Star-Trek-Technik

DieStar-Trek-Technikist die Gesamtheit der in denScience-Fiction-Fernsehserien und -Filmen desStar-Trek-Franchise auftretenden fiktiven Geräte und Technik. Zum Teil versuchten die Autoren, die für die fiktive Technik verwendeten Begriffe serien- und filmübergreifend zu vereinheitlichen. Dabei sind einige erfundene Begriffe lediglich Variationen bestehender Wörter, wie beispielsweiseTricordervonRecorderundDilithiumvonLithium,während andere Bezeichnungen wieHeisenberg-Kompensatoreinenwissenschaftlichen Witzdarstellen.

Fiktion und Realisierbarkeit

Obschon der Entwurf der dort gezeigten Geräte im Wesentlichen finanziellen und dramaturgischen Notwendigkeiten folgte, wurde infolge der steigenden Popularität von Star Trek diese fiktive Technik von einigen Physikern auf Verträglichkeit mit den heute bekannten physikalischen Gesetzen untersucht. Ein Teil der in den Serien und Filmen gezeigten Technik wurde dabei von diesen nicht als grundsätzlich unmöglich ausgeschlossen. Besonders die dargestellte Alltagstechnik ist in den 2020er Jahren teilweise alltäglich, war jedoch zur Produktionszeit der Serien noch undenkbar. Zur Produktionszeit der ersten Serie des Franchise,Raumschiff Enterprise,in den1960er-Jahren waren beispielsweise handliche Kommunikationsgeräte wieMobiltelefoneundHandhelds,Spracherkennungssysteme,Computertomographiesowie Flachbildschirme, sich automatisch öffnende Schiebetüren und kleine und tragbareComputertechnisch noch nicht möglich.

Von der für dieDramaturgieder Produktionen eine Schlüsselrolle spielende Technik wurde vieles 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 wurdenSound-,Spezial- undVisuelle Effekteeingesetzt, 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.Schallwellenkönnen sich im nahezu materielosenVakuumdesWeltallsnicht ausbreiten. Trotzdem erzeugten vorbeifliegendeRaumschiffe,das Abfeuern von Waffen und Explosionen eine entsprechende Geräuschkulisse. Erst imFilm von 2009wird 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 Flugbewegungen der Raumschiffe, die sich eher an den Erfordernissen für Flugkörper in einer Atmosphäre orientierten. Sämtliche Schiffe bewegten sich weitgehend in einer Ebene mit derselben Orientierung vonoben und unten,wie Flugzeuge in der Luft, obwohl das im Weltall unnötig ist. Das war auch bedingt durch die ursprüngliche Befestigung der Modelle an Stangen, die sich nicht kreuzen durften (Motion-Control-Fotografie). Als Computer-Animationen freiere Bewegungsabläufe erlaubten, war diese Bewegungsform schon so etabliert, dass sie zunächst weitgehend beibehalten wurde und erst imStar-Trek-Kinofilm von 2009 mehrfach deutlich aufgegeben wurde. Obwohl es mangelsBezugssystemim 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. InStar Trek II: Der Zorn des KhannutztCaptain Kirkjedoch die Unerfahrenheit vonKhan(der seit 1996 eingefroren war) im dreidimensionalen Kampf aus. Ferner folgen die Formen der Raumschiffe aerodynamischen Prinzipien, obwohl sie fast ausschließlich im luftleeren Raum agieren. Erklärt werden diese Formen innerhalb der Serie damit, dass der Überlichtflug (Warp) nur so technisch funktioniert, ohne den Weltraum zu „beschädigen “; weiter ausgefeilt wird dieser Aspekt durch die schwenkbaren Warp-Gondeln der USS Voyager.

Ein weiteres Gestaltungsmittel war die unrealistische Darstellung von als Waffen eingesetzten Energiestrahlen (vergleiche dazuPhaser). Diese wären äußerst ineffektiv, wenn sie seitlich sichtbares Licht aussendeten und sich nur mit der Geschwindigkeit einesProjektilsoder 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 aus dramaturgischen Gründen Antrieb und Waffen besonders anfällig. Jedoch arbeitete derKünstliche-Schwerkraft-Generatorsogar bei einem kompletten Energie- und Systemausfall problemlos weiter – mit einer Ausnahme im KinofilmStar 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 waren. Wenn auch unrealistisch, erlaubte das eine dramatische Darstellung der Gefahren, in denen sich die Besatzung gerade befand.

