In circa 6 Milliarden Jahren wird sich die Sonne zu einem roten Riesen aufblähen und (vermutlich) die Erde zerstören. Schon in knapp einer Milliarde Jahren wird die Sonne allerdings so heiß geworden sein, dass Leben auf unserem Planeten unmöglich ist. Das ist zwar schade, aber auch kein Grund sich akut Sorgen zu machen. Aber man kann ja trotzdem mal darüber nachdenken, ob man daran etwas ändern kann. Eigentlich muss man die Erde ja nur ein wenig von der Sonne wegschieben; dorthin wo es kühler ist. Aber „nur“ ist hier vermutlich das falsche Wort. Ein Planet verschiebt sich nicht so leicht.
Aber möglich wäre es! Man muss dazu gar keine großartig neue Science-Fiction-Technik erfinden. Wir können eigentlich schon alles, was dazu nötig ist. Wir müssen nur (da ist das „nur“ schon wieder…) die Bahnen von Asteroiden verändern und sie immer wieder knapp an der Erde vorbei fliegen lassen. Die gravitative Wechselwirkung gibt der Erde dann einen kleinen Schubs und wenn man alles richtig macht, kann man die Erde verschieben. Die Details dieser Methode habe ich in meinem Buch „Asteroid Now: Warum die Zukunft der Menschheit in den Sternen liegt“ beschrieben. Wissenschaftlich und auch technisch ist das Problem der Erdbewegung im Wesentlich gelöst. Es würde halt nur sehr, sehr lange dauern…
Kürzlich bin ich auf einen interessanten Fachartikel gestoßen („The ‚Earth Rocket‘: a Method for Keeping the Earth in the Habitable Zone“). Mark Wessels, Physiklehrer am Collin County Community College in den USA, hat sich darin Gedanken über eine andere Methode der Erdverschiebung gemacht. Wir wissen ja schon seit 1903, wie man Dinge im Weltraum bewegen kann: Mit einer Rakete.
Ganz simpel gesagt: Wenn man Masse schnell genug in die eine Richtung schmeißt, bewegt man sich ebenso schnell in die andere Richtung. So funktioniert eine Rakete und so könnte man auch die Erde bewegen. Man müsste nur sehr viel Zeug sehr schnell in die richtige Richtung werfen. „Schnell“ heißt in diesem Fall: Mindestens mit 11,1 Kilometer pro Sekunde, der Fluchtgeschwindigkeit. Alles was langsamer geworfen wird, fällt wieder auf die Erde zurück. Und was heißt „sehr viel“?
Das hat Wessels in seinem Artikel ausgerechnet. Um die Erde so zu bewegen damit sie dauerhaft in der habitablen Zone der Sonne bleibt; es also auch während der nächsten paar Milliarden Jahre angenehme Temperaturen hat, braucht es einen Massenausstoß von 11.400 Tonnen. Pro Sekunde. Das entspricht vier vollgetankten Saturn-V-Raketen. Pro Sekunde! Und wir müssten diese Masse von 11.400 Tonnen (pro Sekunde!) konstant über mehrere Milliarden Jahre in den Weltraum schleudern.
Nun. Das klingt kompliziert. Das ist kompliziert. Ich würde ja soweit gehen und es „unmöglich“ nennen. Aber Wessels rechnet einfach weiter. Er stellt sich eine Art Railgun vor, also eine Kanone die durch die Wechselwirkung von elektrischen und magnetischen Feldern funktioniert. So etwas gibt es schon (wenn es schießen kann, hat irgendeine Armee auf dieser Welt es mit Sicherheit schon gebaut!), allerdings kann man damit nur kleine Projektile auf Bruchteile der Fluchtgeschwindigkeit beschleunigen. Aber wenn wir irgendwann eine Mega-Railgun bauen, die 4 Saturn-V-Raketen pro Sekunde in den Himmel pusten kann: Haben wir überhaupt genug Masse, um die Erde dauerhaft zu bewegen?
