Warpantrieb: Unterschied zwischen den Versionen

Version vom 28. Juli 2005, 08:25 Uhr

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Warpantrieb

Allgemeines

Ein ewiger Traum der Menscheit ist es schon immer gewesen, sich schneller als das Licht zu bewegen. Im Jahre 2061 schaft es Zaframe Chochrane mit seiner "Phoenix", einer umgebauten Atomrakete, zum ersten mal die Licht- geschwindigkeit zu durchbrechen.

Aber nicht nur der Warpantrieb, sondern auch eine verbesserte Version von Trägheitsabsorbern, um die Auswirkungen der Beschleunigung zu kompensieren gehören zu seinen Verdiensten.Der Warpantrieb ermöglicht nun große Entfernungen in unserer Galaxie zurückzulegen, ohne Auswirkung auf den humanoiden Organismus oder die Zeit.

Historisches/Grundlagen

Albert Einsteins Relativitätstheorie gibt die Lichtgeschwindigkeit mit c = 299.792.458 m/s an. Eine Folge von Einsteins Theorie ist, daß um so stärker man sich der Lichtgeschwindigkeit nähert die Geschwindigkeit zu einer absoluten Größe wird. Raum und Zeit stehen nun relativ zueineander. Da die Geschwindigkeits des Lichtes für alle Betrachter gleich groß ist, ergeben sich einige Paradoxa.

Wenn man sich an Bord eines Raumschiffes befindet und sich mit 3/4 der Lichtgeschwindigkeit bewegen (relativ zu einem außenstehenden Betrachter) würde, so vergeht die Zeit auf dem Raumschiff langsamer als die des Betrachters (Außerhalb). Ein zweites sehr wichtiges Paradoxon ist jenes, welches besagt, daß nur Objekte ohne Masse die Lichtgeschwindigkeit erreichen können. Dies ist deshalb so, da alle Objekte durch Bewegung an Masse gewinnen. Nähert man sich nun der Lichtgeschwindigkeit so wird die Masse unendlich groß sein.

Diese Tatsache, daß die Annäherung an die Lichtgeschwindigkeit mehr Probleme bringt, als Nutzen wurde bei der Sternenflotte die normale Impulskraft auf 0,25 c beschränkt, obwohl ohne Probleme 0,75 c erreicht werden können. Die einzige Lösung für das Umgehen der Zeitdilatation ist der Bau eines Warpantriebes. Albert Einsteins Theorie liefert nun selbst Ansätze, welche die Möglichkeit nicht außschließen, sich schneller als das Licht zu bewegen. Die Antwort liegt im 4 dimensionalem Raum oder auch Raumzeit genannt. Dies erkannte der Physiker und Mathematiker Hermann Mintowski bereits 1908. Albert Einstein versuchte nun die Erkenntnisse in ein mathematisches Modell zu bringen - es dauerte etwa 10 Jahre.

In den neunziger Jahren des 20. Jahrhunderts wurden verschiedene Theorien entwickelt, welche die Möglickeit bieten sich mit Überlicht Geschwindigkeit zu bewegen. Eine dieser Theorien (1994) stammte von dem Physiker Miguel Alcubiere. Er erkennt die Möglichkeit die Raumzeit vor einem Raumschiff zur Kontraktion und hinter dem Schiff wieder zur Dehnung zu bringen. Außerdem wären die Auswirkungen der Beschleunigung auf die Besatzung eines Raumschiffes gleich null. Eine große Frage war jedoch noch nicht geklärt: Woher nimmt man die Energie für die Krümmung der Raumzeit? Im Jahre 1997 wiesen zwei U.S. Wissenschaftler (Michael Pfenning und Larry Ford) nach, daß die benötigte Energie so groß wäre wie die des gesamten Universums und größer. Der Physiker Chris Van Den Broeck erkannte im Jahre 1999 eine Möglickeit, welche die Energiemenge zum Krümmen des Raumes drastisch reduziert. Er verwendet in seiner Theorie eine etwas eigenartige Form des gekrümmten Raumes. Man müßte um ein Raumschiff eine "Blase" erzeugen, welche zwar groß genug sei um das Raumschiff einzuschließen, aber nur über einer sehr geringe Oberfläche verüge. Um eine solche "Blase" zu erzeugen ist nach Broeck nur ein Gramm raumkrümmendes Material erforderlich. Das einzige Problem, welches er nicht lösen konnte besteht darin, daß dieses Material negative Energie besitzen muß.