Star-Trek-Technik

Antriebe

Impulsantrieb (Unterlichtantrieb)

Raumschiffe imStar-Trek-Universum werden vom sogenanntenImpulsantriebbeschleunigt, um sich unterhalb derLichtgeschwindigkeitfortzubewegen (Unterlichtgeschwindigkeit). Die Geschwindigkeit wird in Anteilen der Maximalgeschwindigkeit angegeben, also „voller Impuls “, „halber Impuls “entsprechend derBeschleunigung,jedoch ist es unbekannt, welcher Geschwindigkeit das entspricht, ebenso die genaue Funktionsweise. In dem zur SerieRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertherausgebrachten ReferenzwerkDie Technik der USS Enterprise,das neben anderen vonMichael Okudaverfasst wurde, wird erklärt, dass der Impulsantrieb durchKernfusionbetrieben 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.

Warp-Antrieb (Überlichtantrieb)

Nach der Star-Trek-Physik ist es möglich, dass ein Raumschiff mit Hilfe des sogenannten Warp-Antriebs interstellare Entfernungen überwindet.

Die Fortbewegung mitÜberlichtgeschwindigkeitin der Star-Trek-Welt ist wohl einer der meistdiskutierten Punkte. Nach der Star-Trek-Physik ist es möglich, dass ein Raumschiff mit Hilfe des sogenannten Warp-Antriebs interstellare Entfernungen überwindet, ohne in Konflikt mit den Gesetzen derRelativitätstheoriezu kommen. Das jeweilige Raumschiff erreicht seinen Zielort zwar schneller als das Licht, bewegt sich innerhalb der vomRaum-Zeit-krümmendenAntrieb erzeugten Warp-Blase aber mit Unterlichtgeschwindigkeit – das Raumschiff wird also nicht etwa überlichtschnell beschleunigt, sondern der Weg verkürzt.

In der fiktiven Zeitleiste, welche in der Serie verwendet wird, wurde die Technik nach ihrer Erfindung im Jahr 2063 zur vorherrschenden Antriebsart des menschlichen Raumflugs und später zum Transwarp-Antrieb weiterentwickelt. Im Gegensatz zumalcubierrschen Warp-Antriebwird dabei auf exotische Materie verzichtet und stattdessen ein fiktiver höherdimensionalerSubraumgenutzt. Auch unterscheidet sich die Namensgebung der Antriebskomponenten. Während Alcubierre vonWarp-BlasesowieExpansion und Kontraktionspricht, werden die äquivalenten Komponenten in Star TrekWarp-FeldbeziehungsweiseRaumverzerrunggenannt. Allerdings kommt auch das WortWarp-Blasein der EpisodeDas ExperimentvonTNGvor, allerdings in einem anderen Zusammenhang.

→Hauptartikel:Warp-Antrieb

In den vomZDFsynchronisiertenFolgen der OriginalserieRaumschiff Enterprisewurde der Warp-Antrieb auch als „Sol “-Antrieb bezeichnet. Dieser Begriff (angeblich die Abkürzung fürSpeedOverLight) stammt ursprünglich aus der britischen Science-Fiction-SerieUFO.

Entwicklung

Die Warp-Technik wurde vonextraterrestrischenZivilisationen wie z. B. denVulkaniernschon vor ihrer Entwicklung auf der Erde eingesetzt. Auf der Erde wurde der Warp-Antrieb vonZefram Cochranegegen Mitte des 21. Jahrhunderts während und nach dem Dritten Weltkrieg inBozeman,Montanaentwickelt. Cochrane benutzte für den Antrieb einenFusionsreaktor,umPlasmazu erhitzen, das er dann durch Warp-Spulenschickte und somit eine stabile Warp-Feldblase erzeugte. Aus den Bestandteilen einer ausgemustertenInterkontinentalraketevom TypLGM-25C Titan IIentwickelte er diePhoenix,mit der er am 5. April 2063 den ersten menschlichenWeltraumflugmit Warp 1 (Lichtgeschwindigkeit) unternahm. Der Flug wurde vom vulkanischen ForschungsschiffT’Plana Hathregistriert, das daraufhin einen ersten friedlichen Kontakt mit der menschlichen Zivilisation aufnahm. Cochrane erlangte dadurch Ruhm in der ganzen bekannten Galaxis, und Schulen wie dieZefram Cochrane High School,Städte und sogar Planeten wurden nach ihm benannt. Ihm zu Ehren wird auch die physikalische Warp-Feldeinheit alsCochranebezeichnet. Die Ereignisse um Cochranes Erfindung werden inStar Trek: Der erste Kontaktausführlich erzählt. Nach anderen Quellen (die FolgeMetamorphosisaus dem Jahr 1967) erfolgte die Erfindung Cochranes allerdings schon im Jahr 2061.

