�bersicht

Dieses Kapitel versucht verschiedene physikalische Probleme bei Star Trek zu erkl�ren, sowohl in Bezug auf die wirkliche Wissenschaft als auch fiktive Bereiche wie die "Subraumphysik". Es gilt zu kl�ren:

	Warum interstellare Echtzeitkommunikation unm�glich ist
	Warum die Voyager bisher nicht mit der Erde kommunizieren konnte

Warum interstellare Echtzeitkommunikation unm�glich ist

Problem: Die Kommunikation geh�rt in allen Star Trek Serien und Kinofilmen zu den allt�glichen Szenen - die Benutzung des Intercoms zum Kontakt mit anderen Crewmitgliedern, die Benutzung des Kommunikators im Au�enteam zum Rufen des Schiffes im Orbit, und auch die Verwendung der leistungsf�higeren Schiffskommunikationssysteme, um mit Bodenstationen auf Planeten, anderen Raumschiffen oder dem Sternenflottenkommando (wie im obigen Bild) Kontakt aufzunehmen. Da grunds�tzlich die Kommunikation �ber Funk, wie sie von der heutigen Raumfahrt genutzt wird, auf die Lichtgeschwindigkeit (also 299 792 km/s) begrenzt ist, w�re mit heutigen technischen Mitteln der letzte Fall - die Kommunikation �ber interstellare Distanzen - nicht m�glich. Deshalb wurde bereits in der klassischen Serie der Subraumfunk zur Umgehung dieses Problems eingef�hrt, mit dem Signale wesentlich schneller �bertragen werden als beim normalen Sublichtfunk, wie etwa [TOS] Der K�fig und [TOS] Epigonen demonstrierten. Der Subraumfunk, bei dem die normalen elektromagnetischen Wellen auf den Subraum �bertragen werden, schien sogar so schnell zu sein, da� nur bei gro�en Entfernungen eine Zeitverz�gerung bei der Zweiwegekommunikation auftrat ([TOS] Spock unter Verdacht). Bei den sp�teren Serien und Filmen wurde ebenfalls zumeist Echtzeitkommunikation verwendet. Ungl�cklicherweise schuf die offizielle technische Erkl�rung der Subraumkommunikation in den offiziellen Dokumentationen Anfang der 1990er mehr Probleme als es l�ste: ebenso wie die im ST:TNG Technical Manual erstmals gegebenen Lichtgeschwindigkeitsvielfache f�r die Warpfaktoren von Raumschiffen angesichts der enormen Distanzen, die innerhalb einer Episode oft �berbr�ckt worden, und der allgemeinen Gr��e der F�deration viel zu gering erschienen, sind die in der Star Trek Enzyklop�die gegebenen Warp 9.9999 bzw. 199 516c f�r den Subraumfunk ein zu kleiner Wert, um eine interstellare Kommunikation ohne Zeitverz�gerung zu erlauben. Eine einfache Rechnung zeigt n�mlich, da� mit diesen Werten (die zudem nur f�r den ggf. mit Relaisstationen verst�rkten Subraumfunk gelten) bereits ab einer zu �berbr�ckenden Strecke von 1 Lichtjahr eine beachtliche Verz�gerung auftritt. Zur Berechnung der �bertragungszeit, also die Dauer einer einfachen Signal�bertragung, nehmen wir die physikalische Grundgleichung f�r die Geschwindigkeit V=s/t. Interessanter f�r die Zweiwegekommunikation ist nat�rlich die Antwortverz�gerung, d.h. die Zeit, die es dauert, bis wir nach der �bertragung unseres Signals eine Antwort bekommen. Da das Signal hierf�r die doppelte Strecke zur�cklegen mu�, lautet die Gleichung V=2s/t. Stellen wir beide Gleichungen nach  t um, so erhalten wir f�r verschiedene Entfernungen von Sendeempf�nger 1 zu Sendeempf�nger 2:

Strecke	�bertragungszeit	Antwortverz�gerung
0.5 AE (Erde-Mars)	1.25 ms	2.5 ms
4.2 AE (Erde-Jupiter)	10.5 ms	21 ms
1 ly	2 min 38 s	5 min 16 s
4.4 ly (Erde-Alpha Centauri)	11 min 35 s	23 min 10 s
16.45 ly (Erde-Vulkan)	43 min 20 s	1 h 26 min 40 s
ca. 120 ly (DS9-Erde)	5 h 16 min 8 s	10 h 32 min 16 s

