.
Und das hat die Menschheit jenseits der Erde noch nie getan.
Sicher, ein paar künstliche Inseln, Hochhäuser – aber echten neuen Lebensraum hat die Menschheit
noch nie erschlossen.
Raum ist das Stichwort – denn davon gibt es im Weltraum eine ganze Menge.
Unsere These ist, dass in einigen Hundert Jahren mehr Menschen im All leben werden als
hier auf der Erde.
Terraforming ist dabei keine Antwort – zumindest nicht in den Zeiträumen, in denen wir denken
müssen.
Terraforming ist eine unglaubliche technologische Herausforderung und verlangt nach fast schon
geologischen Zeiträumen.
Das ist anders mit Habitaten im Raum – die kann man wesentlich einfacher errichten und
sie erlauben auch fast erdgleiche Bedingungen.
Eine mögliche Megastruktur – und vermutlich die erste, die wir errichten werden – ist
ein so genannter O'Neill-Zylinder.
Das Konzept dieser Habitate geht zurück auf den Physiker Gerard K.
O'Neill.
Dieser wollte ein Konzept vorlegen, welches lebenswerte, möglichst erdähnliche Bedingungen
im All bietet.
Sein bekanntestes Ergebnis ist besagter O'Neill Zylinder, eigentlich ein Paar von rotierenden
Zylindern mit jeweils 8 Kilometer Durchmesser und 32 Kilometer Länge.
O'Neill plante 2 Zylinder, weil eine gegenläufige Rotation die Ausrichtung der Station durch
Ausnutzung gyroskopischer Effekte sehr einfach machen würde.
Beide Zylinder rotieren 28 Mal pro Stunde, was durch die auftretende Zentrifugalkraft
eine Gravitationsbeschleunigung von 9,81 Metern pro Sekunde, also die Gravitation an der Oberfläche
der Erde simulieren würde.
Die Größe orientiert sich sehr konservativ an der maximalen Zugkraft von Stahl und berechnet
natürlich noch die Masse der Landschaft, Gebäude, etc. mit ein.
Im originalen Entwurf wiesen die O'Neill Zylinder 3 Fenster auf der Längsseite und
bewegliche Spiegelpanele auf, um so die Innenseite zu beleuchten und mit Energie zu versorgen.
Allerdings entstand O'Neills Entwurf in einer Zeit vor massenproduzierten Solarpanels
und effizienten LED Leuchten.
In der Realität ist die gesamte Fläche eines solchen Habitats nutzbar- im Fall eines O'Neill
Zylinders sind das ca.
800 Quadratkilometer, etwa ein Drittel der Größe Luxemburgs.
Aus der Science Fiction sind zylindrische Habitate durchaus bekannt.
Wir hatten bereits auf die Raumstation aus Babylon 5 hingewiesen, die im Wesentlichen
ein O'Neill Zylinder ist.
Ähnliches gilt für den Roman Rendezvous mit 31/439 des britischen Autors Arthur C.
Clarke.
Auch die Zitadelle in Mass Effect ist eine größere Variante dieses Konzepts.
Werfen wir mal einen Blick darauf.
Die Citadel ist mit mehr als 44 Kilometern Länge etwas größer als O'Neills Entwurf,
bleibt aber weiter im Rahmen des Möglichen, insbesondere wenn wir andere Materialien wie
z.B.
Kevlar oder gar Graphen unterstellen.
Sie besitzt 3 Außenbezirke, welche eine erdähnliche Gravitation aufweisen.
Auf dem zentralen Ring wird ein holographischer Himmel simuliert, hier ist die Gravitation
niedriger aufgrund des kleineren Radius.
Auf dieser Zitadelle, die ungefähr 7 Milliarden Tonnen wiegt, leben in der Welt von Mass Effect
mehr als dreizehn Millionen Humanoide.
Wie bauen wir so etwas in der Realität?
Obwohl die Technologie und die Materialien für die Konstruktion bereits zu 100% verfügbar
sind, ist ein Bau aktuell noch unmöglich.
Dies liegt daran, dass 8 x 32 Kilometer Zylinder eine gewaltige Masse besitzt – wir haben
das überschlagen und kamen auf etwa 6 Milliarden Tonnen.
Das wären 600 Millionen Raketenstarts, wenn jede Rakete 10 Tonnen Nutzlast transportieren
würde.
Ein Bau kann also nur erfolgen, wenn wir das Material nahezu vollständig extraterrestrisch
beziehen – etwa vom Mond.
Vorbedingungen für einen O'Neill Zylinder sind also weitgehend automatisierter Weltraumbergbau,
eine große Mondkolonie mit hohen Produktionskapazitäten und schließlich noch ein auf dem Mond errichtetes
kostengünstiges Launch-System, etwa ein Massetreiber, den wir in einer späteren Folge genauer vorstellen
werden.