Geschwindigkeitsskala

Grafik des Warp-Felds. Das Raumschiff verbleibt in einer Blase des Normalraums.

Für den Warp-Antrieb gibt es inStar Trekeine Geschwindigkeitsskala. Die Geschwindigkeit, mit der sich ein Warp-getriebenes Raumschiff in den Star-Trek-Episoden bewegt, wird üblicherweise nur mit einemWarp-Faktorangegeben. Dabei entspricht Warp 1 der einfachen Lichtgeschwindigkeitc,und bei höheren Faktoren erhöht sich die Geschwindigkeit exponentiell. Laut der Vorgabe vonGene Roddenberrysollte die ursprünglicheEnterpriseeine Maximalgeschwindigkeit von 0,73 Lichtjahren pro Stunde haben, was etwa 6395-facher Lichtgeschwindigkeit entspricht, wobei er den dazugehörigen Warp-Faktor offengelassen hat. Diese Warp-Skala ist aber nicht über alle Star-Trek-Serien konsistent und wurde im Laufe der Produktion mehrmals geändert. Ein bekanntes Beispiel für eine solche Änderung findet sich in der finalen EpisodeGestern, heute, morgenaus der SerieRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundert.Obwohl im ersten Produktionsjahr, in der EpisodeDer Reisende,Warp 10 als höchstmöglicher Warp-Faktor eingeführt wurde, können Raumschiffe der in der Abschlussepisode gezeigten alternativen Zeitlinie mit Warp-Faktor 13 fliegen.

In der SerieRaumschiff Voyagerwurde anstelle eines konstanten Warp-Faktors eine konstante durchschnittliche Fortbewegungsgeschwindigkeit eingeführt, die mit verschiedenen Warp-Faktoren assoziiert wurde. Im Pilotfilm der Serie wird die Höchstgeschwindigkeit der USS Voyager mit Warp-Faktor 9,975 angegeben. In der EpisodeDer Schwarmaus der dritten Staffel wird die höchste Dauerfluggeschwindigkeit über mehr als 12 Stunden mit Warp-Faktor 9,75 angegeben. In der EpisodeDas Pfadfinder-Projekt,in der sechsten Staffel, wird die Durchschnittsgeschwindigkeit der Voyager von den Wissenschaftlern bei der Sternenflotte mit Warp-Faktor 6,2 angenommen. Im Pilotfilm und in verschiedenen Episoden der ersten drei Staffeln wird immer wiederkehrend gesagt, dass die Heimreise zur Erde, die zu dem Zeitpunkt mehr als 70.000 Lichtjahre entfernt liegt, etwa 70 Jahre dauern würde. In der vierten Staffel wird in mehreren Episoden für eine Reststrecke von 60.000 Lichtjahren eine Restflugzeit von 60 Jahren angegeben. Dieses Schema von 1 Jahr Flugzeit auf 1000 Lichtjahren Entfernung wird im Laufe der Serie konsistent beibehalten. So wird in den letzten Episoden der siebten Staffel von 30 Jahren Flugzeit bis zur Erde gesprochen, wobei sich das Raumschiff im Zeitraum dieser Episoden immer noch etwa 30.000 Lichtjahre von der Erde entfernt befindet.

In den verschiedenen Referenzwerken zu den Filmen und Serien wurden von den jeweiligen Buchautoren zwei ungefährgeometrisch ansteigendeSkaleneingeführt. Die ursprünglichekubischeSkala vonFranz Joseph(Star Trek Technical Manual) war nach oben offen, während die spätere Skala vonMichael Okuda(Die Technik der USS Enterprise) nur von 0 bis 10 definiert war. In der Skala von Okuda, die auf einerPotenzfunktionbasiert, ist derExponentfür die Warp-Faktoren 1 bis einschließlich 9 konstant bei10/3.Für die Werte zwischen 9 und 10 wurde im BuchStar Trek Enzyklopädievon Michael Okuda für die Warp-Skala ein ansteigender Exponentenverlauf angegeben. Warp-Faktor 10 wurde als unendliche und damit praktisch unerreichbare Geschwindigkeit dargestellt.

