Star-Trek-Technologie

Star-Trek-Technologie bezeichnet die Gesamtheit der in den Science-Fiction-Fernsehserien und -Filmen des Star-Trek-Franchise auftretenden fiktiven Geräte und Technologien. Zum Teil versuchten die Autoren, die für die fiktiven Technologien verwendeten Begriffe serien- und filmübergreifend zu vereinheitlichen. Dabei sind einige erfundene Begriffe lediglich Variationen bestehender Wörter, wie beispielsweise Tricorder von Recorder und Dilithium von Lithium, während andere Bezeichnungen wie Heisenberg-Kompensator einen Wissenschaftlichen Witz darstellen.

Fiktion und Realisierbarkeit

Obschon der Entwurf der dort gezeigten Geräte im Wesentlichen finanziellen und dramaturgischen Notwendigkeiten folgte, wurden in Folge der steigenden Popularität von Star Trek diese fiktiven Technologien von einigen Physikern auf Verträglichkeit mit den heute bekannten physikalischen Gesetzen untersucht. Ein Teil der in den Serien und Filmen gezeigten Technologien wurde dabei von diesen nicht als grundsätzlich unmöglich ausgeschlossen. Besonders die dargestellte Alltagstechnik ist heute teilweise Normalität, war jedoch zur Produktionszeit der Serien undenkbar. Zur Produktionszeit der ersten Serie des Franchise Raumschiff Enterprise in den 1960er-Jahren waren beispielsweise handliche Kommunikationsgeräte wie Mobiltelefone und Handhelds, Spracherkennungssysteme, Computertomographie sowie kleine und tragbare Computer technisch noch nicht möglich.

Viele der für die Dramaturgie der Produktionen eine Schlüsselrolle spielenden Technologien wurden allerdings als physikalisch unmöglich oder technisch nicht realisierbar eingeschätzt.

Effekte und Dramaturgie

In der Darstellung vieler technischer Details war die Star-Trek-Reihe stilbildend für spätere Science-Fiction-Filme. Teilweise griffen die Produzenten und Gestalter der Serie dabei auf ältere Filme des Genres zurück, übernahmen Ideen und entwickelten sie weiter.

Immer wieder wurden Sound-, Spezial- und Visuelle Effekte eingesetzt, die den Zuschauern eine Orientierungshilfe in der futuristischen Umgebung geben und die Spannung erhöhen sollten. So wurden zur Steigerung der Atmosphäre viele Vorgänge mit Geräuschen unterlegt, die in der Realität nicht zu hören sein dürften oder deren Entstehung nicht erforderlich wäre. Schallwellen können sich im nahezu materielosen Vakuum des Weltalls nicht ausbreiten. Trotzdem erzeugten vorbeifliegende Raumschiffe, das Abfeuern von Waffen und Explosionen eine entsprechende Geräuschkulisse. Erst in Star Trek wird dieser Punkt beachtet. Auch das Öffnen und Schließen der automatischen Türen an Bord der Enterprise wurde mit an pneumatische Mechanismen erinnernden Geräuschen untermalt.

Nur scheinbar realistisch waren die Formen und Flugbewegungen der Raumschiffe, die sich eher an den Erfordernissen für Flugkörper in einer Atmosphäre orientierten. Die Raumfahrzeuge hatten zum Teil eine aerodynamische Form, flogen geradlinig durch den Weltraum, aber legten sich dann in die Kurve, als gelte es, aerodynamische Auftriebskräfte für eine Richtungsänderung zu nutzen. Sämtliche Schiffe bewegten sich weitgehend in einer Ebene mit derselben Orientierung von Oben und Unten, wie Flugzeuge in der Luft, obwohl dies im Weltall unnötig ist. Dies war auch bedingt durch die ursprüngliche Befestigung der Modelle an Stangen, die sich nicht kreuzen durften (Motion-Control-Fotografie). Als Computeranimationen freiere Bewegungsabläufe erlaubten, war diese Bewegungsform schon so etabliert, dass sie zunächst weitgehend beibehalten wurde und erst in Star Trek mehrfach deutlich aufgegeben wurde. Erklärt wird die aerodynamische Form damit, dass nur so ein Überlichtflug (Warp) technisch funktioniert, ohne den Weltraum zu „beschädigen“; weiter ausgefeilt wird dieser Aspekt durch die schwenkbaren Warpgondeln der USS Voyager. Obwohl es mangels Bezugssystem im Weltall kein „oben“ und „unten“ gibt, trafen mehrere Raumschiffe immer so aufeinander, dass sie sich „aufrecht“ gegenüberstanden; wobei die Kommandobrücke bei fast allen Raumschifftypen „oben“ lag. Die Ausnahme bildeten havarierte Schiffe oder verlassene Raumstationen, die in der Zuschauerperspektive bezüglich der Enterprise meist „schief“ im Raum lagen. In Star Trek II: Der Zorn des Khan nutzt Captain Kirk jedoch die Unerfahrenheit von Khan (der seit 1996 eingefroren war) im dreidimensionalen Kampf aus.

Ein weiteres Gestaltungsmittel war die unrealistische Darstellung von als Waffen eingesetzten Energiestrahlen (vergleiche dazu Phaser). Diese wären äußerst ineffektiv, wenn sie seitlich sichtbares Licht aussendeten und sich nur mit der Geschwindigkeit eines Projektils oder noch langsamer bewegten, so dass Personen mit einem Sprung zur Seite einem bereits abgefeuerten Schuss ausweichen könnten.