Pro Jahr brauchen wir 380 Millionen Tonnen. Wie das Internet uns freundlicherweise informiert, entspricht das der Masse die 82 Prozent der Menschheit auf die Waage bringt. Vermutlich gibt es genug Leute, die jeder von uns gerne ins All schießen würde. Aber was machen wir dann im nächsten Jahr? Andererseits sind 380 Millionen Tonnen auch das 1,6fache des gesamten Mülls, den die USA in einem Jahr produziert. Wenn wir uns weiterhin mit dem Recycling zurück halten, sollten wir die nötige jährliche Menge also locker zusammen bringen!
Material ins All zu schießen ist aber nicht nur kein Recycling, es ist das absolute Anti-Recycling! Nix von dem Zeug kriegen wir wieder. Und irgendwann wird uns das Zeug ausgehen. Nach einer Million Jahre haben wir schon 380 Billiarde Tonnen Material ins All geworfen. Nach einer Milliarde sind wir bei schon bei einem Sechszehntel der bisherigen Erdmasse! Nach vier Milliarden Jahren Raketenantrieb ist ein Viertel der Erdmasse verfeuert worden.
Laut Wessels ist das allerdings kein Problem. Auch eine um 25 Prozent leichtere Erde wäre seiner Meinung nach immer noch ausreichend massereich um eine habitable Umgebung (mit 90 Prozent der derzeitigen Schwerkraft) bereit zu stellen. Aber gut, ein Volk das ein paar Milliarden Jahre lang neben einer gigantischen Kanone auf Dauerfeuer lebt, ist wahrscheinlich genügsam…
Ich bin mir nicht sicher, wie ernst Wessels das alles meint. Als ich damals mein Buch über Asteroiden geschrieben habe, dachte ich schon, es ist ein wenig illusorisch zu versuchen, die Erde durch Asteroidenvorbeiflüge zu bewegen. Aber da braucht man immerhin „nur“ einen passenden Asteroiden auf den Weg bringen und seine Umlaufbahn alle paar tausend Jahre mal nachjustieren. Der Rest geht von selbst. Eine vier Milliarden Jahre nonstop feuernde Riesenkanone, die ein Viertel der Erdmasse ins All schießt, braucht ein klein wenig mehr Fantasie. Aber andererseits scheint Wessels generell viel Spaß daran zu haben, Dinge ins All zu schießen. In einer anderen Arbeit will er das Schmelzwasser der Arktis in den Weltraum befördern, um den klimawandelbedingten Anstieg des Meeresspiegels zu verhindern. Vielleicht kann er unseren Planeten ja nicht leiden, und will ihn deshalb zerlegen und ins All schmeißen. Vielleicht ist ihm am Collin County Community College aber auch nur langweilig…
So oder so – es ist ein interessanter Artikel mit einem interessanten Gedankengang! Ich bleibe aber trotzdem fix im „Team Asteroiden“. Wenn wir in Zukunft große Dinge anstellen, dann mit Asteroiden und nicht mit Riesenkanonen!
@ FF:
Interessanter Artikel.
Nebenbei:
Im 6. Absatz ist anscheinen ein Teil verloren gegangen:
zwischen „Railgun“ und „das“ fehlt anscheinen ein Teil.
Könnte mal einer Durchrechnen, ob wir nicht alle dann 17 Mrd Menschen in die Wüste Gobi schicken könnten um ein Stündchen kräftig auf und abzuhüpfen?^^
Einfach eine kleine Anfrage ins Forum von General Products schreiben, die haben sicher etwas Passendes auf Lager. Immerhin schippert deren Heimatplanet seit wer weiß wie lange als Mittelpunkt einer Klemperer-Rosette durchs fastNichts.
Soso, er hat also keine Ahnung von Pokémon. Er sollte mal seinen Sohnemann fragen, der ist doch gerade im besten Pokémon-Alter.
@knorke Vor einiger Zeit bei What if
Ich mag ja solche Berechnungen. Müsste eine tollere Railgun die die Masse noch mehr beschleunig nicht dafür sorgen das wir weniger Material brauchen.
