Geisterschiffe im All

[heavymetalisthelaw]

HAL konnte zumindestens die mit Greifarmen ausgestatteten Kapseln steuern, er hätte somit die Möglichkeit gehabt den Monolithen von aussen zu untersuchen, für mögliche Reperaturen am Schiff wären sie aber m.A. nach nicht optimal gewesen und im Inneren hätte er nicht viel bewegen können.

[EA-Loyalist]

Das Interessante ist, welche Möglichkeiten ein solches Geisterschiff z.B. hinsichtlich seiner Reichweite hätte. Mit einer toten Besatzung, die kein Hindernis mehr darstellt, könnte die KI auf die Idee kommen, eine benachbarte Galaxie anzusteuern, was mit einer menschlichen Besatzung bei einer Entfernung von Millionen Lichtjahren sogar für Generationenschiffe einfach unmöglich ist.

Auch reine Maschinen hätten bei so einer Reisedauer schon mit argen Problemem zu kämpfen. Gut, wenn man von Schiffen mit Überlichtantrieben ausgeht, welche nahe Galaxien in wenigen Jahrhunderten erreichen können, nicht.

Bei koventioneller Antriebstechniken, die sich bestenfalls der Lichtgeschwindigkeit annähren können, sieht die Sache aber anders aus.

Wenn die Roboter sich gegenseitig warten, so könnten sie lange überdauern, doch der Vorrat an Ersatzteilen erschöpft sich immer weiter. Zwischen den Galaxien ist fast nichts, man wäre gezwungen, Komponenten des Schiffes als Baumaterial für neue Teile zu verwenden.

Das größte Problem ist aber die Energiequelle. Keine der von uns kontrollierbaren Energiequellen kann über mehrere Millionen Jahre Energie abgeben. Nach und nach würden immer mehr Systeme ausfallen. Man könnte noch versuchen im Flug Wasserstoff einzusammeln und diesen als Treibstoff zu nutzen. Dieser ist zwischen den Galaxien aber noch viel weiter zerstreut als in selbigen, die Ausbeute würde vermutlich nicht für den Betrieb einer Maschine, wie etwa einem Fusionsreaktor, genügen. Zuletzt könnte man das Umgebungslicht auffangen, aber auch hier wäre, selbst bei Photovoltaik-Zellen mit 100% Energieumwandlung, die Leistung wohl zu gering.

So oder so erledigt die völlig Isolation und die enorme Reisedauer sowohl die Menschen als auch die Maschinen. Das einzige Konzept, welches Erfolg haben könnte, wäre ein Schiff, welches über geradezu aberwitzige Energievorräte verfügt und von vornherein für einen solchen Flug geplant gewesen war.

Sicherlich kann eine hochentwickelte KI ein neues Reiseziel anwählen, wenn die Mannschaft tot ist, aber einfach so aus der Galaxie zu verschwinden ist dann doch nicht drin.

[irony]

Auch reine Maschinen hätten bei so einer Reisedauer schon mit argen Problemem zu kämpfen.

Eigentlich nicht. Die Maschinen müssen nur in der Lage sein, zu rebooten, wenn sie den intergalaktischen Leerraum durchquert haben. Zwischen den Galaxien passiert nichts. Ein Schiff würde auch nur durch die Gravitation der Galaxis gebremst, diese Bremswirkung ist aber gering:

Die vierte kosmische Geschwindigkeit ist schließlich nötig, um auch die Milchstraße zu verlassen. [...] Nutzt man die Umlaufgeschwindigkeit der Sonne um die Galaxis, die bei 220 km/s liegt, reduziert sich die vierte kosmische Geschwindigkeit auf ca. 100 km/s.

Das ist ja fast schon mit heutiger Technik drin. 0,1 c sollten aber schon drin sein. Nach Andromeda dauert es dann weniger als 30 Millionen Jahre. Dann existiert doch auch noch etwas, wenn man ankommt.

Da die Temperatur des Vakuums bei etwa 2,2 K liegt, reduziert sich alles auf die Frage, ob das reicht, um einen Computer am Zielort rebooten zu können.

[Enas Yorl]

Das ist ja fast schon mit heutiger Technik drin. 0,1 c sollten aber schon drin sein. Nach Andromeda dauert es dann weniger als 30 Millionen Jahre. Dann existiert doch auch noch etwas, wenn man ankommt.

Selbst bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, würde die atomare Diffusion im Laufe von 30 Millionen Jahren hochentwickelte elektronische Bauteile verunreinigen, und damit unbrauchbar machen. Auch eventuelle Solarzellen (irgendwo muss nach der langen Zeit ja schließlich die Energie herkommen), wären da nicht mehr brauchbar.