Beinahe jedes technische Bauteil eines Schiffes fiel bei irgendeiner Weltraumschlacht oder aus anderen Gründen einmal aus. Dabei waren dramaturgiebedingt Antrieb und Waffen besonders anfällig. Jedoch arbeitete der Künstliche-Schwerkraft-Generator sogar bei einem kompletten Energie- und Systemausfall problemlos weiter - mit einer Ausnahme im Kinofilm Star Trek VI: Das unentdeckte Land, bei dem das höhere Budget derartige Effekte zuließ. Wurden die Schiffe im Kampf getroffen, kam es regelmäßig zu Funkenflug oder Feuer an Armaturen auf der Brücke, obwohl diese nicht direkt getroffen worden war. Wenn auch unrealistisch, erlaubte dies eine dramatische Darstellung der Gefahren, in denen sich die Besatzung gerade befand.

Konzepte aus Star Trek

Impulsantrieb (Unterlichtantrieb)

Raumschiffe im Star-Trek-Universum werden vom sogenannten Impulsantrieb beschleunigt, um sich unterhalb der Lichtgeschwindigkeit fortzubewegen (Unterlichtgeschwindigkeit). Die Geschwindigkeit wird in Anteilen der Maximalgeschwindigkeit angegeben, also „voller Impuls“, „halber Impuls“, jedoch ist es unbekannt, welcher Geschwindigkeit dies entspricht, ebenso die genaue Funktionsweise. In dem zur Serie „Star Trek Das nächste Jahrhundert“ herausgebrachten Referenzwerk „Die Technik der USS Enterprise“, welches neben anderen von Michael Okuda verfasst wurde, wird erklärt, dass der Impulsantrieb durch Kernfusion betrieben wird. Weiterhin heißt es dort, dass voller Impuls 25 % der Lichtgeschwindigkeit entspricht, weil bei höheren Geschwindigkeiten unerwünschte relativistische Effekte auftreten. Grundsätzlich hat diese Antriebsform aber keine Geschwindigkeitsbeschränkung, abgesehen von der natürlichen Lichtgeschwindigkeitsbarriere.

Überlichtantriebe

Warp-Antrieb

Die Fortbewegung mit Überlichtgeschwindigkeit in der Star-Trek-Welt ist wohl einer der meistdiskutierten Punkte. Nach der Star-Trek-Physik ist es möglich, dass ein Raumschiff mit Hilfe des so genannten Warp-Antriebs interstellare Entfernungen überwindet, ohne in Konflikt mit den Gesetzen der Relativitätstheorie zu kommen. Das jeweilige Schiff erreicht seinen Zielort zwar schneller als das Licht, bewegt sich innerhalb der vom Raum-Zeit-krümmenden Antrieb erzeugten Warp-Blase aber mit Unterlichtgeschwindigkeit – es wird das Schiff also nicht etwa überlichtschnell beschleunigt, sondern der Weg verkürzt. In den vom ZDF synchronisierten Folgen der Originalserie wurde der Warp-Antrieb auch als Sol-Antrieb (angeblich als Abkürzung für Speed Over Light) übersetzt.

Noch „schneller“ als ein Warp-9-fähiges Raumschiff ist im ST-Universum nur die Subraumkommunikation, da im Subraum wiederum andere physikalische Gesetze gelten. So wird die Beschränkung der Lichtgeschwindigkeit mit einem Kunstgriff der Autoren umgangen und extrem hohe Übertragungsgeschwindigkeiten sind möglich.

Der in mehreren im 24. Jahrhundert spielenden ST-Serien und -Folgen als „unendliche Geschwindigkeit“ definierte Faktor 10 wird in einer Folge der Raumschiff-Voyager-Serie erreicht. Das Raumschiff befindet sich dabei an jedem Punkt des Universums gleichzeitig. In TOS, TAS und in der Zukunft, die in der letzten TNG-Episode „Gestern, Heute, Morgen“ gezeigt wird, gilt eine andere Warp-Skala. In Star Trek IV: Zurück in die Gegenwart können das Raumschiff und seine Crew mit Warp 10 in die Vergangenheit reisen (jedoch nach der alten Warpskala, es wird keine unendliche Geschwindigkeit erreicht, sondern die Krümmung der Raumzeit im Gravitationsfeld der Sonne genutzt. Nach welchen physikalischen Prinzipien diese Art der Zeitreise funktioniert ist ungeklärt).

Der Warp-Antrieb besitzt für die Föderation eine zusätzliche besondere Bedeutung. Nur wenn eine Spezies über eine solche Technologie verfügt, tritt üblicherweise die Föderation mit ihr in Kontakt. Im Falle der Erde wird die Erfindung des Warp-Antriebes im Jahre 2063 in dem Film Star Trek: Der erste Kontakt thematisiert.

Alternative Überlichtantriebe

In einigen Episoden werden auch alternative Überlichtantriebe zum Warp-Antrieb entwickelt. Damit wollten sich die Autoren Freiräume schaffen, um für einzelne Folgen große Entfernungen zurückzulegen. In einer Autorenanmerkung im Buch „Die Technik der USS Enterprise“ steht es folgendermaßen formuliert: „Und schließlich mussten wir ein Hintertürchen für verschiedene mächtige Außerirdische wie Q schaffen, die den Kniff raus haben, das Schiff innerhalb einer Werbepause Millionen Lichtjahre weit durch den Raum zu schleudern.“

Dazu gehören folgende Antriebskonzepte:

• Koaxialwarpantrieb
• Quantenslipstreamantrieb
• Subraumkatapult
• Subraumkorridor der Vaadwaur
• Subraumwirbel der Xindi
• Transwarpantrieb der Voth
• Transwarpkanal der Borg
  • Transwarpspule
  • Transwarpzentrum
• Verlagerungswelle des Fürsorgers
• Künstliche Wurmlöcher
  • Geodätische Falte
  • Subraumtrichter

Sonstige Überlichtantriebe

Daneben gibt es auch noch Überlichtantriebe, welche nicht schneller als der Warpantrieb sind, sondern als Parallelentwicklung anderer Völker gedacht sind.