@Eisentor:
Nur woher nimmt man die Energie dafür? Im Grunde geht es aber ja nur mit Sonnenenergie.
Die Railgun müsste mobil sein und die Erdrotation/Neigung ausgleichen, richtig? Der Schub müsste ja permanent in Richtung Sonne zeigen, so dass wir den Abstand zu ihr vergrößern… Wäre sie ann einem festen Punkt, würde uns der Rückstoß ja einfach nur ein bisschen auf der bisherigen Umlaufbahn hin- und her schleudern lassen…
Sie direkt am Nord- oder Südpol aufzubauen, würde ja wohl nicht den gewünschten Effekt haben, da der Rückstoß dann in die falsche Richtung zeigt…
Oder wir bauen 2 kleine Railguns, eine am Nordpol, eine am Südpol. Diese sind dann um 360° drehbar und feuern gleichmäßig waagrecht (also in Richtung Sonne)… wir müssten nur vorher noch die Neigung der Erdachse korrigieren…
Falls ich noch irgendwas übersehen oder einen Denkfehler habe, würde ich mich über eine Antwort hier oder im Podcast mit Holgi freuen 😀
Grüße,
Hendrik
Wuerde man den maximalen Impuls einer Abstossmasse nicht dann bekommen, wenn man diese komplett in Energie umwandelt* und dann einen gigantischen EM-Strahl in Richtung Sonne losschickt.
p = E/c – wobei E=m*c²
p = (m*c²) /c
p = m*c = RUMPS!
„p“ ist der Impuls [ kg*m/s ]
„c“ ist die Lichtgeschwindigkeit [ m/s ] ~ 300.000 m/s
„m“ ist die Masse [ kg ]
*(Machbarkeit und Betriebssicherheit sind hierbei nicht Gegenstand der Diskussion)
@rolak, #3:
Alter …
@Hendrik:
Ich glaube, dass du wirklich etwas übersehen hast. Wieso willst du gleich noch einmal in Richtung Sonne feuern? Ich bin mir nicht ganz sicher, was das Resultat wäre, tippe aber auf eine Erhöhung der Exzentrizität der Umlaufbahn der Erde um die Sonne. Was wir eigentlich benötigen, ist aber eine Vergrößerung des Abstandes zur Sonne bei Beibehaltung der nahezu kreisförmigen Ellipse.
Kleiner Tipp: Die ISS (oder kleinere Satelliten) im niedrigen oder mittleren Erdorbit sinken durch die Reibung immer weiter ab. Man hebt die Station an, indem man die Triebwerke entgegen der Flugrichtung (= „nach hinten“) feuern lässt.
Alle reden von dunkler Materie. Also, man braucht nur die Sonnenoberfläche mit dunkler Materie abdunkeln, schon wird es kühler.
@Captain E.
OK, man feuert also nicht in Richtung Sonne, um sich auf einer andere Umlaufbahn zu bringen, sondern nach „hinten“.. das Problem bleibt aber bestehen: durch die Erdrotation brächte man eine mobile Railgun oder eben 2 drehbare Railguns an den Polen.. denn sonst würde die Railgun ja nicht permanent „nach hinten“ feuern, sondern gelegentlich sogar in die genau entgegengesetzt Richtung, und die Erde somit abbremsen und demnach näher an die Sonne bringen,….
@dedickeBom:
Zwei Probleme:
1. Dunkle Materie wechselwirkt grundsätzlich nur mittels Gravitation und Schwacher Wechselwirkung mit anderer Materie (Dunkle Materie inklusive). Dadurch ist es nicht möglich, Dunkle Materie zu packen zu kriegen. Schlimmer noch: Das sie nicht verklumpen kann, haut es auch nicht hin, sie als geschlossene Masse vor der Sonne zu positionieren.
