„Was taten wir, als wir diese Erde von ihrer Sonne losketteten? Wohin bewegt sie sich nun? Wohin bewegen wir uns?” läßt Friedrich Nietzsche einen „tollen Menschen” in seiner Aphorismen-Sammlung „Die fröhliche Wissenschaft” ausrufen. Künftig wird es vielleicht nicht „toll” im Sinn von verrückt sein, die Erde zu bewegen, sondern im Sinn einer kühnen Leistung, die sogar zur Überlebensnotwendigkeit werden kann, sagen wahre Futurologen. Denn wer wirklich langfristig denkt, muß sich um das Leben auf der Erde Sorgen machen. Langfristig heißt kosmologisch: erschreckend bald, nämlich in ein bis zwei Milliarden Jahren. Dann wird es keine schönen Tage mehr auf unserem Planeten geben. Denn die Sonne verbrennt allmählich ihren Wasserstoff-Vorrat und wird deshalb immer heißer. Die Folge: Die Temperaturen auf der Erde steigen rapide, das Kohlendioxid schwindet in der Atmosphäre, die Pflanzen ersticken, die Ozeane verdampfen, und ein Teil der Atmosphäre entweicht ins All. Wissenschaftler haben daher überlegt, wie die Erde diesem Schicksal entrinnen könnte. Die Lösungsvorschläge muten freilich seht utopisch an: Manipulation der Sonne, um ihre Lebensdauer zu erhöhen, oder ein Umzug mit der Erde zum Jupiter oder gleich zu einem anderen Stern. Dagegen erscheint vergleichsweise realistisch, was drei US-Astronomen demnächst im Fachblatt „Astrophysics and Space Science” veröffentlichen werden.
Die Grundidee stammt von Donald G. Korycansky und ist überraschend einfach: Man nehme einen Planetoiden oder Kometenkern, lenke ihn wiederholt knapp an der Erde vorbei und vergrößere so deren Bahnradius. Die Berechnung der technischen Details erwies sich für Korycansky, der an der University of California in Santa Cruz forscht, schon als wesentlich aufwendiger. „Hat aber auch Spaß gemacht, dies auszutüfteln”, sagt er. „Dabei habe ich viel über Himmelsmechanik gelernt.” Zusammen mit Gregory Laughlin vom Ames Research Center der NASA im kalifornischen Moffet Field und Fred C. Adams von der University of Michigan in Ann Arbor hat Korycansky ein Szenario durchgerechnet, das die Erde vom Feuertod erretten kann. Das Ziel: Die Umlaufbahn der Erde binnen 6,3 Milliarden Jahren auf das 1,5fache ihres heutigen Sonnenabstands zu vergrößern. Denn die Erde erhielte in dieser Distanz dieselbe Energieeinstrahlung wie gegenwärtig, da die Leuchtkraft unseres Gestirns dann das 2,2fache der heutigen betragen wird.
Da es schwierig – und vermutlich auch ziemlich ungesund – wäre, unseren Heimatplaneten mit Raketentriebwerken auszustatten, um sie dorthin zu bringen, muß die Hilfe von außen kommen. Dabei denken Korycansky und seine Mitarbeiter an 100 Kilometer große Brocken aus Gestein und Eis, die jenseits der Neptunbahn in Massen herumschwirren. Diese Kuipergürtel-Objekte – schlafende Kometenkerne – sind Relikte aus der Frühzeit des Sonnensystems. Auch Planetoiden, die besonders zwischen Mars und Jupiter um die Sonne kreisen, wären geeignet für die kosmische Ingenieurskunst, von den Wissenschaftlern Astrotechnik genannt („Astronomical engineering”). Um den Radius der Erdbahn auf das 1,5fache zu erweitern, sind etwa 8,7 · 1032 Joule an Energie nötig – ein gigantischer Betrag, der aber nur ganz allmählich in Millionen von Jahren aufzubringen wäre. Hier kommen die Kuiper-Objekte ins Spiel: Ein Brocken von 100 Kilometer Größe hat eine Masse von etwa 1022 Gramm. Wird seine Bahn mit angeflanschten Triebwerken oder gezielten Explosionen so umgelenkt, daß er nahe an der Erde vorbeifliegt, kann er ihr einen Teil seiner orbitalen Energie abgeben.