Dazu gehören folgende Antriebskonzepte:

• Solitonwelle
• Sonnensegel mit Tachyonenwirbel

Trägheitsdämpfer

Um die bei der Beschleunigung der Raumschiffe auftretenden Kräfte zu eliminieren, wird in Star-Trek der Trägheitsdämpfer verwendet. Allerdings würde ein „realer“ Trägheitsdämpfer auch die bei Weltraum-Kämpfen auftretenden Kräfte kompensieren, so dass sich niemand an den Konsolen festhalten müsste. Aus dramaturgischen Gründen erzeugen Weltraumkämpfe in Star Trek dennoch beeindruckende Erschütterungen innerhalb der Raumschiffe. Fans wenden gegen dieses Argument meist ein, dass der Treffer auch eine Fehlfunktion des Dämpfers hervorrufe und die Erschütterung daraus entstehe.

Im „Technical Manual“ zu Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert von Rick Sternbach und Michael Okuda wird erklärt, dass der Trägheitsdämpfer eine gewisse Zeit benötigt, um Bewegungen des Schiffes, etwa bei Richtungswechsel oder Einschlägen zu registrieren und dann auszugleichen. Trotzdem dürfte der Effekt dem gleichen dramaturgischen Problem geschuldet sein wie das Explodieren der Konsolen, wenn das Raumschiff bei einem Gefecht getroffen wird. Eine technische Vorstellung von der Funktionsweise eines Trägheitsdämpfers gibt es bisher nicht, jedoch könnte man eine (fadenscheinige) Erklärung in den bislang experimentell nicht bestätigten Higgs-Teilchen finden, die der Materie ihre Masse vermitteln sollen.

Subraum

Der Subraum ist die Star-Trek-Variante des in der Science-Fiction beliebten Konzeptes eines extradimensionalen Hyperraums. Durch Rückgriff auf das Hyperraum-Konzept werden dramaturgisch wichtige fiktive Technologien wie Langstrecken-Echtzeitkommunikation und Flüge mit Überlichtgeschwindigkeit erklärt. Die Darstellung des Konzepts in den Serien ist nicht konsistent: Während in den meisten Folgen der Serien eine unverzögerte Kommunikation viele Lichtjahre über den Hyperraum hinweg dargestellt wird, müssen die Protagonisten gelegentlich mehrere Tage auf eine Nachricht warten, wenn es die jeweilige Dramaturgie erfordert.

Transporter

Der Transporter ist ein in den Star-Trek-Serien und -Filmen dargestelltes, fiktives Gerät, das es ermöglicht, Gegenstände und Personen in kürzester Zeit von einem Ort zu einem anderen zu transportieren. Das Konzept wird in der Science-Fiction-Literatur meist Teleportation genannt. Von den Protagonisten der Serien wird der Vorgang selbst als „Beamen“ bezeichnet. Das Beamen ist eines der bekanntesten Konzepte aus den Star-Trek-Produktionen und hat in vielfältiger Weise Eingang in die Alltagskultur gefunden. Der Begriff „Beamen“ hat sich als Anglizismus im Deutschen etabliert. “Beam me up, Scotty” (deutsch: „Beam mich hoch, Scotty“) gilt als bekanntester Satz der Star-Trek-Geschichte, wurde aber in diesem Wortlaut niemals von irgendeiner Figur in einer ST-Serie oder -Film tatsächlich ausgesprochen.

In der ersten Star-Trek-Serie Raumschiff Enterprise der 1960er-Jahre wurde Teleportation aus Kostengründen eingeführt, um in der Produktion aufwendige und kostenintensive Landesequenzen auf fremden Planeten einsparen zu können. Es gibt Belege, dass der Produzent Gene Roddenberry das Beamen bereits in seinen Entwürfen zur Serie eingearbeitet hatte, bevor das Thema Kosten eine Rolle spielte. Roddenberry habe einmal in einem Gespräch mit dem Astronauten Alan Shepard zugegeben, keine Ahnung davon zu haben, wie man „so ein Ding“ (gemeint ist ein Raumfahrzeug) auf einem Planeten lande. Also habe er das Konzept der Teleportation aus dem Film Die Fliege geklaut und so perfektioniert, dass zwei gleichzeitig teleportierte Körper eben nichts mehr miteinander austauschen. Deswegen heiße es ja auch nicht mehr „Teleportation“, sondern „Beamen“.

Das Konzept des Beamens wirft aus heutiger wissenschaftlicher Sicht etliche Probleme auf, die es, so wie in Star Trek dargestellt, wohl auf unabsehbare Zeit unmöglich machen.