Zaframe Chochrane und seinen´Mitarbeiter gelang es im Jahre 2061 (kurz nach dem Ende des 3. Weltkrieges) ein Verzerrungsfeld aufzubauen, welches für einen Testflug ausreichte. Das Feld in Chochrans Raumschiff wurde von zwei Gondeln erzeugt, welche nach dem Start ausgefahren wurden. Damit erreichte er ein gleichförmiges Feld, welches den Raum lokal um das Raumschiff krümmte. Ein weiterer Nebeneffekt ist die Reduzierung der Masse des Raumschiffes. Spätere Antriebe verwenden mehrere Felder, wodurch die Masse weiter reduziert wird und höhrere Geschwindigkeiten erreicht wurden.

Da man bei der Erzeugung eines Warpfeldes mit dem Subraum in Verbindung kommt, wird die Masse des Raumschiffs reduziert. Den Subraum kann man sich als Verbindung zwischen Raumzeit und parallelen Universen vorstellen. Über den Subraum ist das Universum miteinander verknüpft.

Aufbau und Funktion

Der Warpantrieb besteht aus folgenden Hauptbestandteilen

• Materielager (Deuterium bei 13,8 K)
• Antimaterielager (Antideuterium)
• Warpkern (inkl. Reaktionskammer)
• Zuleitungen
• Eindämmungseinrichtungen
• Plasmatransferleitungen
• Warpgondeln (mit Warpfeldspulen)
• Das Deuterium gelangt von den Lagertanks durch Zuleitungen von "oben" in den Warpkern (Materie- bzw. Deuteriuminjektor).

Das Antideuterium wird ebenfalls aus den entsprechenden Lagertanks abgezogen und von der Unterseite des Warpkerns in den Antimaterie- bzw. Antideuterium Injektor geleitet. Beide "Ströme" werden durch die in den Sekmenten befindlichen Querschnittsverenger auf den Dilithiumkristall ausgerichtet und kommen im Kristall zur Reaktion. Materie und Antimaterie löschen sich unter starker Energiefreisetzung aus und es wird ein Elektroplasma erzeugt, welches durch das EPS System des Schiffes (Plasmatransferleitungen) zu den Warpgondeln geleitet wird.

Dotiertes Dilithium (2 5 6 Dilithium 2 : 1 Diallosilikat 1:9:1 Heptoferranid) ist das einzig bekannte Materiel welches in der Lage ist, die Auslöschung von Materie und Antimaterie zu regeln. Die Kristalle haben eine feste Gitterstruktur, wodurch Materie von der einen und Antimaterie von der anderen Seite eingeleitet wird. Die einzelnen Teilchen gewinnen dadurch an Abstand, wodurch die Reaktion kontrollierbar wird. Allerdings müssen die Kristalle von Zeit zu Zeit ausgerichtet werden. Darunter versteht man die Neuausrichtung des Gefügegitters von Dilithium. Durch die Reaktion von Materie und Antimaterie wird das Gitter stark beansprucht und verliehrt im Laufe der Zeit an Integrität.

In den Warpgondeln angekommen wird das Elektroplasma in die Feldspulenkammer in pulsförmigen Zyklen zwischen 25 und 50 ns eingespeist. Dies bewirkt zum einen eine unterschiedliche Sysmetrie zwischen den einzelnen Feldern als auch eine bessere Energieausnutzung und Feldstärke. Die nun entstehende lokal um das Schiff befindliche Raumzeit Verzerrung treibt das Schiff vorran. Es muß eine kontinuierliche Plasmainjezierung erfolgen, da aufgrund des Quantenwiderstandes das Schiff sonst auf Sublichtgeschwindigkeit fällt.

Durch die Verwendung des Warpantriebes lagern sich innerhalb des Schiffes Baryonen ab. Diese Partikel müssen in größeren Abständen entfernt werden. Dazu muß das Raumschiff in ein dazu vorgesehenes Dock einlaufen und sich einer Dekontaminierung unterziehen. Bei diesem Vorgang dürfen sich keine Personen oder Lebewesen an Bord befinden. Die Partikel lagern sich aufgrund der Eigenschaften des Warpfeldes überall auf dem Schiff ab.

