Dr. Volker Kratzenberg-Annies 20.07.2022

Tag der Weltraumforschung

Anlässlich des Weltraumforschungstages beantwortet der Jugendbuch-Autor Dr. Volker Kratzenberg-Annies am Mittwoch, dem 20 Juli, von 15:00 - 17:00 Uhr Deine Fragen zur Raumfahrt und den unendlichen Weiten des Universums. Dr. Kratzenberg-Annies ist der Autor mehrerer Bücher, die sich dem Thema Weltraum widmen, und arbeitete beim Deutschen Zentrum für Luft- und Raumfahrt viele Jahre eng mit Astronauten zusammen. Das Themenspecial selbst ist diesmal eine Kooperation mit dem Tessloff-Verlag, bei dem Dr. Kratzenberg-Annies seine Bücher veröffentlicht.
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146 Fragen
Muss man einen Dr. in Physik haben um begreifen zu können wie das Universum aufgebaut und wie es entstanden ist?

Das Flachheits-Problem

Eine scheinbar unmögliche Raumkrümmung

Das zweite große Problem der Urknalltheorie ist das Flachheits-Problem. Aus Einsteins Allgemeiner Relativitätstheorie geht hervor, dass der Raum durch die Gravitation gekrümmt wird: Ein Stern erzeugt beispielsweise eine Art Delle im Raumzeit-Gefüge. Aber auch das Universum als Ganzes hat eine Geometrie.

Diese Raumkrümmung ergibt sich aus der Materie- und Energiedichte des Alls im Verhältnis zur Expansion. Denn je mehr Materie es gibt, desto stärker wirkt ihre Schwerkraft der ausdehnenden Kraft entgegen. Ist die Dichte des Universums zu gering, dann geht die Expansion ewig weiter – die Raumkrümmung ist negativ. Enthält das Universum dagegen genügend Masse, um die Expansion zu stoppen und irgendwann sogar zu einem Kollaps des Universums zu führen, spricht man von einer positiven Krümmung.

Fast flach

Doch Messungen der Weltraumobservatorien WMAP und Planck zeigen, dass das Universum auf dem schmalen Grat zwischen diesen beiden Extremen liegt: Es ist flach. Das bedeutet, dass die Dichte nahe am kritischen Wert 1 liegt. Sie reicht demnach fast genau aus, um die Balance zwischen ewiger Expansion und einem Kollaps zu halten.

Das klingt erstmal prima, aber der entscheidende Knackpunkt verbirgt sich im Wörtchen „fast“. Denn nach der Allgemeinen Relativitätstheorie kann ein Wert so nahe an der kritischen Dichte eigentlich nicht sein. Hätte das Universum genau die kritische Dichte, dann wäre alles wunderbar: Es bliebe vom Urknall bis heute und in die ferne Zukunft alles stabil. Aber wenn beim Urknall die Dichte nur ein kleines bisschen abwich, dann hätte sich diese Abweichung seither drastisch verstärken müssen.

22. Mai 2015

https://www.scinexx.de/dossierartikel/das-flachheits-problem/

Muss man einen Dr. in Physik haben um begreifen zu können wie das Universum aufgebaut und wie es entstanden ist?
Sci-Fi Filme/Serien - welche sind realitätsnahe?

Also ich höre halt immer Space Odysee oder auch Stellaris. Ja nun, aber gerade bei jetztem ist ja nun auch sehr viel Sci-Fi dabei. Aber wie sieht es mit Serien aus?

Ich denke da vor allem an "The Expanse". Und ja, da gab es diesen fiktiven Antrieb, aber würde in unserer Welt jemand einen solchen Antrieb entdecken, ich finde, soo abwegig wäre es dann nicht. Ja gut okay, warum auch Gürtler dann diese hohen G-Kräfte aushalten, aber dann unter einer Schwerkraftfolter leiden, naja dass ist dann halt künstleriche Freiheit, aber an sich denke ich, es ist einer der Sci-Fi Serien die zumindest versucht sich an der vorhandenen Physik zu orientieren. Js gut das Protomolekühl, aber bis dahin finde ich es halt garnicht mal soo unrealistisch.