[irony]

Selbst bei Temperaturen nahe dem absoluten Nullpunkt, würde die atomare Diffusion im Laufe von 30 Millionen Jahren hochentwickelte elektronische Bauteile verunreinigen, und damit unbrauchbar machen.

Ist das wirklich so bei hochreinen Silizium-Kristallen? Welche Atome diffundieren da? Und was macht es aus? Silizium ist Silizium. Schaltkreise muss man ja auch nicht so kleinskaliert bauen, dass der Abstand zwischen Leiterbahnen nur zehn Atome beträgt. Da sehe ich nicht, dass eine Schaltung beeinträchtigt wird, wenn ein paar Atome den Ort wechseln.

[Enas Yorl]

Ist das wirklich so bei hochreinen Silizium-Kristallen? Welche Atome diffundieren da? Und was macht es aus? Silizium ist Silizium. Schaltkreise muss man ja auch nicht so kleinskaliert bauen, dass der Abstand zwischen Leiterbahnen nur zehn Atome beträgt. Da sehe ich nicht, dass eine Schaltung beeinträchtigt wird, wenn ein paar Atome den Ort wechseln.

Atomare Diffusion ist die zufällige thermisch aktivierte Bewegung von Atomen in einem Festkörper. Das kann man zwar mit niedrigen Temperaturen stark reduzieren, aber in 30 Millionen Jahren summieren sich selbst sehr langsam ablaufende Prozesse.
Silizium ist Silizium, gibt den Aufbau von elektronischen Bauteilen falsch wieder. Das Trägermaterial ist zwar Silizium, aber darin ist ein Cocktail von anderen chemischen Elementen eingebettet. Nur aus Silizium allein lässt sich kein Transistor bauen. Ist die Dotierungsschicht eines Transistors erst einmal ausreichend stark verschmutzt, wird er nicht mehr in der vorgesehenen Weise funktionieren. Hier geht es nicht um zerstörte Leiterbahnen, sondern um das Ändern der elektrischen Eigenschaften der Bauelemente, durch den Eintrag von fremden Elementen. Einfach nur größer zu bauen löst nicht das Problem, da du hier auch mehr Material verbaust, wächst das Problem hier mit.
Übrigens mit 0,1c wirst du eine Temperatur von 2,2 Kelvin nicht halten können, der interstellare Raum ist zwar recht leer, aber so leer nun auch nicht, um die Reibung bei dieser Geschwindigkeit vollkommen auszuschalten. Woher soll das Raumschiff nach der langen Zeit eigentlich seine Energie beziehen?

[irony]

Atomare Diffusion ist die zufällige thermisch aktivierte Bewegung von Atomen in einem Festkörper. Das kann man zwar mit niedrigen Temperaturen stark reduzieren, aber in 30 Millionen Jahren summieren sich selbst sehr langsam ablaufende Prozesse.
Silizium ist Silizium, gibt den Aufbau von elektronischen Bauteilen falsch wieder. Das Trägermaterial ist zwar Silizium, aber darin ist ein Cocktail von anderen chemischen Elementen eingebettet. Nur aus Silizium allein lässt sich kein Transistor bauen. Ist die Dotierungsschicht eines Transistors erst einmal ausreichend stark verschmutzt, wird er nicht mehr in der vorgesehenen Weise funktionieren. Hier geht es nicht um zerstörte Leiterbahnen, sondern um das Ändern der elektrischen Eigenschaften der Bauelemente, durch den Eintrag von fremden Elementen. Einfach nur größer zu bauen löst nicht das Problem, da du hier auch mehr Material verbaust, wächst das Problem hier mit.

Dann müsste man das Material intelligent anordnen, so dass die Diffusionsprozesse in eine bestimmte Richtung verlaufen. 2,2 K und 30 Millionen Jahre sind Größen, die man in einem mathematischen Modell gegeneinander abwägen müsste. Vielleicht ist es gar nicht so schlimm, wie man meint.

Z.B. gibt es auch Insekten, die seit Millionen Jahren in Bernstein eingeschlossen immer noch aussehen wie Insekten und nicht wie amorphe Schmierflecken, die durch Diffusion (bei weit höheren Temperaturen als 2,2 K) entstanden wären.

Übrigens mit 0,1c wirst du eine Temperatur von 2,2 Kelvin nicht halten können, der interstellare Raum ist zwar recht leer, aber so leer nun auch nicht, um die Reibung bei dieser Geschwindigkeit vollkommen auszuschalten.

Der interstellare Raum ist nicht besonders leer, das stimmt, der intergalaktische Raum hingegen schon.

Woher soll das Raumschiff nach der langen Zeit eigentlich seine Energie beziehen?

Zunächst hat das Schiff ja immer noch eine hohe kinetische Energie, die sich eventuell in eine andere Energie wie z.B. elektrische Energie umformen lässt. Z.B. könnte der Computer das Schiff durch geeignete Magnetfelder steuern und so Induktionsstrom erzeugen. Oder beim Eintritt in die fremde Galaxis wird am Bug Reibungshitze erzeugt und man erhält einen Thermostrom nach dem Seebeck-Effekt.