Warp-Faktor	Geschwindigkeit nach der ursprünglichen Skala (Franz Joseph)	Geschwindigkeit nach der geänderten Skala (Michael Okuda)	Kanonische Referenz
1	Lichtgeschwindigkeit	Lichtgeschwindigkeit
2	8-fache Lichtgeschwindigkeit	10-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeTodesstationaus der SerieStar Trek: Enterprisewird gesagt, dass dieEnterprisefür 130 Lichtjahre mit Warp 2 etwa eine Dekade (10 Jahre) Reisezeit benötigen würde. Damit entspricht Warp 2 hier etwa 13-facher Lichtgeschwindigkeit.
3	27-fache Lichtgeschwindigkeit	39-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeDer Sammleraus der SerieRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertwird eine Flugstrecke von 0,102 Lichtjahren (etwa 970 Milliarden Kilometer) bei Warp 3 mit einer Flugzeit von 23 Stunden angegeben. Das entspricht einer Reisegeschwindigkeit 11,7 Millionen Kilometer pro Sekunde oder von etwa 39-facher Lichtgeschwindigkeit
4	64-fache Lichtgeschwindigkeit	102-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeEntscheidungenaus der SerieRaumschiff Voyagerwird gesagt, dass ein Shuttle der Voyager für 70.000 Lichtjahre Wegstrecke zurück zur Erde etwa 700 Jahre Flugzeit benötigen würde. Daraus folgt, dass Warp 4, die erwähnte Höchstgeschwindigkeit des Shuttles, etwa 100-facher Lichtgeschwindigkeit oder etwa 30 Millionen Kilometer pro Sekunde entspricht.
5	125-fache Lichtgeschwindigkeit	213-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeDie Ausdehnungsagt Captain Archer, dass der Flug zurDelphischen Ausdehnungeinem 3-Monats-Trip mit der Höchstgeschwindigkeit der Enterprise (von Warp 5) entspricht. Bei Ankunft der Enterprise wird der Abstand zur Erde mit 50 Lichtjahren angegeben. Somit entspricht Warp 5 hier etwa 200-facher Lichtgeschwindigkeit.
6	216-fache Lichtgeschwindigkeit	392-fache Lichtgeschwindigkeit
7	343-fache Lichtgeschwindigkeit	656-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeE²aus der SerieStar Trek: Enterprisesoll dieEnterprisefür ein Treffen mit Degra einen 11,6 Lichtjahre langen Subraumkorridor durchfliegen. Dabei kommt es jedoch zu einer Zeitreise, wobei dieEnterprise127 Jahre in die Vergangenheit geworfen wird. Als die ältere Enterprise auf ihr jüngeres Pendant trifft (um sie zu warnen), schlägt Captain Lorian vor, den Warp-Antrieb so zu modifizieren, dass die jüngere Enterprise kurze Zeit Warp-Faktor 6,9 erreichen und damit diese Strecke in etwa zwei Tagen zurücklegen kann, ohne den Korridor zu benutzen. Somit entsprechen Warp 6,9 etwa 2117-facher Lichtgeschwindigkeit.
8	512-fache Lichtgeschwindigkeit	1024-fache Lichtgeschwindigkeit
9	729-fache Lichtgeschwindigkeit	1516-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeBoks Vergeltungaus der SerieRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertbehauptet Riker, dass die Enterprise für eine 300 Milliarden Kilometer lange Flugstrecke bei Warp 9 rund 20 Minuten Flugzeit benötigen würde. Damit entspricht Warp-Faktor 9 in dieser Situation einer Geschwindigkeit von 900 Milliarden Kilometer pro Stunde (=250 Millionen Kilometer pro Sekunde) oder etwa 830-facher Lichtgeschwindigkeit.
9,9	970,30-fache Lichtgeschwindigkeit	21.500-fache Lichtgeschwindigkeit	In der EpisodeDie 37eraus der SerieRaumschiff Voyagerwird Warp 9,9 mit 4 Milliarden Meilen pro Sekunde (6,5 Milliarden Kilometer pro Sekunde) gleichgesetzt, was etwa 21.500-mal schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist.
10	1000-fache Lichtgeschwindigkeit	unendliche Geschwindigkeit	In der EpisodeDie Schwelleaus der SerieRaumschiff Voyagerwird Warp 10 als unendliche Geschwindigkeit angegeben. Dennoch wird Warp-Faktor 10 in einem Experiment mit einer neuen Art Warp-Antrieb von einem Shuttle der USS Voyager kurzzeitig erreicht, wobei sich der Pilot laut eigener Aussage überall im Universum gleichzeitig befand.
11	1331-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala	In der EpisodeStein und Staubwird die USS Enterprise von Kelvanern übernommen. Der Antrieb wird von ihnen so modifiziert, dass Warp 11 dauerhaft erreicht werden kann. Damit soll die Flugstrecke zur Andromeda-Galaxie von ungefähr 2,5 Millionen Lichtjahren in weniger als 300 Jahren zurückgelegt werden. Das entspricht einer Fluggeschwindigkeit von mindestens 8333-facher Lichtgeschwindigkeit.
12	1728-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala
13	2197-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala	Höchstgeschwindigkeit derUSS PasteurundUSS Enterprisein einer zukünftigen Zeitlinie in der Abschluss­episodeGestern, heute, morgenaus der SerieRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundert
14	2744-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala
15	3375-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala

Für die Berechnung der Geschwindigkeiten zwischen den gegebenen Werten wurden von Fans, Physikern und Star-Trek-Mitarbeitern in der Literatur diverse komplizierte Formeln ausgearbeitet, die jedoch nie offiziell wurden. In den meisten Episoden bewegen sich Raumschiffe mit weit höheren Geschwindigkeiten, als es laut der jeweils für die entsprechende Serie publizierten Warp-Skala möglich wäre.

Energiequellen

Um die Nutzung des Warp-Antriebs plausibel machen zu können, wurden eine spezielle Energiequelle und zusätzliche Aggregate eingeführt, deren Konstruktion erneut diverse physikalische Probleme aufwirft. Die Autoren von Star Trek entwickelten nachfolgende Ideen:

• Die großen Mengen an notwendiger Energie für einen Warp-Antrieb werden durch einen fiktivenAntimaterie-Reaktorerzeugt, der neben dem Antrieb auch die anderen Schiffssysteme wieSchutzschildeundWaffenmit Energie versorgt. Dabei reagieren (annihilieren) die Materie-Antimaterie-Teilchen im Warp-Kern miteinander und es entsteht Energie. Diese wird über die seitlich am Raumschiff aufgehängten Warp-Gondeln abgegeben, so dass ein Warp-Feld (Raum-Zeit-Blase) erzeugt wird, das mit Hilfe des sogenanntenSubraumsdieRaumzeit krümmt.Solange das Warp-Feld aktiv ist, bewegt sich das Raumschiff nun mit Warp-Geschwindigkeit. Da es sich auf der Grenze zwischen dem normalen Raum und dem kompakten Subraum innerhalb seines Warp-Felds in seinem eigenen lokalen „Universum “befindet, werden die Gesetze der Physik nach dieser Theorie nicht verletzt; innerhalb seines eigenen „Universums “bewegt sich das Raumschiff nicht schneller als mit Lichtgeschwindigkeit. Der Subraum dient dabei als Vermittler zwischen Warp-Feld und Raum-Zeit-Kontinuum.
• In späteren Episoden führten die Autoren zusätzlich noch außerirdische Varianten des Warp-Antriebs ein, die sogenannte Quanten-Singularitätenals Energiequelle nutzen. Die Art und Weise, wie die Energie aus demSchwarzen Lochgewonnen wird, wurde dabei aber völlig offen gelassen und bietet bis heute Spielraum für zahlreiche Spekulationen.
• Des Weiteren gibt es noch zahlreiche rein fiktive Energiequellen wie denTetryon-Reaktoroder denSubraum-Generator,die als sogenanntesplot devicenur in einzelnen Episoden zur Anwendung kamen und nie näher erklärt wurden.