Eine Serie die abstrakter ist, mir aber positiv aufgefallen ist, ist Babylon 5. Ja auch da gibt es sehr viel fiktives, aber es gibt keine Jäger die sich windig im Weltraum bewegen, sie müssen mit ihrem Haubttriebwerk bremsen. Die Schwerkraft wird durch Gravitation erzeugt. Ja gut es gibt Aliens die es anders können, da wird man etwas zu gesagt, es gibt aber auch keine Erklärungen. Selbst als dann bei einem Kampf es bei explosionen unterschiedliche Farben gab, wurde es erklärt durch die Atmosphäre welche die Aliens atmen, da diese auch die Farbe der Explosion beinflussen.

Ja es ist am Ende halt Sci-Fi mit ÜL Antrieben, aber zumindest geben sie sich mühe irgendwie realistisch zu wirken.

Wie denken Sie darüber, gibt es Serien und Filme die sie als "Empfehlenswert finden? Und ja, Stellaris war ja nett... aber ich empfand es eher als totalen-Sci-fi der auf Wissenschaftlich tut, aber ja, es war am Ende ein guter Film, aber ich fand ihn überschätzt.

Aber wie sehen Sie das alles?

Sci-Fi Frage - Wir bewegen die Erde! Ginge das?

Also ja... nun war ich ja schon bei einer Mondbasis und Sonden die mit Sonnensegeln Asteroiten steuern... also gehen wir einen Schritt weiter!

Die Sonne wird immer stärker... und wir müssen weg! Was machen wir? Wir nehmen einfach die Erde und schieben sie woanders hin! Ja aber warum eigentlich nicht? Masse zieht sich gegenseitig an, die Erde hatt 2 Lagrange Punkte die ich nun ins Auge Fassen will, einmal L4 und L5.

Nun machen wir folgendes: Wir parken die Asteroiden bei L4, eine sehr geringe Menge bei L5, falls man Korrigieren will. Die sind ja nun mit Solarsegeln ausgestattet und mit Solarzellen, einzelne werden Eingefangen und verarbeitet, damit man nochmehr davon bauen kann, u.s.w. die Anzahl würde also exponential zunehmen, auch wenn man davon nur einen Teil für die Reproduktion abzweigt, es muss halt nur mehr sein als welche kaputt gehen.

Wie dem auch sei: Aufjedenfall hätten wir dann Masse bei L4 und von dort aus könnte man sie so nahe an die Erde herannfliegen, dass sie mit ihren Solarsegeln noch einen exakten Abstand zur Erde wahren könnten. Sollte dann diese Energie welche die Asteroiden auf Abstand hält nicht dazu beitragen am Ende die Erde in Richtung ihrer Umlaufbahn zu erhöhen? Macht man das früh genug, wird es durch diesen exponentiellen Effekt immer mehr Massekörper geben und die Erde wird stätig ein wenig beschleunigt, entfernt sich also von der Sonne.

Den Mond müsste man aber ebenfalls stabilisieren, auch das wäre durch so eine Technik doch möglich, oder nicht?

Es mag derzeit abstrakt wirken, aber eine Haubtstufe die nacher selber wieder landet galt auch mal als nicht möglich, wer weiss was in 50 Jahren möglich ist.

AR und VR als Support für die Raumfahrt?

Beides hat ihre Berechtigung und ich nehme mal stark an, gerade für lange Reisen wäre es ein Segen (man schaue sich dazu meine anderen Fragen dazu an).

Man versetze sich in folgende Situation: Die Crew besteht aus 10 Leuten, sie befinden sich im Interplanetaren Raum, man sieht wenn man aus dem Fenster schaut: naja immer das gleiche, die ganze Zeit. Man bewegt sich in Relation der beiden Planeten waansinnig schnell, sieht und merkt davon aber nix.