• Laut Heisenbergscher Unschärferelation ist es nicht möglich, zu einem bestimmten Zeitpunkt sowohl den genauen Ort als auch die Geschwindigkeit und Richtung eines subatomaren Partikels festzustellen. In Star Trek wird dieses Problem durch den sogenannten Heisenberg-Kompensator umgangen. Auf die Frage, wie der Heisenberg-Kompensator denn funktioniere, antwortete Michael Okuda lapidar: „Er funktioniert sehr gut, danke.“^[1]
• Für die Aufhebung der atomaren Bindung müssten die Atome des zu beamenden Objekts, also zum Beispiel ein Mensch, auf etwa 1 Milliarde K erhitzt werden. Dies würde das Objekt sicher zerstören.
• Aus philosophischer Sicht stellt sich die Frage, ob dabei nicht etwa das Individuum getötet und ein Zwilling oder Klon von ihm produziert wird.
• Es wird nicht geklärt, was mit der Materie geschieht, in die das Objekt gebeamt wird. Was geschieht mit den Gasen, Staubpartikeln, Mikroben, die sich an genau dem Ort befinden, an dem der Körper zusammengesetzt wird?
• Unklar ist, ob es notwendig ist, sich zum Beamen in den Transporterraum zu begeben. Es scheint auszureichen, wenn lediglich am Start- oder am Zielpunkt ein Transportergerät existiert. Allerdings gibt es einige Folgen, in denen sich die Figuren direkt andernorts hinbeamen lassen, z.B. von einer Planetenoberfläche auf die Brücke der Enterprise.
• Es ist unklar, was mit dem Bewusstsein der transportierten Menschen passiert. Als Hoshi in der Folge Vermisst (engl. Vanishing Point) erstmals den Transporter verwendet, hat sie während des 8-sekundigen Beamens einen luziden Traum, der ihr etwa einen Tag lang vorkommt.

Mit der Quantenteleportation ist es zwar in der Realität gelungen, die Eigenschaften eines subatomaren Teilchens auf ein anderes zu übertragen. Dies darf jedoch nicht mit dem in den Star-Trek-Produktionen dargestellten Beamen verwechselt werden.

Überlichtteleportation

Neben dem gewöhnlichen Transporter der Enterprise, welcher von den meisten Völkern verwendet wird, gibt es auch eine Reihe alternativer Entwicklungen, die darauf abzielen, mit Überlichtgeschwindigkeit über größere Entfernungen zu teleportieren. Manchmal als komplette Alternative zum Überlichtantrieb, manchmal als Ergänzung oder militärisches Mittel.

Beispiele:

• Iconianisches Portal
• Rutianischer Inverter
• Sikarianischer Raumtrajektor
• Subquanten-Transporter
• Subraumtransporter
• Nyrianischer Translokator
• Transwarp-Beamen
• Zenotaph (Subraumvakuolen)
• Raumtrajektor

Zeit- und Alternativrealitäts-Teleportation

Außerdem gibt es Transportvorrichtungen, welche in der Lage sind, Zeitreisen zu vollziehen oder Personen in anderen Realitäten zu versetzen.

Beispiele:

• Atavachron
• Hüter der Ewigkeit
• Multidimensionaler Transporter
• Temporaler Transporter der zukünftigen Sternenflotte
• Vosks Zeitkanal
• Zeitportal auf Golana

Tarnung

Manche Raumschiffe, insbesondere solche der Romulaner und Klingonen, besitzen eine Tarnvorrichtung. Diese erzeugt ein Feld, das die Raumschiffe optisch und für die Sensoren unsichtbar macht, indem es Licht und andere Strahlen um das Raumschiff herum leitet.

In einer Episode der Serie Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert wurde eine sogenannte Interphasen-Tarnvorrichtung vorgestellt. Diese war in der Lage, ein Objekt während dessen aktiver Interphasen-Tarnung Materie durchdringen zu lassen. Beim Deaktivieren der Technik bestand die Gefahr, dass das vorher getarnte Objekt mit einem anderen Objekt, das sich an der Stelle der Enttarnung befindet, zu „verschmelzen“. So verstarb die Besatzung des Prototypen-Raumschiffes an den Folgen der „Verschmelzung“ mit einem Asteroiden.

Replikator

Sogenannte Replikatoren erlauben es, jeden in seiner atomaren Struktur vorher erfassten oder programmierten Gegenstand zu duplizieren. Damit werden vor allem Dinge des täglichen Bedarfs, zum Beispiel Lebensmittel, erzeugt, jedoch ist der Replikator nicht auf Solche beschränkt. In der Serie Deep Space Nine wird der Eingang zu einem Wurmloch sogar mit Minen blockiert, die sich selbst replizieren, um explodierte, benachbarte Minen zu ersetzen.

Allerdings ist der Replikator nicht perfekt, es wird einige Male gesagt oder angedeutet, dass „echtes“ Essen besser schmeckt. Das Synthetisieren auf molekularer Ebene statt auf Quantenebene, auf der zum Beispiel das Transportersystem arbeitet, ist ein möglicher Grund, warum replizierte Speisen teilweise schlechter schmecken als „echtes“ Essen.

Dadurch lässt sich erklären, dass manche Substanzen wie „in Gold gepresstes Latinum“ nicht gleichwertig hergestellt werden können (ähnlich synthetischen versus „echten“ Diamanten). Das lässt sich auch aus einem dramaturgischen Gesichtspunkt erklären, weil damit sonst beliebige Reichtümer angehäuft werden könnten. In der Föderation, in der materielle Probleme – nicht zuletzt durch diese Technologie – weitgehend beseitigt sind, ist das nicht relevant, da keine Währungsmittel mehr verwendet werden. Bei der Interaktion mit anderen Spezies, insbesondere den Ferengi, musste dann auf dramaturgische Tricks zurückgegriffen werden, damit fiktive, unreplizierbare Substanzen wie „in Gold gepresstes Latinum“ einen nachvollziehbaren Wert haben.

Eine mögliche Erklärung dafür, dass Replikatoren die Daten nur molekular speichern, ist, dass die Daten im Gegensatz zum Transporter dauerhaft gespeichert werden müssen und die genaue Speicherung der Quantenzustände viel mehr Speicherplatz beanspruchen würde, und nicht auf Dauer stabil ist.