2. Sichtbares Licht, IR- und UV-Strahlung, aber auch Röntgen- und Gammastrahlung sind alles Erscheinungsformen der Elektromagnetischen Wechselwirkung. Dunkle Materie wechselwirkt aber nicht elektromagnetisch, und daher würde die gesamte Strahlung der Sonne absolut ungefiltert durch die Schicht aus Dunkler Materie strahlen können.
Da die Erde eh hohl ist , verziehen wir uns ins innere. Der letzt macht die Tür zu.
@Hendrik:
Ich wollte es ja nur einmal gesagt haben, Hendrik. Himmelsmechanik widerspricht halt der simplen Anschauung.
Man könnte eine Reihe von Kanonen auf dem Äquator bauen. Dann hätten sie immerhin genügend inaktive Zeit pro Tag, um abzukühlen und ggf. gewartet und aufgeladen zu werden.
Ansonsten wären die Pole schon in Ordnung. Die Kanonen könnten ja, wie allgemein üblich, nicht nur drehbar montiert sein, sondern auch nach oben und unten schwenkbar sein.
Hat der Autor der Studie eigentlich auch bedacht was mit den ganzen Projektilen im Sonnensystem passiert? Die sind doch bestimmt wunderbare Kandidaten um wieder mit der Erde zu kollidieren (Die Bahn hat sich ha beim Start bereits gekreuzt). Ich vermute mal, dass diverse Energieerhaltungssätze dafür sorgen würden, dass der Effekt des Abschusses und des Einschlages sich aufheben. Man sollte also eher versuchen die Fluchtgeschwindigkeit des Sonnensystems zu erreichen (was je nach Abschussrichtung Richtung unterschiedlich schnell ist). Das würde die Kanone auch effizienter machen, d.h. es würde weniger Stützmasse verschossen (aber mehr Energie verbraucht).
Entfernt sich die Erde nicht sowieso automatisch ?
Der Mond hebt ja auch seine Umlaufbahn durch die Gezeitenreibung, zusätzlich hat die Sonne eine sinkende Gravitation durch den Massendefekt bei der Fusion und der Sonnenwind drückt doch auch ein bisschen. Reicht das nicht ?
Wäre es aber nicht einfacher Material auf den Mars zu feuern ? Damit er eine größere Masse und Wasser bekommt ? Wird’s dann auf der Erde zu heiß, dann ziehen wir um.
Noch ein Gedanke. Wieso muss die Materie die Erdanziehung überwinden ? Wäre es nicht besser wenn die wieder runterkommt ? Beim Wegschleudern erzeuge ich einen gewollten Rückstoß, gebe aber auch dem geschleuderten Material einen Impuls, der beim Aufprall dann auch in die „richtige“ Richtung wirkt. Oder ? Wär also vielleicht günstiger 100000 Kanonen zu nehmen die mit weniger Energie feuern, ein paar Millionen starke Wasserdüsen. Der Witz wäre die Synchronisation der Richtung.
@Captain E.
Die Vorstellung, an jedem Pol eine Kanone mit dieser Feuerkraft stehen zu haben ist ziemlich gruselig. Da kommt doch früher oder später jemand auf dumme Gedanken: Man muss ja „nur“ etwas langsamer feuern und die Geschosse kommen irgendwo auf der Erde wieder runter…
Da würden die Kanonen dann wohl eher das Problem lösen, das die Erde mit uns hat als unser Problem mit der Erdumlaufbahn.
@Franz #18
Energieerhaltung würde dafür sorgen, dass sich die Erdbahn nicht dauerhaft ändert, wenn die Geschosse wieder runter kommen (Start und Landung würden sich einfach aufheben).
@Ingo #8
Keine gute Idee: https://what-if.xkcd.com/13/
@Till #21
Nunjaaa – Machbarkeit und Betriebssicherheit sind hierbei ja nicht Gegenstand der Diskussion.
Trotzdem sagt doch auch Randall dass der Mond bewegt wird.
„What if we add more even more power“
Ich vermute allerdings eine aehnliche Betriebssicherheit bei entsprechend grossen Kanonen die einen nennenswerten Masseanteil der Erde verschiessen.