[EA-Loyalist]

Z.B. gibt es auch Insekten, die seit Millionen Jahren in Bernstein eingeschlossen immer noch aussehen wie Insekten und nicht wie amorphe Schmierflecken, die durch Diffusion (bei weit höheren Temperaturen als 2,2 K) entstanden wären.

Der Vergleich passt nicht ganz. Durch den Luftabschluss kommt keine normale Verwesung zustande. Von der DNS ist aber, nach längeren Zeiträumen, nichts Verwertbares mehr dar. Die Jurassic Park-Mücke hätte echten Gentechnikern nicht großartig weitergeholfen.

[irony]

Der Vergleich passt nicht ganz. Durch den Luftabschluss kommt keine normale Verwesung zustande. Von der DNS ist aber, nach längeren Zeiträumen, nichts Verwertbares mehr dar. Die Jurassic Park-Mücke hätte echten Gentechnikern nicht großartig weitergeholfen.

Bei 2,2K im intergalaktischen Leerraum sieht das wohl auch wieder etwas anders aus, aber DNA ist als organisches Makromolekül auch eine andere Kategorie als eine kristalline Halbleiterstruktur.

aDNA (ancient DNA)

In trockener und kühler Umgebung kann DNA lange Zeit überdauern, allerdings lösen sich die empfindlichen Makromoleküle in kleine Kettenbruchstücke auf.

Tiefgefrorene Menschen wären wahrscheinlich keine gute Idee.

[Enas Yorl]

Dann müsste man das Material intelligent anordnen, so dass die Diffusionsprozesse in eine bestimmte Richtung verlaufen. 2,2 K und 30 Millionen Jahre sind Größen, die man in einem mathematischen Modell gegeneinander abwägen müsste. Vielleicht ist es gar nicht so schlimm, wie man meint. Z.B. gibt es auch Insekten, die in Bernstein eingeschlossen immer noch aussehen wie Insekten und nicht wie amorphe Schmierflecken, die durch Diffusion (bei weit höheren Temperaturen als 2,2 K) entstanden wären.

Bedauerlicherweise sind solche Diffusionsprozesse zufällig, ob man das in einem ausreichenden Maße steuern kann, bezweifle ich. Der Bernstein-Vergleich hinkt, solche Prozesse zerstören nicht so leicht makroskopische Strukturen, trotzdem wirst du im inneren des Insekts Atome des umhüllenden Materials finden. Ein totes Insekt stört das nicht mehr sonderlich, die Dotierungsschichten von elektronischen Bauelementen jedoch sehr.

Der interstellare Raum ist nicht besonders leer, das stimmt, der intergalaktische Raum hingegen schon.

Aber nicht genug um die Reibung vollkommen zu verhindern, außerdem dürfte das Raumschiff im Laufe der Reise abgebremst werden, so das man noch ein paar Millionen Jahre Reisezeit hinzurechnen muss.

Zunächst hat das Schiff ja immer noch eine hohe kinetische Energie, die sich eventuell in eine andere Energie wie z.B. elektrische Energie umformen lässt. Z.B. könnte der Computer das Schiff durch geeignete Magnetfelder steuern und so Induktionsstrom erzeugen. Oder beim Eintritt in die fremde Galaxis wird am Bug Reibungshitze erzeugt und man erhält einen Thermostrom nach dem Seebeck-Effekt.

Damit kannst mit ziemlich viel Glück das Schiff mit elektrischer Energie versorgen, aber womit willst du den Kurs des Schiffes beeinflussen?

[irony]

Ein totes Insekt stört das nicht mehr sonderlich, die Dotierungsschichten von elektronischen Bauelementen jedoch sehr.

Gibt es denn irgendwo wissenschaftliche Berechnungen zur Lebensdauer elektronischer Bauteile? Wie lange leben denn Bauteile bei 2,2 K?

Aber nicht genug um die Reibung vollkommen zu verhindern, außerdem dürfte das Raumschiff im Laufe der Reise abgebremst werden, so das man noch ein paar Millionen Jahre Reisezeit hinzurechnen muss.

Auch das müsste man mal ausrechnen. Evtl. kann man auch auf 0,2 c beschleunigen und die Galaxis mit 0,2 c verlassen. Dadurch dass etwa auf halbem Weg die Gravitation der fremden Galaxis beschleunigend wirkt, hat man zumindest die Garantie, dass man mit einer Geschwindigkeit von einigen hundert km/s ankommt. Die Andromeda-Galaxis bewegt sich auch auf uns zu.

