Genau, das wird meine nächste Rollenspielkampagne: Eine Weltraumoper!
Eine kleine, schlampig zusammengestückelte Website mit Infos zur Kampagne.
Da sieht man natürlich nur das, was die Spieler zu diesem Zeitpunkt wissen dürfen - im Hintergrund erarbeite ich wesentlich mehr.
Die Spieluniversumsbeschreibung wird ein PDF, das mit der Cepheus-Engine kompatibel ist (Cepheus ist ein freier Traveller-Klon, und da ich für diese Kampagne das deutsche 13Mann-Traveller (basierend auf Mongoose Traveller 1) benutze, passt das sehr gut). Das PDF soll es dann auch zu kaufen geben, für Leute, die es interessiert.
Chemische Raketen?!?
Wer sich mit der Science Fiction (oder gar mit Traveller) ein bisschen auskennt, der weiß, dass üblicherweise die Antriebe, die dort verwendet werden, um sein Raumschiff durch den Normalraum zu steuern, fantastische Leistungsfähigkeit besitzen: Wenig oder gar keine Reaktionsmasse, bei unglaublichen Beschleunigungswerten im vielfachen g-Bereich.
Ich aber verwende in meinem Setting chemische Raketen, die massenhaft Reaktionsmasse benötigen und nur vergleichsweise geringe Geschwindigkeiten erreichen. Warum?
Kurz gesagt: Weil chemische Raketen das Beste sind, was sich realistisch machen lässt. Eine Menge Sci-Fi-Fans werden jetzt aufschreien und Fusionsraketen, Orion-Antriebe oder Ionentriebwerke in die Debatte werfen. Aber die haben alle zwei wichtige Probleme:
E=1/2m*v²
Die fundamentale Gleichung für den Energiebedarf eines Antriebs: Um eine Reaktionsmasse auf die Geschwindigkeit v zu bringen, braucht man so viel Energie, wie 1/2m*v² ergibt. Mit anderen Worten: Bei doppelter Austrittsgeschwindigkeit der Reaktionsmasse (im Wesentlichen doppeltem Delta V) braucht man die vierfache Energie. Und normalerweise möchten wir Sci-.Fi-Fans ja nicht die doppelt, sondern eher die zwanzigfache Austrittsgeschwindigkeit haben. Also die VIERHUNDERTfache Energie.
Masse
So viel Energie muss bereitgestellt werden. Chemische Speicherung, die beste Methode unserer Zivilisation, um Energie verfügbar zu machen, funktioniert für solche Energiemengen nicht (sonst könnte man auch eine chemische Rakete benutzen). Also brauchen wir Solarzellen oder einen Atomreaktor (entweder Kernspaltung, oder, wenn wir besonders Sci-Fi-ig drauf sind, Fusionsenergie - heiß oder kalt).
Problem ist hier bloß: Sogar die leichteste dieser Möglichkeiten, die Solarzelle, wiegt eine Menge pro Watt. Je mehr aber die Energiequelle wiegt, desto geringer wird der Schub unseres Triebwerks, desto mehr Nutzlast müssen wir mit uns herumschleppen, und desto weniger nützlich wird unser höherer spezifischer Impuls (bzw. unsere Austrittsgeschwindigkeit).
(Das gilt übrigens sogar für kalte Kernfusion: Es gibt zwar Hinweise, dass diese realistischer sein mag als nettoenergieerzeugende heiße Kernfusion im Raumschiffmaßstab, aber die Leistungsdichte pro Masse sieht derzeit bei weitem nicht so spannend aus, wie wir das für ein elektrisch betriebenes Raumschiff oder gar für Fusionsraketen bräuchten.)
Um sich das mal vor Augen zu führen: Wenn wir eine Austrittsgeschwindkgiet von ca. 100,000 m/s haben wollen (was ungefähr 20 mal so viel wäre, wie die besten chemischen Raketen schaffen), bräuchten wir für 1 kg Reaktionsmasse pro Sekunde einen Reaktor, der 0,5*100.000²=5.000.000.000 Watt leistet. Ja, ihr habt richtig gelesen:
Fünf Gigawatt.
Zum Vergleich: Die in ganz Deutschland bereitgestellte Menge an elektrischer Kraftwerksleistung liegt bei etwa 200 GW (
Quelle). Noch ein Vergleich: Eine deutsche Fregatte der Brandenburg-Klasse (4,900 Tonnen, Gasturbinen und Dieselaggregate) hat eine Antriebsleistung von 38 MW,. Bei einem US-Flugzeugträger der Nimitz-Klasse (100.000 Tonnen, mit Kernspaltungsreaktor) sind es etwa 200 MW.