„Maximal sind das etwa 1027 Joule pro Passage”, hat Korycansky ausgerechnet. „Das würde den Erdbahnradius um etwa 30 Kilometer vergrößern.” Das ist nicht viel, aber die Summe macht’s: Würde das Kuiper-Objekt einmal alle 6000 Jahre in etwa 10000 Kilometer Entfernung an der Erde vorbeisausen, wäre die Bahnänderung geglückt. Eine Million Passagen wären insgesamt nötig. Diese Swing-by-Manöver sind im Prinzip nichts Neues. Mit ihrer Hilfe haben Raumfahrt-Ingenieure schon oft Energie von Planeten abgezapft, um die Geschwindigkeit von Raumsonden zu erhöhen und deren Kurs zu ändern. Freilich: Für die Energie von 1027 Joule wären die entfesselten Gewalten von fast 250 Milliarden Atombomben mit der Sprengkraft von einer Megatonne TNT nötig – das Zehnmillionenfache des irdischen Kernwaffenarsenals. Doch die Astrotechnik ist viel sanfter: Bei einem nahen Vorbeiflug eines Kuiper-Objekts würde auf der Erde niemand zu Schaden kommen.
Die typische Entfernung eines Kuiper-Objekts von der Sonne beträgt 45 Milliarden Kilometer. Seine Bahn müßte im Idealfall zu einer stark elliptischen verändert werden, so daß ihr sonnennächster Punkt in Erdnähe kommt und außerdem immer wieder am Riesenplaneten Jupiter vorbeiführt. Von diesem könnte sich das Kuiper-Objekt nämlich die an die Erde abgegebene Energie wieder holen. „Letztlich wird die Energie vom Jupiter zur Erde überführt. Der Bahnradius des Riesenplaneten verringert sich dabei um 1,5 Millionen Kilometer”, sagt Korycansky. Und: „Mit geringfügigen Bahnkorrekturen oder zusätzlichen Vorbeiflügen an Saturn oder anderen Planeten können die Erdvorbeiflüge sehr oft wiederholt werden.” Aber gerade diese „geringfügigen” Korrekturen und die Schwierigkeit, das Kuiper-Objekt überhaupt erst einmal auf den richtigen Kurs zu bringen, sind die Hauptprobleme der Astrotechnik. Dieses Unternehmen würde riesige Energiemengen fressen. Ideal wären Kernfusionsreaktoren. Dafür wäre als Rohstoff Deuterium (schwerer Wasserstoff) von der Masse eines 100 Kilometer großen Kuiper-Objekts nötig, wenn dessen Eis komplett ausgenützt würde. Weitere 20 Planetoiden ähnlich großer Masse müßten ausgebeutet werden, um das ebenfalls benötigte Lithium für die Produktion von Tritium zu gewinnen.
Eine weitere Herausforderung ist der Mond. Bei häufigen erdnahen Vorbeiflügen von Kuiper-Objekten entfernt er sich allmählich von der Erde. Das könnte fatal sein, denn seine Gravitation stabilisiert die Neigung der Erdachse und somit langfristig das irdische Klima. Um den Mond nicht zu verlieren, wären zusätzliche oder weiter entfernte Passagen von Kuiper-Objekten nötig. „Selbstverständlich müssen die Passagen sehr genau geplant sein”, mahnen die umsichtigen Forscher. „Die Kollision eines 100 Kilometer großen Objekts mit der Erde würde die Biosphäre sterilisieren, allenfalls Bakterien könnten überleben.” Noch ist die Astrotechnik Zukunftsmusik und Gedankenakrobatik. „Niemand fordert, daß es getan werden muß”, betont Korycansky. „Wer weiß, was unseren Nachkommen noch alles einfällt. Aber wenn die Leuchtkraft der Sonne gefährlich ansteigt, besteht definitiv Handlungsbedarf.” Doch schon viel früher könnte die orbitale Ingenieurskunst von Nutzen sein. „Mit Bahnmanipulationen lassen sich beispielsweise Erdbahnkreuzer umlenken”, sagt Korycansky. „Auch könnten Rohstoffe wie Wasser und Erze aus dem äußeren Sonnensystem in Erdnähe gebracht werden oder zu Mars und Venus, wenn unsere Nachfahren dort zwecks Kolonisation erdähnliche Bedingungen herstellen möchten.”
Rüdiger Vaas