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. Eine Autorenanmerkung im BuchDie Technik der USS Enterpriseformuliert es folgendermaßen: „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. “

Alternative Techniken: Transwarp-, Koaxialwarp- und Quanten-Slipstream-Antrieb

Der BegriffTranswarpfiel einige Male in verschiedenen Star-Trek-Folgen, und zwar sowohl im Zusammenhang mit der Antriebstechnik derBorgund anderer hoch entwickelter Völker als auch mit einem Entwicklungsprojekt derSternenflotteinStar Trek III: Auf der Suche nach Mr. Spock.Es handelt sich dabei um eine alternative Überlichtantriebstechnik, die sich andere physikalische Auswirkungen des fiktivenSubraumszunutze macht.

Ein Beispiel dafür liefern die Borg, die so genannte Transwarp-Zentren entwickelt haben. Das sind stationäre Gebilde, die Transwarp-Reisen durch sogenannteTranswarp-Kanäle(röhren- oder schlauchartigeRaum-Zeit-Kontinueninnerhalb des fiktiven Subraums) ermöglichen sollen. Mindestens fünf dieser Transwarp-Zentren existieren im Star-Trek-Universum (das sechste wurde in der EpisodeEndspieldurch die USS Voyager zerstört). Ansonsten nutzen die Borg auch Transwarp-Spulen auf ihren Raumschiffen, die auch außerhalb der Transwarp-Zentren Zugang zu den Transwarp-Kanälen ermöglichen. In der VOY-EpisodeDas ungewisse Dunkelwird eine solche Spule von der Crew der USS Voyager gestohlen, um damit die Heimreise um 10 Jahre zu verkürzen.

Andere Völker nutzen beispielsweise die Raumfaltung (in Star Trek alsKoaxial-WarpoderRaumtrajektionbezeichnet), um höhere Geschwindigkeit als die Sternenflotte zu erzielen (diese Varianten wurden in den Voyager-EpisodenDas oberste GesetzundVis-a-Viserwähnt). In den neueren Episoden (In Furcht und HoffnungsowieTemporale Paradoxie) der SerieVoyagerwurde zudem der sich im experimentellen Stadium befindliche Quanten-Slipstream-Antrieb vorgestellt und auch in einem ersten Feldversuch eingesetzt. Die mangelnde Kontrollierbarkeit des Manövrierens im durch den Antrieb erzeugten Slipstream machte jedoch eine Erprobung bis auf Weiteres zu gefährlich.

Weitere Beispiele:

• Subraumwirbel der Xindi
• Transwarp-Antrieb der Voth

Stationärer Warp-Antrieb: Solitonwelle, Subraumkatapult und künstliche Wurmlöcher

Neben den mobilen Varianten wurde in den EpisodenDie SolitonwelleausRaumschiff Enterprise – Das nächste JahrhundertundDie Voyager-KonspirationausVoyagerauch mit stationären Überlichtantrieben wie der Solitonwelle oder dem Subraumkatapult experimentiert, die ein Raumschiff mittels ruhendem Antriebssystem auf Warp-Geschwindigkeit befördern sollten. Letztendlich griffen die Autoren auch mehrmals zu der Idee der Erschaffung künstlicherWurmlöcher.InStar Trek: Der Filmwurde ein solches Wurmloch durch eine Fehlfunktion des Warp-Antriebs erschaffen. Die Handlung der EpisodeWiedervereinigtaus der SerieStar Trek: Deep Space Ninedreht sich gänzlich um die willentliche Erschaffung von künstlichen Wurmlöchern durch die Föderation.

Weitere Beispiele:

• Geodätische Falte
• Verlagerungswelle des Fürsorgers

Sporenantrieb

Ein weiteres Beispiel für einen alternativen Antrieb ist der Sporenantrieb, der inStar Trek: DiscoveryStaffel 1, Folge 3 eingeführt wird. Dieser nutzt ein sogenanntes Myzel-Netzwerk, um mit Sporen große Distanzen zurückzulegen. Der Sporenantrieb in seiner Form, wie er auf derUSS Discoveryund USS Glenn eingesetzt wird, wurde von Lt. Paul Stamets entwickelt. Mit dieser Art des Antriebs sind Sprünge über große Distanzen und sogar zwischen verschiedenen Parallel-Universen möglich, da das Myzel-Netzwerk außerhalb desMultiversumsexistiert. Um aber durch dieses Netzwerk zu navigieren, wird laut der Aussage von Paul Stamets einSupercomputerbenötigt. Da dieser nicht existiert, wurde auf der USS Glenn eineTardigradeverwendet. Nach der Zerstörung der Glenn wird diese auf die USS Discovery übertragen. Dort stellt sich heraus, dass dieses Weltraumwesen als Mittler zwischen dem Myzel-Netzwerk und dem Schiff fungiert hat. Dies führt allerdings dazu, dass die Tardigrade dabei Schmerzen erleidet und schließlich ihre Funktion auf der USS Discovery nicht erfüllen kann. Jedoch verband sich Paul Stamets mit derDNSder Tardigrade. Seitdem fungiert er als Mittler zwischen dem Myzel-Netzwerk und der USS Discovery.

Weitere Möglichkeiten des überlichtschnellen Fluges

Neben technischen Lösungen gibt es auch noch exotische Phänomene, die natürlichen Ursprungs sind und Raumschiffe auf Überlichtgeschwindigkeit befördern können.

Ein bekanntes Beispiel sind die bajoranischen Sonnensegel-Raumschiffe, die durch natürlich vorkommendeTachyonen-Wirbel auf Überlichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können. Captain Sisko baut mit seinem Sohn Jake ein solches Raumschiff in der EpisodeDie Erforschernach und reist auf diese Art von Deep Space 9 bis nach Cardassia. Die Nutzung natürlich vorhandener Wurmlöcher ist ebenfalls möglich. Die gesamte SerieDS9dreht sich um eine Raumstation am Rande des sogenannten bajoranischen Wurmlochs, dem einzig bekannten Wurmloch im Raum der Föderation, dessen beide Enden jeweils eine stabile Position in Raum und Zeit haben. Dieses Wurmloch ist kein natürliches Phänomen, sondern wurde von zeitlosen Wesen geschaffen, die von denBajoranern„Propheten “genannt werden. Das sogenannte barzanische Wurmloch, das lange Zeit für stabil gehalten wurde, es aber tatsächlich nicht ist, war in der TNG-EpisodeDer Barzan-HandelHandelsgut bei einer Verhandlung zwischen den Barzanern und mehreren Mächten des Alpha-Quadranten wie der Föderation und den Ferengi.

Weitere Beispiele:

• Intermittierende zyklische Wirbel
• Kerr-Schleife (ein Wurmloch durch Raum und Zeit)
• Raumwirbel
• Subraumkorridore der Vaadwaur
• Subraumströmungsfeld
• Subraumspalte
• Subraumtrichter

Borg-Technik

→Hauptartikel:Völker und Gruppierungen im Star-Trek-Universum – Abschnitt "Borg-Technik"

Deflektor

Neben vielen verschiedenen Sensoren befindet sich auch der Generator für den Deflektorschild in der Deflektorschüssel; sie ist bei nahezu allen Föderations-Raumschiffen als deutlicherParabolspiegelam 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 ausgesendet werden. Im FilmDer erste Kontaktverhindern 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 Waffenbank eines angreifenden Schiffes zu senden.

Holodeck

In den Star-Trek-Serien wird dasHolodeckals ein Raum dargestellt, in dem beliebigevirtuelleWeltenmittels einer Kombination ausHolografie- und Replikatoren-Technik simuliert werden können. Im Unterschied zu tatsächlich existierendenVirtuelle-Realität- undCAVE-Systemen können die dargestellten Umgebungen, Gegenstände und Personen aber nicht nurvisuellundakustisch,sondern auchhaptischrealistisch wahrgenommen werden, so dass beim Benutzer ein Gefühl völligerImmersionerzeugt wird.

Schröter (2003) bezeichnete das Holodeck – einen Vortragstitel des Computergrafik-PioniersIvan Sutherlandaufgreifend – als „Phantasmades ultimativen Displays “– als einen „Raum, der jede beliebige Umgebung audiovisuell,haptischund […] aucholfaktorischundgustatorischerschaffen kann. “

Ein ähnlicher Raum wurde in dem sowjetischen FilmRoboter im Sternbild Kassiopeia(1975) dargestellt.