Damit kannst mit ziemlich viel Glück das Schiff mit elektrischer Energie versorgen, aber womit willst du den Kurs des Schiffes beeinflussen?

Bei einer sehr hohen Geschwindigkeit reichen minimale Steuer-Impulse. Am besten ist, man zielt schon im Voraus knapp am Kern der fremden Galaxis vorbei. Etwas schade ist, dass man nicht Antimaterie als Energievorrat mitnehmen kann.

[Enas Yorl]

Gibt es denn irgendwo wissenschaftliche Berechnungen zur Lebensdauer elektronischer Bauteile? Wie lange leben denn Bauteile bei 2,2 K?

Die gibt es nicht in über solche Zeiträume und der Temperatur, die Nutzungsdauer von Elektronik bewegt sich in anderen Größenordnungen. Hersteller garantieren meist nur eine Einhaltung der Kenngrößen von Bauelementen über einen beschränken Zeitraum, wie sich diese danach verhalten, kann recht unterschiedlich sein. Die NASA hat seinerzeit nicht umsonst, bevorzugt medizinische Geräte zur Gewinnung von Ersatzteilen für das Space Shuttle ausgeschlachtet. Der Lebensweg dieser Geräte ist in aller Regel gut dokumentiert, so das man sich die aussuchen konnte, welche wenig Stress ausgesetzt waren.
Bei normaler Unterhaltungselektronik wird das Problem (ist im Alltag nicht die Diffusion, sondern chemische Reaktionen), aufgrund der kurzen Nutzungsdauer vernachlässigt.
Bei hochwertigen Produkten (Maschinen, Anlagen) berücksichtigt man Alterungsprozesse durchaus, gerade die Veränderung von Kenngrößen bei Widerständen und Kondensatoren sind hier ein großes Problem. Dem kann man in einem gewissen Ausmaß, durch eine entsprechende Dimensionierung der Schalt- und Regelschwellen begegnen. Das wird aber durch immer komplexere Elektronik immer schwieriger. Heute geht man immer mehr den Weg, solche Anlagen so modular zu konstruieren, das man in der Zukunft leicht neue Elektronik einbauen kann.
Ein so hochkomplexes Gebilde wie ein Raumschiff, bei niedrigen Temperaturen 30 Millionen Jahre auf die Reise zu schicken, und danach zu hoffen, das dieses noch funktioniert. Beansprucht den Optimismus meiner Meinung nach, in einem außerordentlich Maße.

[irony]

Ein so hochkomplexes Gebilde wie ein Raumschiff, bei niedrigen Temperaturen 30 Millionen Jahre auf die Reise zu schicken, und danach zu hoffen, das dieses noch funktioniert. Beansprucht den Optimismus meiner Meinung nach, in einem außerordentlich Maße.

Deine Ausführungen sind sehr interessant. Es ist klar, dass in der Praxis kürzere Zeiten und höhere Temperaturen gegeben sind, aber wir sind hier ja auch im Scifi-Allgemein-Unterforum, da darf man schon mal etwas großzügiger spekulieren, ob etwas möglich wäre. Mein Optimismus ist auch nicht sehr groß, aber ich halte es dennoch theoretisch für möglich, ein computergesteuertes Schiff von einer Galaxis zu einer anderen zu senden und am Ziel zu reaktivieren. Gibt es irgendwo sonst Artikel oder Threads über intergalaktische Flüge?

[EA-Loyalist]

Es gibt zumindest noch einen anderen Thread, der sich mit sehr langen Reisen im Raum befasst:

http://www.scifi-forum.de/science-fi...enschiffe.html

Alerdings geht man hier von der Technologie aus, die der Föderation im 24. Jahrhundert zur Verfügung steht. Insofern ist dies keine allzu realistische Diskussion, wie sie Dir sicherlich vorschwebt.

[Dannyboy]

Bedauerlicherweise sind solche Diffusionsprozesse zufällig, ob man das in einem ausreichenden Maße steuern kann, bezweifle ich. Der Bernstein-Vergleich hinkt, solche Prozesse zerstören nicht so leicht makroskopische Strukturen, trotzdem wirst du im inneren des Insekts Atome des umhüllenden Materials finden. Ein totes Insekt stört das nicht mehr sonderlich, die Dotierungsschichten von elektronischen Bauelementen jedoch sehr.

Das stimmt. Benötigt werden Materialien mit Regenerationsfähigkeit.

Aber nicht genug um die Reibung vollkommen zu verhindern, außerdem dürfte das Raumschiff im Laufe der Reise abgebremst werden, so das man noch ein paar Millionen Jahre Reisezeit hinzurechnen muss.

Die Reibung kannst du getrost vernachlässigen. Da vergehen Billionen Jahre, bis du das Schiff abgebremst hast.
In 30 Mio Jahren verlierst du nicht mal ein Promill der Geschwindigkeit.