Jetzt zieht man sich die AT Brille an, man sieht eine Flugroute, einen Starpunkt auf dem "Erde" steht und ein Zielpunkt auf dem "Mars" steht. Diese Zahlen ändern sich, man sieht die Reisegeschwindigkeit und man kann sich noch andere Informationen hohlen. Man soll etwas Warten, auf der Brille werden Hinnweise angegeben, die ein Kollege da gelassen hatte.

Dann hatt man seine Arbeit gemacht, man zieht sich in seinen Bereich zurück und zieht sein VR Set an. Man läuft an einem Strand entlang, besiegt vielleicht in einem Dungeon einige Monster oder spielt ne runde KSP, weil man den Weltraum so sehr vermisst.

Apropo Weltraumgames: Mit AR könnte man so etwas wie eine art Rätselmission auf dem Schiff nachspielen u.s.w.

Also ich denke mal, man sieht, wo ich die Vorteile sehe, wenn es dann noch klappen würde, eine art Station zu bauen auf der man sich ohne sich wirklich im Raum zu bewegen denkt, man könnte das tun, wäre das nochmal besser. Man könnte dann wärend dem Flug schon gewisse Dinge mit den Kollegen in einer VR Umgebung planen, wie denn die Basis später aussieht, hätte also immer ein Ziel vor Augen.

Am Zielort wären beide Techniken ebenfalls absolut genial. Man steuert einen Rover? Ja dank seinen 2 Kameras sieht man mit dem VR Set alles in 3D. Man will etwas Reparieren? Das AR Set blendet einem Tipps ein und Hinnweise. Einem ist langweilig? Man spielt mit dem AR Set ne runde "Defense the Base"

Zwischenmenschliches und Langzeitmissionen?

Also auf der ISS Mag es noch verkraftbar sein, man weiss, soo lange bleibt man nicht hier und man sieht immer die Erde, recht groß und rein theoretisch könnte man eine Rettungskapsel nehmen. Soweit so gut.

Aber, ich will jetzt garnicht auf eine Marsmission heraus, das kommt dann noch in einer anderen Frage, aber bevor man mit Marsbasen anfängt, wäre eine Mondbasis ja erstmal Sinnvoll, auch als Operationsbasis für weitere größere Missionen (da kommt auch nochmal ne Frage zu).

Nun dann haben wir die Mondbasis, da sind dann z.B 10 Astronauten. Die werden da mehrere Jahre lang bleiben müssen, in sehr kleinen Modulen, jederzeit die unbekannten Gefahren im Nacken und die ganze zeit immer und immer wieder die gleichen Gesichter... Und so wie es eben bei Menschen ist, dann verlieben sich 2, das wird nix und ja... auch wenn man so etwas verbietet, kann man es wirklich immer verhindern?

Und wenn man langjährige, stabile Ehen nimmt? Also 5 Ehepaare? Ja mag vielleicht klappen, aber dann geht mal einer Fremd... Egal wie diszipliniert die Leute sind, egal wie moralisch falsch sie Fremdgehen finden würden, dort auf dem Mond zu leben wäre eine Extremsituation die alle Beteiligten an ihre Grenzen bringt und wir Menschen sind nunmal nicht perfekt und sehr Fehleranfällig.

Ja generell... das Konfliktpotential ist ernorm, aber gibt es da wirklich brauchbare Konzepte dafür?

Es gab ein Experiment, in Russland soweit ich weiss. Dort wurden glaub ich 3 Leute für nen Jahr oder so in eine sehr kleine Einrichtung "Gesperrt". Es war alles Luftdicht, die Atembarkeit wurde realisiert, aber dann am Ende des Experiment mussten sich angeblich die Sanitäter die da rein sind wegen dem Geruch übergeben. Auch Psychich war es extremst schwierig, es wurde als "Hölle" bezeichnet.