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hypothetische Megastruktur Aus Wikipedia, der freien Enzyklopädie
Stellar-Triebwerke (von englisch ‚Stellar engine‘) sind sternenförmige Triebwerke, die eine Klasse von hypothetischen Megastrukturen darstellen, die die Strahlung eines Sterns nutzen, um Energie zu erzeugen. Das Konzept wurde im Jahr 2000 von Viorel Badescu und Richard B. Cathcart eingeführt.[1] Einige Varianten nutzen diese Energie, um Schub zu erzeugen und damit einen Stern und alles, was ihn umkreist, in eine bestimmte Richtung zu beschleunigen.[2][3] Die Erschaffung eines solchen Systems würde seine Erbauer zu einer Typ-II-Zivilisation auf der Kardaschow-Skala machen.
Es wurden 3 Klassen von Stellar-Triebwerken definiert.[1]
Eines der einfachsten Beispiele für ein Stellar-Triebwerk ist das nach Leonid Shkadov (1927–2003) benannte Shkadov-Triebwerk, der es zuerst vorgeschlagen hatte oder ein Sterntriebwerk der Klasse A.[4]
Ein solches Triebwerk ist ein stellares Antriebssystem, bestehend aus einem riesigen Spiegel/Lichtsegel – eigentlich eine massive Art von Sonnen-Statite (statisch und Satellite), der groß genug ist, um als Megastruktur klassifiziert zu werden –, das die Gravitationsanziehung zum Stern hin und den Strahlungsdruck vom Stern weg ausgleichen würde. Da der Strahlungsdruck des Sterns nun asymmetrisch wäre, d. h. mehr Strahlung in eine Richtung emittiert wird als in eine andere, wirkt der „überschüssige“ Strahlungsdruck als Netto-Schub und beschleunigt den Stern in Richtung des schwebenden Statiten. Ein solcher Schub und eine solche Beschleunigung wären sehr gering, aber ein solches System könnte für Jahrtausende stabil sein. Jedes Planetensystem, das an den Stern gebunden ist, würde von seinem Mutterstern „mitgezogen“ werden. Für einen Stern wie die Sonne mit einer Leuchtkraft von 3.85e26 W und einer Masse von 1.99e30 kg würde der Gesamtschub, der durch die Reflexion der halben Sonnenleistung erzeugt wird, 1.28e18 N betragen. Nach einer Zeitspanne von einer Million Jahren würde sich daraus eine Geschwindigkeit von 20 m/s ergeben, mit einer Verschiebung von der ursprünglichen Position von 0,03 Lichtjahren. Nach einer Milliarde Jahren läge die Geschwindigkeit bei 20 km/s und die Verschiebung bei 34.000 Lichtjahren, also etwas mehr als ein Drittel der geschätzten Breite der Milchstraße.
Ein Klasse B Stellar-Triebwerk ist eine Dyson-Sphäre – in welcher Variante auch immer –, die um den Stern herum gebaut wird und den Temperaturunterschied zwischen dem Stern und dem interstellaren Medium (ISM) nutzt, um Energie aus dem System zu gewinnen, möglicherweise unter Verwendung von Wärmekraftmaschinen oder Photovoltaik-Zellen. Im Gegensatz zum Shkadov-Triebwerk ist ein solches System nicht antriebsfähig.
Ein Klasse C Stellar-Triebwerk, wie das Badescu-Cathcart-Triebwerk,[1] kombiniert die beiden anderen Klassen, indem es sowohl die Antriebsaspekte des Shkadov-Triebwerks als auch die Energieerzeugungsaspekte eines Klasse-B-Triebwerks verwendet.
Eine Dyson-Schale mit einer inneren Oberfläche, die teilweise von einem Spiegel bedeckt ist, wäre eine Inkarnation eines solchen Systems (obwohl sie unter den gleichen Stabilisierungsproblemen leiden würde wie eine nicht-propulsive Schale), ebenso wie ein Dyson-Schwarm mit einem großen Statite-Spiegel (siehe Bild oben). Eine Dyson-Blase-Variante ist bereits ein Shkadov-Triebwerk (vorausgesetzt, die Anordnung der Statite-Komponenten ist asymmetrisch); das Hinzufügen der Fähigkeit zur Energieextraktion zu den Komponenten scheint eine fast triviale Erweiterung zu sein.
Der Astronom Matthew E. Caplan von der Illinois State University hat eine Art stellares Triebwerk vorgeschlagen, das konzentrierte Sternenenergie verwendet, um bestimmte Regionen der äußeren Oberfläche des Sterns anzuregen und Strahlen des Sonnenwinds zu erzeugen, die von einer Multi-Bussard-Triebwerks-Anordnung aufgefangen werden, die gerichtetes Plasma zur Stabilisierung der Umlaufbahn und Strahlen von Sauerstoff-14 (14O) zum Antrieb des Sterns erzeugt. Unter Verwendung rudimentärer Berechnungen, die von einem maximalen Wirkungsgrad ausgehen, schätzt Caplan, dass der Bussardkollektor (auch Bussard Ramjet genannt) 1015 g Sonnenmaterial pro Sekunde verbrauchen würde, um eine maximale Beschleunigung von 10−9 m/s2 zu erzeugen, was eine Geschwindigkeit von 200 km/s nach 5 Millionen Jahren und eine Entfernung von 10 Parsecs in 1 Million Jahren ergeben würde. Während der Bussardkollektor angesichts der Massenverlustrate der Sonne theoretisch 100 Millionen Jahre lang funktionieren würde, hält Caplan 10 Millionen Jahre für eine stellare Kollisionsvermeidung für ausreichend. Sein Vorschlag wurde vom deutschen YouTube-Bildungskanal Kurzgesagt in Auftrag gegeben.[5][6]
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