Das Leben in einem O'Neill-Zylinder würde einige Besonderheiten aufweisen.
Die künstliche Gravitation bedingt einen Korioliseffekt, welcher zwar kaum wahrnehmbar
ist, aber eben wahrnehmbar.
Lässt man etwa etwas fallen, würde es scheinbar einige Zentimeter versetzt landen.
Das schnelle Drehen des Kopfes könnte leicht desorientierend wirken.
Eine andere Besonderheit ist natürlich visueller Natur.
Es gäbe keinen Horizont, die Welt würde sich buchstäblich nach oben krümmen.
Orte, die wir zu Fuß in 2 Stunden erreichen könnten, würden sich direkt über uns befinden.
Statt eines Himmels.
Ist die Sonne noch relativ leicht zu simulieren, gestaltet sich das beim Himmel schwierig.
Lösungsansätze gehen daher von einem zweiten, erheblich schmaleren Zylinder aus, welcher
innerhalb des Habitats rotiert und beispielsweise blau ist, um die Illusion eines Himmels zu
erzeugen.
Wolken, Regen, Wind würde es übrigens geben.
Die Zylinder sind groß genug für eigenständige kleine Wettersysteme.
Werfen wir – wie schon in der Episode zu Dysonsphären – nochmal einen Blick auf
Gordon Freeman, den Ingenieur des 22.
Jahrhunderts, der auf der 42 Unlimited arbeitet.
Freemans Familie bewohnt mittlerweile den ersten O'Neill Zylinder der Menschheit.
Als Gordon und seine Familie morgens aufwachen, dann scheint bereits die Sonne.
Sie frühstücken im Garten – die Temperatur liegt immer bei ungefähr 24 Grad Celsius
und es gibt selten Regen – ein ganz leichtes Nieseln.
Der Garten der Freemans ist von hohen Bäumen gesäumt.
Das hilft, den desorientierenden Effekt im Inneren des Zylinders abzumildern.
Der Blick nach oben war für die Freemans zunächst merkwürdig.
Dort befindet sich der 6 Kilometer breite Innenzylinder in Himmelblau.
Statt der Sonne befindet sich eine LED-Installation im Innenzylinder, welche optisch quasi nicht
von der Sonne unterscheidbar ist.
Freeman muss heute einem anderen Habitat einige tausend Kilometer entfernt einen Besuch abstatten.
Zunächst muss er dafür 17 Kilometer bis zum Ende des Habitats zurücklegen – in
einem Elektroauto auf der zentralen Straße.
Ein Fahrstuhl bringt ihn – und einige Kollegen – zur Mitte des Zylinders.
Hier herrscht Schwerelosigkeit, was Transits zwischen Raumstationen und Habitaten extrem
einfach gestaltet.
Die Raumfahrzeuge müssen weder eine Atmosphäre noch die Gravitation überwinden.
Gordons Raumgleiter wird einfach ausgeklinkt und mit kleinen Schubdüsen auf seinen Kurs
gebracht.
Währenddessen erfreut sich Gordons Tochter Keira, die heute schulfrei hat, an einem Ausflug
in den inneren Zylinder.
Dort, bei nahezu Schwerelosigkeit, gibt es nicht nur industrielle Fertigungsanlagen sondern
auch ein großes Entertainment-Center, dass Attraktionen wie Zero-G-Laser-Tag oder den
Völlig-Losgelöst-Club bietet.
Solche O'Neill Zylinder wie der von Gordon Freeman können prinzipiell auch andere Zwecke
haben.
Es wurde zum Beispiel vorgeschlagen, in ihnen Habitate für gefährdete Arten anzulegen.
Das ist für die meisten Spezies auch tatsächlich möglich.
Und wo wir gerade bei Möglichkeiten sind: Gerard O'Neill hatte eine bestimmte Technologie
vor Augen, als er sein Konzept entwarf.
Mittlerweile gibt es nicht nur bessere Möglichkeiten der Energiegewinnung und der Beleuchtung sondern
auch ganz neue Materialien.
Daher hat die NASA bereits im Jahr 2000 das Konzept erweitert und mit dem McKendree-Zylinder
eine Alternative auf Basis von Kohlenstoff-Nanoröhren vorgestellt, welche in etwa so viel Lebensraum
bietet Russland.
Eine wahre Megastruktur.
Diese und andere Megahabitate wie Bishop-Ringe werden wir uns in einer zukünftigen Folge
von Raumzeit anschauen.
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Wir sagen wie immer danke fürs Zuschauen!
In diesem Sinne, 42!