Wartung und Sicherheit

Bei einem so komplexen und hochmodernen Antriebssystem muß eine ständige Überwachung und Kontrolle erfolgen. Der Bordcomputer ist direkt an Sensoren des Antriebs angeschlossen, damit eine sehr schnelle Verarbeitung der Daten erfolgen kann. Jede Schicht im Maschinenraum führt eine manuelle Kurzdiagnose durch.

Teile der Crew sind ständig dabei die verschiedesnten Systeme zu überwachen, auch wenn es Computer gibt. Im Normalfall muß das Warsystem von jedem Schiff nach 10.000 Betriebsstunden in einem Raumhafen gewartet werden. Dabei werden alle Komponenten untersucht. Bei diesem Vorgang werden auch die M/AM Tanks völlig geleert und überprüft.

Ist ein Schiff im Weltraum unterwegs ist nach jedem Störfall des Systems (Angriff, Raumphänomene etc.) eine komplette Diagnose erforderlich, ebenso nach einer Reparatur. Alle Offiziere der Technik bringen diese Routinen im Schlaf, dies ist unbedingt erforderlich.

Die Sicherheit der Crew und des Schiffes geht vor. Dieser Grundsatz gilt in allen Bereichen der Sternenflotte (von Außnahmen abgesehen). Die Parameter des Warsystems sind auf maximale Sicherheit ausgelegt. Deshalb gelingt es den Schiffen der Defiant Klasse am Anfang nicht mehr als Warp 3 zu erreichen. Chief Miles O'Brien entfern eine Menge Sicherheitssysteme, damit man höhere Warpgeschwindigkeit erreichen kann. Damit soll zum Ausdruck kommen, daß die Sicherheit beim Neubau von Schiffen weitaus höher liegt als in Praxis oder dem täglichen Gebrauch. Der Chefingeneur eines jeden Sternenschiffes muß oft selbst über die Sicherheit der System entscheiden. Allerdings bleiben ihm dabei oft keine großen Spielräume, der obrige Grundsatz gilt immer.

Sicherheitsstufen bei Fehlfunktionen aller Art

• System bleibt eingeschaltet und es werden Parameter neu eingestellt oder Einrichtungen kallibriert
• System bleibt eingeschaltet und es wir auf niedrigere Leistung geschaltet
• System wird abgeschaltet (alle Komponenten werden abgepumpt)
• Kraftfeldversiegelung des Kerns
• Versiegelung des Maschinenraumes oder des Kernsekmentes
• Auswurf des Warpkern

Im Notfall können auch die Antimaterietanks abgeworfen werden (weshalb sie sich immer an der Unterseite des Schiffes befinden). Jeder Tank verfügt über eine eigene Eindämmungseinheit, welche selbstständig mit Sarium Krellid Energiezellen für den Notfall ausgerüstet ist.

Bauarten

Die Warpkernarchitektur wird bei fast allen Schiffen neu definiert und es wird ein für das Schiff abgestimmter Kern entwickelt. Diese besteht in den meisten Fällen aus dem selben Grundaufbau. In der Geschichte der Warptechnologie sind bis in das 24. Jahrhundert hinein die als "Single Core" bekannten Systeme im Einsatz. Diese Bauweise beschränkt sich auf einen Zulauf für Materie und Antimaterie. Moderne Konstruktionen sind meist Mehrkernkonstruktionen. Innerhalb dieser Konstruktionen werden mehrere Zulaufleitungen oder Kernsekmente verwendet. Eine bekannte Konstruktion ist der "Quad Core". Hier wierd der eigentliche "Single Core" in vier Teile aufgespaltet. Der Vorteil der neuen Technologie liegt in der Sicherheit und der besseren Kontrolle über den Warpkern.

Neben dem Warpkern müsen vorallem auch die Warpgondeln entsprechend angepaßt werden. Auch hier ist der Prinzipaufbau der Gleiche, jedoch werden die Gondeln auf das Schiff abgestimmt um eine möglichst effektive und sichere Betriebsweise zu garantieren. Auf die Gondelkonstruktionen wird in einem seperaten Punkt "Warpgondeln" eingegangen.

Warpskala

Bis zum Jahre 2343 wird die Warpscala mit v = w² berechnet. Da diese Einteilung für sehr hohe Warpgeschwindigkeiten ungeeignet war gibt es seit diesem Zeitpunkt eine neue Definition von Warp. In der deutschen Synchronisation wird der Begriff SOL verwendet (TOS). Dies bedeutet "Speed of Light" und meint Warp als Multiplikator der Lichtgeschwindigkeit.

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