Als Vorläufer des Replikators gelten der Nahrungsverteiler auf der USS Enterprise (NCC 1701) und der Proteinresequenzer auf der Enterprise (NX-01).

Nahrungsverteiler

Als Nahrungsverteiler bezeichnet man im 23. Jahrhundert ein schiffsweites System zur Verteilung von Lebensmitteln. Die Technologie ist wesentlich unausgereifter als die des Replikators, weshalb der Nahrungsverteiler als dessen Vorläufer gilt. Die „programmierung“ des Nahrungsverteilers geschieht über Kassettenähnliche Module, die in den Nahrungsverteiler eingeführt werden müssen um das gewünschte Nahrungsmittel zu erhalten.

Der Begriff Nahrungsverteiler wird in der Umgangssprache auch im 24. Jahrhundert gebraucht.

Proteinresequenzer

Der Proteinresequenzer oder Proteinumformer ist ein Gerät an Board der Enterprise (NX-01), mit dem Proteine so umgeformt werden können, dass sie eine fertige Speise ergeben. Er findet insbesondere dabei Verwendung, nicht an Bord befindliche Nahrungsmittel zu erzeugen.

Holodeck

In den Star-Trek-Serien wird das Holodeck als ein Raum dargestellt, in dem beliebige virtuelle Welten mittels einer Kombination aus Holografie- und Replikatoren-Technik simuliert werden können. Im Unterschied zu tatsächlich existierenden Virtuellen-Realität- und CAVE-Systemen können die dargestellten Umgebungen, Gegenstände und Personen aber nicht nur visuell und akustisch, sondern auch haptisch realistisch wahrgenommen werden, so dass beim Benutzer ein Gefühl völliger Immersion erzeugt wird.

Filmvirtualität

Die Darstellungen des Holodecks in den Filmen und Serien ist unterschiedlich: In manchen Folgen der zweiten Star-Trek-Serie löst sich im Holodeck simulierte komplexe Materie (wie holographische Menschen) außerhalb des Holodecks auf, während in anderen Folgen einfache Gegenstände aus dem Holodeck mitgenommen werden können. In der Serie Star Trek - The Next Generation wird erwähnt, dass das Holodeck, ähnlich wie ein Replikator, in der Lage ist Materie zu erzeugen oder per Transporter ins Holodeck zu Beamen. Trinkt jemand im Holodeck Wein, wird dieser kurz vor dem Moment des Trinkens repliziert und dadurch materialisiert. Auch der Zusammenhang zwischen räumlicher Ausdehnung des Holodecks und der Begrenzung der darin erzeugten begehbaren virtuellen Welt wird unterschiedlich dargestellt: In einer Folge wirft ein Protagonist einen Gegenstand an die Wand des Holodecks, die mit einer kurzen Verzerrung des Bildes reagiert. In anderen Folgen dagegen bewegen sich die Besucher des Holodecks scheinbar ohne räumliche Grenzen, wenngleich sie schon längst auf eine Wand hätten treffen müssen. Ein wichtiges dramaturgisches Element der dargestellten Holodecktechnologie sind die sogenannten Sicherheitsprotokolle, die trotz der haptischen Dimension der virtuellen Umgebungen gefährliche Verletzungen der Protagonisten ausschließen sollen.

Realisierbarkeit

Lawrence M. Krauss sieht 1996 in seiner Untersuchung^[2] – auch unter Annahme sehr weit fortgeschrittener Technik – keine denkbare zu Grunde liegende Funktionsweise zur Realisierung einer solchen Vorstellung.

Fühlbare 3D-Projektionen sind die Grundlage des Holodecks. Forscher der Universität in Tokio haben auf der Siggraph 2009 in New Orleans eine Holoprojektion vorgestellt, die bei Berührung Druck ausübt. Projektionen fühlen sich dadurch wie feste Objekte an.^[3] Regentropfen auf der Hand sind gut sichtbar und erfühlbar.^[4]

Waffen

Phaser

Der Phaser (Phased Energy Rectification) ist die Star-Trek-Variante der im Science-Fiction-Genre üblichen Strahlenwaffen, der Name lehnt sich an den realen Laser an. Innerhalb der Serien und Filme wird der „Strahl“ des Phaser von den Protagonisten widersprüchlich manchmal als Energiestrahl und manchmal als Partikelstrahl bezeichnet. Außerdem wird oft davon gesprochen, dass der Strahl sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewege, was jedoch nicht in Einklang mit den verwendeten visuellen Effekten stehen kann. In den Produktionen werden diese Strahlenwaffen sowohl als Handwaffen wie auch als Bewaffnung der Raumschiffe gezeigt, die auch jeweils ähnlich visualisiert werden.

Disruptoren

sind eine andere Variante von in Star-Trek-Produktionen gezeigten Strahlenwaffen. Im Gegensatz zu den Phasern sind sie mit unterschiedlichen visuellen Effekten verknüpft, bei denen statt eines durchgehenden Strahls Lichtkugeln gezeigt werden und in manchen Fällen außerdem die getroffenen Personen vollständig verschwinden.

Impulsphaser

sind eine weitere Variante, die durch eine impulsartige Entladung der gespeicherten Energie einen wellenförmigen Strahl abgeben, der insbesondere höhere Wirkung gegen Borgtechnologie aufweist. Die USS Defiant aus DS9 hat vier dieser Waffen zur Verfügung.

Torpedos

Fusionstorpedos

In der Serie „Star Trek Enterprise“, die chronologisch vor den anderen Serien spielt, benutzen die Menschen Torpedos auf der Basis von Kernfusion. Erst im Verlauf der Serie werden die auf Antimaterie basierenden Photoniktorpedos eingesetzt.