Mir kommt da noch eine andere Idee: könnte man nicht die Erbahn auch dadurch verändern, indem man immer wieder im Orbit auf der Tagseite grosse Nuklearbomben zündet? Okay, ob das dem Leben auf unserem Planeten zuträglich wäre, weiss ich nicht so recht, aber das sind ja nur Details…
Ich liebe solche Gedankenspiele 😀
Nach unten neigbar dürften die Railguns an den Polen nicht sein.. wenn sie um 23,5°(?) nach unten schießen müssten, müsste man ja einiges an Material rundherum abtragen, was dann die Anlieferung neuen Materials erschwert.. also doch lieber erstmal die Neigung der Erdachse korrigieren und dann waagrecht feuern 🙂
@Till#20
Energieerhaltung würde dafür sorgen, dass sich die Erdbahn nicht dauerhaft ändert
Wieso ? Die Energie kommt ja von zugeführter elektrischer Energie und nicht von der Gravitation. Die Kanone gibt der beschleunigten Masse eine kinetische Energie mit und erzeugt eine Abstoßungskraft die die Erde beschleunigt. Wenn das Geschoß dann zurückkommt, wird auch noch die Bewegungsenergie in Druck in derselben Richtung (und tw. Wärme) umgewandelt. Energetisch passt es.
Wärs nicht viel einfacher auf den Mars oder Titan umzusiedelb. Meine wäre ja erheblich wenige Masse zu bewegen ?
Eine bessere Idee wäre es aus meiner Sicht einen der grösseren Erdnahen Asteroiden wie Eros, Hebe oder Icarus zu einem „Rakete“ bzw Traktorraumschiff umzubauen, in eine parallele Umlaufbahn zur Erde zu positionieren und so zu beschleunigen dass die Erde über die gravitative Wechselwirkung in eine höhere Umlaufbahn gezogen wird.
@Franz
Wegen des Impulserhaltungssatzes darf das Zeug nicht mehr runterkommen. Wie bei dem Kugelspiel, wo aufgehängte Kugeln klak, klak immer (fast) wieder gleich hoch auspendeln.
Mal abgesehen davon, wo man die riesige Energiemengen hernehmen soll, die man für die Beschleunigung der „wegzuschleudernden“ Massen benötigt: Was will man da ins All schiessen? Das mit den vier vollgetankten Saturn-V-Raketen reicht bei weitem nicht, denn der größte Teil der Masse (Treibstoff und untere Stufen) bleibt ja auf der Erde (in der Atmosphäre) bzw. fällt wieder auf sie, denn nur die „Nutzlast“ wird letztendlich ins All geschossen. Aber über mehrere tausend Jahre Material von der Erde ins All zu schleudern, bedeutet ja, dass dieses Material hier entnommen werden müsste, da ist die Erdkruste bald verbraucht und wir müssen nicht darauf warten, dass die Sonne heißer wird, da es schon unter unseren Füßen sehr warm wird.
Der Vorschlag landet bei mir im Schubfach Phantastisch / Unrealistisch.
Ich würde an der Stelle, wo die Erdachse die Oberfläche erreicht ein 30 m Durchmesser Loch graben, bis zum Mittelpunkt der Erde, das sind 6370 Km. Die transsibirische Eisenbahn hat 9000 km. Also ein Klacks für die Russen.
Dann füllen wir Wasser in das Loch. Das fließt bis zum Erdmittelpunkt, erhitzt sich und wir bekommen eine riesige Wasserfontäne, die die Erdachse aus der Ekliptik katapultiert.
Frisches Wasser nachgefüllt und dann geht es mit Dampfantrieb in Richtung Mars.
Sollte es inzwischen zu warm geworden sein, installieren wir ein Sonnensegel , Plastik silberbeschichtet ins All, Größe etwa 3000 Km x 3000 Km, Der Schatten dürfte ausreichen, dass wir einen kühlen Kopf behalten, und weiter unseren dampfantrieb verbessern.