Da die durchschnittliche Sternentfernung in der Milchstra�e 1 pc betr�gt (3.26 ly), ist  lediglich innerhalb eines Sonnensystems eine Echtzeitkommunikation via Subraumfunk m�glich. Ungl�cklicherweise haben wir trotzdem alle anderen F�lle on screen gesehen, und nachdem in den ersten Staffeln von Star Trek: Deep Space Nine zumindest auf einen direkten Kontakt DS9-Erde zugunsten von nahen Sternenbasen o.�. verzichtet wurde, war in einigen sp�teren Episoden sogar das absolut unm�gliche pl�tzlich m�glich: eine Echtzeitkommunikation �ber eine Strecke von �ber hundert Lichtjahren! Verschlimmernd kommt hinzu, da� laut dem ST:DS9 TM ab 2371 90% des bestehenden Subraumrelaisnetzwerkes der F�deration demontiert bzw. vernichtet wurde. Damit ist eine maximale (verst�rkte) Subraumfunkgeschwindigkeit gar nicht mehr erreichbar, und angesichts des Streckenlimits von 22.65 ly f�r diese Geschwindigkeit, der zunehmenden Zerf�cherung des Signals ohne Refokussierung und Repolarisierung und der generell unsteten Natur des Subraums ist es sowieso fragw�rdig, ob ein �ber eine so weite Strecke �bertragendes Signal ohne Zwischenrelais jemals die Erde erreichen w�rde.

Ursache: Wie bei vielen Ungereimheiten und Problemen bei Star Trek ist es auch in diesem Fall die Formel "Einfachheit vor Richtigkeit" der Grund f�r die unm�gliche und trotzdem st�ndig gezeigte interstellare Echtzeitkommunikation. Es w�re nat�rlich wesentlich umst�ndlicher, st�ndig mit Einwege-Botschaften zu arbeiten, zumal damit zugegebenerma�en ein wichtiges dramaturgisches Element verloren geht: die h�ufige  Echtzeitkommunikation dr�ckt quasi eine interstellare Verkn�pfung zwischen den Planeten bzw. dem Schiff und seiner Heimatbasis aus, ein "Zusammengeh�rigkeitsgef�hl". Aus diesem Grund wird die korrektere Kommunikation mit Zeitverz�gerung nur dann verwendet, wenn gezeigt werden soll, da� eine gro�e Distanz zur Heimat besteht bzw. das Schiff vom "bekannten Universum abgeschnitten ist", z.B. in [TOS] Spock unter Verdacht, [TNG] Der Reisende oder [TNG] Der �berl�ufer.

Erkl�rung: Eine L�sung des Problems ist �u�erst schwierig. W�hrend es bei dem Problem mit den f�r die Entfernungen der Planeten zu geringen Warpgeschwindigkeiten zwei - gleicherma�en radikale - M�glichkeiten gab (die �quivalentgeschwindigkeiten sind falsch, d.h. Warp ist erheblich schneller, oder die Planeten liegen n�her zusammen), bleibt hier nur die Erkl�rung, da� die Warp 9.9999 / 199 516c als Subraumfunkgeschwindigkeit nicht stimmen k�nnen, da ja logischerweise nicht alle Planeten im selben System liegen k�nnen. Da diese Zahl aus einer einzigen offiziellen Dokumentation stammt (Star Trek Enzyklop�die, w�hrend die Technical Manuals im Widerspruch dazu Warp 9.9997 als Limit angeben) und nie on screen best�tigt wurde, w�re das Erh�hen der Geschwindigkeit auch kein Problem - wenn das nicht jene F�lle beeinflussen w�rde, in denen eine Kommunikation gewollt unterbunden wurde. W�re z.B. der Subraumfunk hundertmal schneller, w�rde zumindest zwischen nahen Planetensystemen ein Echtzeitkontakt m�glich sein. Auf der anderen Seite w�rden die intendierten Zeitverz�gerungen bei der Kommunikation z.B. von der Romulanischen Neutralen Zone zur Erde keinen Sinn mehr ergeben. Auch der USS Voyager w�re im 6. Jahr ihrer Reise (Entfernung: etwa 30000 ly) eine Verbindung mit dem Sternenflottenhauptquartier mit einer Antwortverz�gerung von nur 24h m�glich, wenn nicht  die Natur des Subraums selbst einer solchen Ultra-Langstreckenkommunikation einen Strich durch die Rechnung machen w�rde (siehe n�chstes Problem). Aufgrund dieses Dilemmas gibt es keine einleuchtende Erkl�rung f�r das Problem, und wir k�nnen es wie die Soundeffekte im All nur als dramaturgisches Mittel zum Zweck akzeptieren.