Photonik-/Photonentorpedos

Photonentorpedos, in „Star Trek Enterprise“ Photoniktorpedos genannt, und „Antimaterietorpedos“ sind mit Materie (hier Deuterium) und Antimaterie (Antideuterium) gefüllte Geschosse. Die Wirkung basiert auf der Annihilation von Materie und Antimaterie. Die Lagerung des Antideuteriums erfolgt in einer magnetischen Flasche. Kurz vor der Detonation werden beide Komponenten in eine spezielle Kammer gegeben, jedoch weiterhin magnetisch voneinander getrennt gehalten. Die Detonation wird schließlich durch das Abschalten des Magnetfelds hervorgerufen. Bei der Verschmelzung von Materie und Antimaterie entstehen Photonen, daher erklärt sich die Bezeichnung Photonentorpedo. Nach der Einsteinschen Formel E = mc² ergibt sich bei einer Nutzlast von einem Kilogramm (0,5 kg Deuterium + 0,5 kg Antideuterium) eine Energieausbeute von 1 kg · (300.000.000 m/s)² = 90.000.000.000.000.000 Joule (1 kg · (3 · 10⁸ m/s)² = 9 · 10¹⁶ J = 21,5 MT). Photonentorpedos haben aber bis zu 1,5kg Antideuterium + 1,5 kg Deuterium, was einer Sprengkraft von ca. 64,5 MT entspricht.^[5] Reale 2-stufige Wasserstoffbomben hatten bis 15 MT, die größte (Zar-Bombe, 2-stufig) hatte 57 MT (Liste von Kernwaffentests). Jedoch scheint die wahre Vernichtungskraft von Photonentorpedos in Star Trek aus filmtechnischen Gründen wesentlich geringer auszufallen, da selbst Schiffe mit zerstörten Schutzschilden die Detonation eines Photonentorpedos, wenn auch beschädigt, überstehen können. Jedoch ist anzumerken, dass sich Waffeneffekte in diesem Zusammenhang nur schwer beobachten lassen, da zum einen ein Großteil der freiwerdenden Energie außerhalb des sichtbaren Spektrums liegen dürfte und zum anderen Schiffe in Star Trek aus fiktiven Materialien bestehen und neben ihren Schilden zusätzlich durch Kraftfelder, das sogenannte strukturelle Integritätsfeld, geschützt sind. Hinzu kommt, dass im Weltraum mangels Atmosphäre keine Druckwelle entstehen kann, die bei Explosionen auf der Erde maßgeblich für die Zerstörung verantwortlich ist.

Leere Torpedohüllen werden in Star Trek außerdem zur Weltraumbestattung genutzt, ähnliche Objekte in einzelnen Extremfällen auch zum Personentransport. Die Weltraumbestattung wurde, nach diesem Vorbild, in wesentlich kleinerem Maßstab bereits durchgeführt.

Quantentorpedos

Quantentorpedos verwenden statt einer Materie-Antimaterie-Reaktion wie bei Photonentorpedos eine komplexe quantenphysikalische Technologie, um möglichst viel Energie gegen gegnerische Objekte freizusetzen. Zusätzlich gibt es eine stark verkleinerte Form dieser Waffe (13 cm lang), die auf Shuttles und sonstigen kleinen Schiffen eingesetzt wird.

Sonstige Waffen

Daneben existieren eine Vielzahl weiterer Torpedos und Raketen, die nur für einzelne Episoden eingeführt worden sind und hier den Rahmen sprengen würde. Hier vier unter den Fans bekannte Beispiele:

• Transphasentorpedos werden das erste und einzige Mal von der USS Voyager in der Folge „Endspiel“ verwendet. Sie stammen aus der Zukunft und wurden von Admiral Janeway mitgebracht, um sich in einer zu erwartenden Kampfhandlung gegen die Borg erfolgreich verteidigen zu können. Es scheinen modifizierte Quantentorpedos zu sein, die leicht aus der Phase verschoben werden, um physische Objekte und feindliche Schilde zu umgehen und direkt an der Schiffshülle zu explodieren, wodurch selbst die Borg keine Chance haben, deren destruktive Wirkung durch Anpassung der Schildfrequenz abzuschwächen.
• Chronotontorpedos, die ebenfalls nur in der Serie „Star Trek Voyager“ auftauchen, werden dort von einer Spezies namens „Krenim“ verwendet. Dadurch, dass der Torpedo mit einer Hülle umgeben ist, die ihn dem normalen Zeitfluss entzieht, kann er Schutzschilde von Raumschiffen durchdringen. Chronotontorpedos funktionieren insofern ähnlich wie Transphasentorpedos, weil sie die feindlichen Schilde umgehen, statt sie durch eine Explosion zu zerstören.
• Polaronwaffen (Strahlen und Pulse), die in der Serie „Star Trek Deep Space Nine“ auftauchen, werden während des dort als Handlungsbasis dargestellten Dominion-Krieges von den Feinden der Föderation verwendet. Sie durchdringen anfangs, wie die Chronotontorpedos, die Schutzschilde der Sternenflotte, können später aber neutralisiert werden.
• Energiedämpfungswaffen/Energiedissipatoren sind ebenfalls in „Star Trek Deep Space Nine“ im dargestellten Dominion-Krieg eingesetzte Waffen. Sie wurden von einer Spezies namens Breen entwickelt und legen die elektrischen Systeme an Bord eines getroffenen Raumschiffes lahm. Sie werden am Ende des Krieges von der Sternenflotte ebenfalls neutralisiert.