Um ein Kilogramm auf diese Austrittsgeschwindigkeit zu beschleunigen. Für ein Schiff von hundert Tonnen Masse entspräche das einer Beschleunigung von 1*100.000/100.000=1m/s², oder 0,1 g. (auch wenn niemand, nicht einmal die fortschrittlichste Weltraumzivilisation, die seit einer Milliarde Jahre die Sterne bereist, ein Schiff bauen könnte, das so viel Energie in einem Schiff von nur hundert Tonnen Masse bereitstellt - das ist einfach elementare Physik, nicht mal mit einem Antimateriereaktor ginge das, selbst wenn das Schiff nichts wäre als ein Reaktor).
Es ist also schlicht physikalisch unmöglich, nennenswerte Beschleunigungen mit diesen Antrieben extrem hoher Austritttsgeschwindigkeit zu erzielen. Das beste, auf das man hoffen kann, sind Beschleunigungen im Zentimeter-pro-sekundenquadrat-Bereich. Klar, damit kommt man dann irgendwann, nach langer Beschleunigung, auf nennenswerte Geschwindigkeiten. Aber man kann genauso gut einfach eine chemische Rakete nehmen und sie voller Reaktionsmasse packen.
Abwärme
Und dann gibt es da noch das andere Problem. Eine solche Energiequelle erzeugt Abwärme. Und die wird man im Weltraum schlecht los - Luftkühlung scheidet schließlich aus. Dazu verwendet die Internationale Raumstation Radiatoren, die die Wärme als Infrarotenergie abstrahlen - mit zwei recht imposanten Radiatormasten schafft sie eine Abstrahlleistung von 70 kW. Das sind 0,0014% von den obigen 5 GW.
Abwärme ist ein RIESENPROBLEM für Raumschiffe. Die meisten Science-Fiction-Settings, von Star Wars über Star Trek bis hin zu Traveller oder Jovian Chronicles, ignorieren das im Wesentlichen einfach (oder spielen das Problem hoffnungslos herunter), damit man riesige Raumschiffe mit tollen Antriebsleistungen haben kann. Aber das ist einfach völlig unrealistisch.
Was wir also brauchen, ist ein Antrieb, der weder zu viel Abwärme produziert (also nicht zu viel Energie braucht), noch zu schwer ist. Die Technik dafür haben wir: Chemische Raketen.
Aber wie reist man damit zu den Sternen?
Kurz gesagt: Gar nicht. Aber auch mit einer Fusionsrakete ginge das nicht, die Entfernungen zwischen Sternen sind einfach viel zu gewaltig. Nach derzeitigem Stand unserer Physik sind interstellare Reisen unmöglich - nicht, wie jetzt mancher vielleicht denkt, weil in diesem Universum nichts schneller reisen könne als das Licht (eine Materie, über die man trefflich streiten kann), sondern weil selbst mit unserem obigen hypothetischen Raumschiff, das einen 5GW-Reaktor, die dazugehörige Kühlung und eine Fusionsrakete mit einer Austrittsgeschwindigkeit von fantastischen 100.000 m/s hat und, seien wir großzügig, zu 98% aus Reaktionsmasse besteht, gerade mal eine Geschwindigkeit von rund 691.000 m/s erreichen kann (und dann hat man alle Reaktionsmasse verbraucht und keine Möglichkeit mehr, am Zielort wieder abzubremsen). Das entspricht großartigen 0,23% der Lichtgeschwindigkeit, man bräuchte damit also bis Proxima Centauri, dem am nächsten an der Sonne gelegenen Stern, knapp 2.000 Jahre.
Das heißt, für interstellare Reisen braucht man sowieso was anderes. Die Science Fiction behilft sich hier mit verschiedensten Fantastereien: Hyperraum (völlige Fantasy), Warpantrieb (nur wenig besser), Wurmlöcher (ein klein wenig weniger fantastisch, aber immer noch, nach derzeitigem Stand, praktisch nicht machbar) oder dergleichen. Aber das ist ein Kompromiss, den man eingehen kann: Eine einzige Ausnahme von realer Physik, damit die Geschichte spannender wird. (ich selbst verwende einen "Tachyoneninduktor" in meiner kommenden Kampagne - eine Idee, die sich zumindest teilweise aus der Speziellen Relativitätstheorie herleiten lässt, wenn man die zahlreichen praktischen Probleme höflich ignoriert).
Wenn ich hier aber sowieso ein bisschen fantasieren muss, kann ich auch so herumspinnen, dass die übrigen Annahmen meines Spieluniversums möglichst realistisch bleiben können, ohne die Geschichte zu zerstören. Also muss man gar nicht so weit durch den Weltraum reisen, bevor man den Überlichtantrieb aktivieren kann, und schon funktioniert mein interstellares Setting mit chemischen Raketen.
Ich finde übrigens, dass dabei ein sehr viel spannenderes Setting herausgekommen ist, als ich das selbst erwartet hätte. Aber lasst Euch überraschen.