Warum die Voyager bisher nicht mit der Erde kommunizieren konnte

Problem: Seit es die Voyager 2371 in den entferntesten Winkel des Deltaquadranten verschlagen hatte, ist sie von jedem Kontakt zur anf�nglich 75000 ly entfernten F�deration abgeschnitten, da selbst der Subraumfunk �ber diese unglaubliche Entfernung eine Antwortverz�gerung von mehreren Jahren hat. Obwohl die Voyager in 5 Jahren die Distanz um �ber die H�lfte verk�rzen konnte, blieben erfolgreiche Kontakte mit dem Alphaquadranten kurze, einmalige Ereignisse. Sie basierten auf Naturph�nomenen oder au�erirdischer Technik: in [VOY] Das Nadel�hr wird ein Mikrowurmloch benutzt, um mit einem romulanischen Wissenschaftsschiff im Alphaquadranten zu kommunizieren, aber erst in [VOY] Flaschenpost, im 4. Jahr der Reise der Voyager, gelingt es endlich, �ber ein uraltes, transgalaktisches Relaisnetzwerk mit der Sternenflotte Kontakt aufzunehmen. Das sechste Jahr, genauer gesagt die Episode [VOY] Das Pfadfinder-Projekt, stellt einen Wendepunkt der Reise der Voyager dar: der Sternenflotte selbst gelingt es, �ber die MIDAS Phalanx und einen Wanderpulsar ein Mikrowurmloch zu �ffnen, um die Voyager zu kontakten, mit der Aussicht auf eine regelm��ige Kommunikation (siehe Bild). Das wird ab [VOY] Life Line im Abstand von 32 Tagen m�glich, indem die MIDAS Phalanx diesmal Subraumsignale mit Hilfe eines zyklischen Pulsars verst�rkt. Nun stellt sich allerdings die Frage, wozu es �berhaupt n�tig ist, auf so umst�ndlichem Wege zu kommunizieren - schlie�lich betr�gt laut der Star Trek Enzyklop�die die (maximal verst�rkte) Subraumfunkgeschwindigkeit Warp 9.9997 / 199 516c, so da� im sechsten Jahr ihrer Reise, in dem die Voyager noch 30000 ly von der Erde entfernt ist, ein Subraumsignal nur 54 Tage bis zur Erde braucht.

Erkl�rung: Die Ursache ist in diesem Fall nicht ein Fehler der Autoren oder "dramaturgische Absicht", sondern liegt in den technischen Limitationen des Subraumfunks und der Natur des Subraums, wie sie zwar nie on screen, aber im ST:TM und ST:DS9 Technical Manual beschrieben werden. Grunds�tzlich wissen wir, da� jede Art von Signal - selbst hochfokussierte EM-Wellen wie ein Laserstrahl - �ber extreme Entfernungen stark zerf�chern. Auf den Subraumfunk �bertragen hei�t dies, da� ein stark fokussiertes und radial polarisiertes Subraumsignal, auf die Erde ausgerichtet, �ber diese Distanz ohne mehrfache Verst�rkung und Neuausrichtung zu einem �u�erst schwachen Breitband-Subraumsignal werden w�rde. Schlimmer noch wirkt sich jedoch eine Eigenschaft des Subraums selbst auf das Signal aus, die jede Langstreckenkommunikation unm�glich macht: die auf den Subraum �bertragenen, quasi "aufgezwungenen" Signale tendieren dazu, nach einer gewissen Entfernung an die "Oberfl�che" zu streben und schlie�lich aus dem Subraum "wiederaufzutauchen", um wieder zu einem langsamen und zudem abgebauten EM-Signal zu werden - das Signal zerf�llt, die enthaltene Information ist nicht wiederherstellbar. Diese Entfernung ist abh�ngig von der Subraumschicht, auf die das Signal �bertragen wurde. H�here Energien des Ausgangssignals entsprechen einer tieferen Transmissionsschicht des Subraums, einer h�heren Transmissionsgeschwindigkeit und auch einer l�ngeren Maximalstrecke. Das ST:DS9 TM stellt klar, da� auch in den 2370ern das technische Limit nach wie vor bei Warp 9.9997 und 22.65 Lichtjahren liegt. Damit ist eine transgalaktische Subraumkommunikation mit annehmbaren Transmissionszeiten mit den gegebenen technischen M�glichkeiten unm�glich, ein von der Voyager ausgesandtes Standardsubraumsignal w�rde niemals die zehntausende Lichtjahre entfernte Erde erreichen. Zwei M�glichkeiten verbleiben aber: Entweder ist eine regelm��ige Verst�rkung und Refokussierung n�tig (wie sie von dem mittlerweile zerst�rten au�erirdischen Relaisnetzwerk aus [VOY] Flaschenpost erreicht wurde) oder das Ausgangssignal selbst mu� eine unglaubliche Energie aufweisen (z.B. durch die Verst�rkung der ausgestrahlten Spitzenenergie mit Hilfe eines Pulsars wie in [VOY] Life Line), so da� aufgrund der bestehenden Proportionalit�t die Transmissionsschicht tiefer im Subraum liegt, die Maximalstrecke verl�ngert und das Signal resistenter gegen�ber Subraumst�rungen o.�. ist. Merkw�rdig erscheint es bei letzterem Wege nur, da� die Voyager (f�r 17h) offensichtlich auch antworten kann, obwohl ihr augenscheinlich jene gewaltige Energien zur Signalverst�rkung nicht zur Verf�gung stehen. Das l��t sich nur mit Seven of Nines �bermenschlichen Borg-F�higkeiten, den Erfahrungen mit transdimensionaler Manipulation mit dem Hauptdeflektor in [VOY] Skorpion II und [VOY] Beute oder vielleicht den Andeutungen aus [VOY] Das Pfadpfinder-Projekt zu "Modifikationen am Komm-System zur Signal�bertragung mit Hyper-Subraumgeschwindigkeit" erkl�ren.

 

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