Schilde

Im Star-Trek-Universum sind viele Schiffe mit Energieschilden ausgestattet, die vor Waffenbeschuss, elektromagnetischer Strahlung, Beamen oder kosmischer Strahlung schützen. Alle Schiffe der Sternenflotte besitzen derartige Schilde. Bei Überlastung fallen sie in der Regel aus, so dass das Schiff schutzlos wird. Eine kritische Komponente des Schildsystems ist die Frequenz: durch eine geschickte Modulierung und Anpassung an die Frequenz gegnerischer Waffensysteme kann man eine fast hundertprozentige Ableitung erzielen. Sind dagegen die gegnerischen Waffenfrequenzen genau auf die Schildmodulation eingestellt, durchdringen die feindlichen Waffen diese mühelos und beschädigen direkt die Schiffshülle.

Kraftfelder

Eine Variation der Schildtechnologie sind Kraftfelder, die genutzt werden, um Schiffskorridore abzusperren oder als unsichtbares „strukturelles Integritätsfeld“ dem Schiffsrumpf die nötige Festigkeit zu verleihen, um Angriffen standzuhalten und starke Beschleunigungen zu überstehen.

Deflektor

Neben vielen verschiedenen Sensoren befindet sich auch der Generator für den Deflektorschild in der Deflektorschüssel; sie ist bei nahezu allen Föderations-Raumschiffen als deutlicher Parabolspiegel am Rumpf zu sehen. Er dient dazu, sich in der Flugbahn befindende Partikel und kleinere Asteroiden abzulenken. Diese könnten sonst bei Überlichtgeschwindigkeit Beschädigungen der Außenhülle verursachen.

Der Deflektor dient bei Stillstand des Schiffes häufig für „wissenschaftliche“ Experimente. Durch eine Anpassung des Deflektors können energetische Strahlen ausgesandt werden. Im Film Der erste Kontakt verhindern Worf und Picard die Modifikation des Deflektors zu einer Kommunikationsphalanx durch die Borg. In der Serie TNG verwendet La Forge den Deflektor eines Schiffes, um einen „Feedbackimpuls“ in die Waffen eines angreifenden Schiffes zu senden.

Traktorstrahl

Traktorstrahlen sind dem Künstliche-Schwerkraft-System artverwandte Energiestrahlen. Sie werden benutzt, um andere Objekte festzuhalten. Man kann mit ihnen auch andere Raumschiffe heranziehen, Asteroiden ablenken und wegstoßen, die zu groß für den Deflektor sind, und Shuttles sicher in den Hangar lenken.

Jeffries-Röhre

Jeffries-Röhren sind standardisierte Wartungsschächte in den Raumschiffen der Sternenflotte. Sie werden benutzt, um alle Systeme an Bord der Raumschiffe bzw. Stationen zu erreichen. Da sie sehr eng sind, müssen Personen durch die Jeffries-Röhren kriechen. In den ersten Folgen von Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert wurden sie noch Jefferson-Röhren genannt. Nur in der Serie Voyager und dem achten Star-Trek-Film sind Jeffries-Röhren sichtbar, die direkt von einem Schiffsdeck begehbar sind; sie könnten jedoch auch zwischen den Decks liegen. In der Regel sind Jeffries-Röhren meist waagerecht und im 90° Winkel angeordnet, manchmal aber auch senkrecht und nur durch Klettern über Leitern zu erreichen. Mittels Leitern kann auch zwischen verschiedenen Decks hin und her geklettert werden.

Jeffries-Röhren werden oft als dramaturgisches Element eingesetzt, da sie sehr eng und schlecht beleuchtet sind. Sie wirken unheimlich und werden nicht selten dazu benutzt, um ein Gefühl der Angst beim Zuschauer zu erzeugen, besonders in Verbindung mit mysteriösen Vorgängen, die sich dort ereignen.

Die Bezeichnung dieser Schächte geht auf Walter M. Jefferies zurück, der als Modellbauer für Paramount Pictures das Modell der ersten USS Enterprise für Star Trek entwarf.

Tricorder

Der Tricorder ist ein handliches Gerät, das je nach Variante verschiedenste physikalische oder auch medizinische Größen messen kann. Auch lässt sich mit einem Tricorder feststellen, ob sich Personen („Lebenszeichen“) in der näheren Umgebung befinden. Wie dies funktionieren soll, wird jedoch nicht erklärt – laut einer offiziellen Quelle sollen im Tricorder über 200 verschiedene Sensoren sein. Es sind zwei Varianten üblich, der wissenschaftlichen Tricorder für Wissenschaftsoffiziere und die normale Crew und der medizinischen Tricorder für Medizinpersonal, der auf genaue medizinische Diagnose und biologische Messungen spezialisiert ist. Der Wissenschaftliche Tricorder eignet sich dagegen neben physikalischen Messungen nur zum Lebenszeichen Messen und bestenfalls zur Unterstützung von Erste-Hilfe-Maßnahmen. Die ersten in der Serie auftauchenden Geräte hatten eine frappierende Ähnlichkeit mit handelsüblichen tragbaren Kassettenrekordern. Das optional angewendete kleinere Modul (wurde meist vom Schiffsarzt zur Untersuchung verwendet) war ein mit Blinklichtern ausgestatteter Salzstreuer aus Glas.

Von der Firma Vital Technologies Corporation wurde ab 1996 ein Messgerät verkauft, das einem Tricorder ähnlich ist und ebenfalls verschiedene Größen messen kann.