Was interessiert uns was in einer Milliarde Jahre passiert? Wenn wir so weiter machen wie im Moment, existieren wir spätestens in ein paar tausend Jahren schon nicht mehr.
Hat
die Erde in einer höheren Umlaufbahn eigentlich eine höhere oder niedrigere Energie? Die potentielle Energie nimmt zwar zu aber die kinetische ab.
@tohuwabohu: „Der Vorschlag landet bei mir im Schubfach Phantastisch / Unrealistisch.“
Spaßbremse :-p 😀
Früher oder Später müssen wir eh zu einen anderen Stern, da der verbleibende weisse Zwerg keine befriedigende Energiequelle mehr ist. Wir brauchen also viiiiel mehr Beschleunigung und für unterwegs nochmal so viel Energie damit wir es während der interstellaren Reise kuschlig warm behalten.
Und ich Dummerchen hielt mein Büro schon für verrückt, die Erde auf nahezu Lichtgeschwindigkeit beschleunigen zu wollen, damit man in seinem Raumschiff alle Youtube-Videos schauen kann. Da wird ja pro Sekunde mehrere Stunden Videomaterial hochgeladen. Man kann das nur anschauen, indem man ohne paralleles schauen die Eigenzeit der Erde ändert. Was liegt da näher, als einfach „nur“ die Erde in die Nähe von c zu bekommen?
Hm, hab ich meinen Kommentar jetzt abgeschickt?
Sorry für Doppelpost, falls das der Fall ist.
Ich liebe solche Gedankenspiele.
Mein Hirngespinst ist eine Mischung aus Florians Asteroiden und der Wesselschen Raketentechnik.
Rezept:
Man baue sich einen Weltraumlift (auf eine Million Jahre hin oder her kommt es nicht an…)
Man schicke genug Masse für einen Jahresbedarf der Masse oder 50 oder 100 davon a la Wesselsche Raketen über den Lift nach oben. Nun schickt nach diese Massen Stück für Stück (wie groß die Stücke praktischerweise sein müssen weiss ich nicht) auf die Reise, nutzt ein Swingby-Manöver bei der Sonne oder einem der größeren Planeten zur Beschleunigung und führt sie auf entsprechender Bahn an der Erde vorbei so dass sie die Erde ein winziges Stück wegziehen. Das ganze, sofern machbar, in Milliarden Jahre dauernder Bahnverfolgung.
Vorteil: Man braucht deutlich weniger Energie und Masse, die durch den Weltraumlift abgebremste Rotation der Erde könnte ausgeglichen werden. Ausserdem muss man sich nicht Milliarden Jahre um das Projekt kümmern, sondern nur ein paar Millionen Jahre …
Wäre das machbar?
Was mit den ganzen Körpern passiert wenn eine vorteilhafte Endposition der Erde erreicht ist, ist eine andere Sache …
[…] wenn man das Unmögliche denkt, ist es doch keine vertane Zeit: Und so berichtet Florian von einem Lehrer, der mal durchgerechnet hat wie wir einer immer heißer werdenden Sonne entkommen […]
Hat denn ein roter Riese dann noch die selbe Gravitationswirkung, wie sie jetzige Sonne? Und also verhält sich die Erde dann noch genau so, wie sie heute um die Sonne kreist?
Oder könnte es sein, dass sich entweder die Gravitation der Sonne verringert, weshalb die Erde und andere Planeten womöglich wegfliegen würden oder, wenn sich die Gravitation sogar noch erhöht, dass sie um so mehr angezogen werden, dass sie sogar in die Sonne (den roten Riesen) hineinfallen werden?
Lasst uns einfach ne Dyson-Sphäre mit Klimaanlage bauen und zum betreffenden Zeitpunkt einfach die Sonne runterkühlen. Ist doch ganz easy! xD
@andromed
Solange er die Erde nicht erreicht ja.
Kannst ja nachrechnen. 😉
@Karl-Heinz:
Zählen Sonnenwind und abgesprengte äußere Hüllen auch mit? Ich schätze, wenn die Masse nur groß genug wird, auf alle Fälle.