Im Mai 2011 wurde von der X-Prize Foundation ein Preis von 10 Millionen US-Dollar für denjenigen ausgelobt, der ein mobiles Gerät entwickelt, das „Patienten besser als oder genauso gut wie ein Gremium approbierter Ärzte diagnostizieren kann“.^[6] Der Start des Tricorder X Prizes soll Anfang des Jahres 2012 sein.^[7][8]

PADD

Die Abkürzung PADD steht für Personal Access Display Device, auf deutsch etwa „Persönliches Zugriffs- und Anzeigegerät“. In der Serie dient es als tragbare Schnittstelle zwischen Computerkern und Crewmitglied. Es gibt persönliche PADDs und solche, die der Weitergabe an Crewmitglieder vorbehalten sind. Die Anzeige eines PADDs wird durch LCARS gesteuert.

Das Akronym „PADD“ wurde von Star Treks wissenschaftlichem Berater Richard Arnold in den frühen Tagen der Serie vorgeschlagen. Es bezieht sich auf das Wort Notepad oder Writingpad (engl. „Notizblock“).

Reale Geräte mit vergleichbarer Funktionalität und Aussehen sind: Personal Digital Assistant (PDA), Smart Display, Ultra-Mobile PC, Tablet-PC und in jüngerer Vergangenheit iPad und Konkurrenzprodukte auf Androidbasis von zahlreichen Anbietern (Samsung, Toshiba, WeTab, etc.). Der PDA wurde angeblich durch das PADD inspiriert.

LCARS

Typisches LCARS aus Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert, ein sogenanntes Okudagramm

Konsolen im LCARS-Design in einer regionalen Fernsehsendung in den USA

LCARS ist eine fiktive grafische Benutzerschnittstelle, die in Star-Trek-Produktionen auf den Steuerungskonsolen der Raumschiffe zu sehen ist. Die Abkürzung LCARS steht für „Library Computer Access and Retrieval System“ (zu deutsch: Bibliothekscomputer-Zugriffs- und Datenabfragesystem). Das Akronym wurde von der Drehbuchautorin Dorothy Fontana erfunden. Entworfen wurde die Schnittstelle von „Scenic Art Supervisor“ Michael Okuda, weswegen man die statischen Hintergrundgrafiken und Computeranimationen als Okudagramm bezeichnet. In einem Interview sagte Okuda, dass LCARS eine benutzerfreundliche und intuitive Oberfläche sei, die sich dem Benutzer anpasse und nicht umgekehrt. Dies sei seiner Meinung nach zum Teil sehr schlecht von den damals existierenden Betriebssystemen umgesetzt worden. LCARS wird von der Linux-Gemeinde spaßeshalber oft auch mit Linux Can Also Run Starships (engl. für „Linux kann auch Raumschiffe steuern“) übersetzt.

LCARS war zum ersten Mal in Folgen von Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert bis einschließlich Star Trek: Voyager zu sehen.

In der realen Welt werden Touchscreens verwendet, was in etwa der fiktiven LCARS-Technologie entsprechen dürfte.

Ein LCARS-Interface kann Informationen über den Schiffsstatus und die Bedienung enthalten. LCARS wird ab Star Trek TNG auch mit der Stimme gesteuert und wurde von TNG über DS9 bis zu den Kinofilmen weiter verbessert und dem jeweils aktuellen Design angepasst; somit blieb LCARS immer auf der Höhe der Zeit. Selbst in Gene Roddenberrys Andromeda-Fernsehserie gibt es eine KI-gesteuerte Version von LCARS, die sich sehr stark vom LCARS der Föderation unterscheidet.

Weitere Geräte

• Bussardkollektor
• VISOR

Literatur

• Michael Okuda, Rick Sternbach: Star Trek: The Next Generation: Technical Manual. Pocket Books, 1991 ISBN 0671704273.
• Stefan Thiesen: Trek Science – mit Warpgeschwindigkeit in die Zukunft?. MindQuest, Selm 2001, ISBN 3-93419-506-7. Als E-Book
• Lawrence M. Krauss Die Physik von Star Trek. Heyne, 1996, ISBN 3-45310-981-3.
• Nina Rogotzki, Thomas Richter, Helga Brandt et. al (Hrsg.): Faszinierend! Star Trek und die Wissenschaften. Ludwig Verlag, Kiel, 2003. ISBN 3-933598-25-7 bzw. ISBN 3-933598-70-2

Weblinks

• Memory Alpha – spezielles Star-Trek-Wiki
• Quarks & Co – Die Physik von Star Trek
• Telepolis-Artikel: Der Traum vom Beamen
• StarTrek.com Library: Transporter (englisch)
• Telepolis-Artikel: Beamen, Sex und Cyborgs (Interview mit Lawrence Krauss)

Einzelnachweise

1. ↑ TIME magazine: „Reconfigure the Modulators!“ (28. Nov. 1994) (englisch)
2. ↑ Lawrence M. Krauss: Die Physik von Star Trek. Heyne 1996
3. ↑ Heise.de 7. August 2009 12:14
4. ↑ Kurzer Filmclip
5. ↑ Star Trek: The Next Generation Technical Manual (deutsch: Die Technik der USS Enterprise)
6. ↑ X Prize Foundation Offers $10 Million For a Tricorder to Diagnose Patients (englisch) – Artikel bei Popular Science, vom 11. Mai 2011
7. ↑ Life Sciences Prize Group: Tricorder X PRIZE (englisch) – Seite bei der X-Prize Foundation; Stand: 17. Mai 2011
8. ↑ Mobiles Diagnosegerät: X Prize Foundation will Star-Trek-Tricorder verwirklichen – Artikel bei Golem.de, vom 12. Mai 2011