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 einer Folge wird erwähnt, dass das Holodeck, ähnlich wie ein Replikator, in der Lage ist, Materie zu erzeugen oder perTransporterins 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, was allerdings oft durch einKraftfelderklärt wird, das eine tatsächliche Bewegung tretmühlenartig verhindert. Ein wichtiges dramaturgisches Element der dargestellten Holodeck-Technik sind die sogenannten Sicherheitsprotokolle, die trotz derhaptischenDimension der virtuellen Umgebungen gefährliche Verletzungen der Protagonisten ausschließen sollen.

Realisierbarkeit

Lawrence M. Krauss sieht 1996 in seiner Untersuchung– 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 derUniversität in Tokiohaben auf derSIGGRAPH2009 in New Orleans eine Holoprojektion vorgestellt, die bei Berührung Druck ausübt. Projektionen fühlen sich dadurch wie feste Objekte an.Regentropfen auf der Hand sind gut sichtbar und erfühlbar.

Jefferies-Röhren

Jefferies-Röhrensind standardisierte Wartungsschächte in den Raumschiffen derSternenflotte.Sie werden benutzt, um alle Systeme an Bord der Schiffe oder Stationen zu erreichen. Da sie sehr eng sind, müssen Personen in ihnen kriechen. In den ersten Folgen vonRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertwurden sieJeffries-Röhrengenannt. Nur in der SerieVoyagerund im achten Star-Trek-Film sind Jefferies-Röhren sichtbar, die direkt von einem Schiffsdeck begehbar sind; sie könnten jedoch auch zwischen Decks liegen. In der Regel sind sie waagerecht bzw. im 90°-Winkel angeordnet, manchmal aber auch senkrecht und dann nur durch Klettern über Leitern zu erreichen. So kann auch zwischen verschiedenen Decks hin und her gewechselt werden.

Jefferies-Röhren werden oft als dramaturgisches Element eingesetzt: Da sie sehr eng und schlecht beleuchtet sind, wirken sie unheimlich und werden nicht selten dazu benutzt, um beim Zuschauer Angst zu erzeugen, besonders in Verbindung mit mysteriösen Vorgängen, die sich in den Röhren ereignen.

Die Bezeichnung dieser Schächte geht aufWalter M. Jefferieszurück, der als Modellbauer fürParamount Picturesdas Modell der erstenUSS EnterprisefürStar Trekentwarf.

Kraftfeld

Kraftfelder können als eine Variation derSchildtechnikgenutzt werden, um Schiffskorridore abzusperren. Weiter können sie als unsichtbares „strukturelles Integritätsfeld “dem Schiffsrumpf die nötige Festigkeit zu verleihen, um Angriffen standzuhalten und starke Beschleunigungen zu überstehen. Bei Beschädigungen der Schiffsstruktur – etwa bei Unfällen oder Kampfhandlungen – können Kraftfelder die Funktion einesSchottsübernehmen.

Kraftfelder können auch für bestimmte Dinge gezielt durchlässig sein. So wird beispielsweise die Atmosphäre in der Shuttlebucht gehalten, während Fähren frei passieren können. Auch gibt es Quarantäne-Kraftfelder auf Krankenstationen für Isolationszwecke.

Künstliche Schwerkraft

Im Star-Trek-Universum kannSchwerkraft künstlicherzeugt, aber ebenso aufgehoben werden. So istSchwerkraftauf Raumschiffen imschwerelosenRaum problemlos verfügbar und große Schiffe wie die Voyager oder die Enterprise in derKelvin-Zeitliniekönnen auf Planetenoberflächen landen und abheben, ohne strukturelle Schäden zu erleiden. Die Raumschiffe der Föderation und auch die der meisten anderen Völker sind in einer klaren oben/unten-Struktur aufgeteilt (selbst die dezentralen Schiffe derBorg), die Schwerkraftsverhältnisse ähneln zumeist denen der Erde. Die technischen Hintergründe werden dazu kaum erläutert. Dass die Schwerkraft auch bei großen Schäden an einem Raumschiff kaum ausfällt, hat zunächst Kostengründe und wurde nur selten dramaturgisch umgesetzt (siehe AbschnittEffekte und Dramaturgie).Michael Okudasoll angedeutet haben, dass die Schwerefeld-Generatoren ähnlich wie heiße Herdplatten zu verstehen sind und auch nach einem schiffsweiten Systemausfall noch eine Zeitlang gravitativ wirken.

Siehe auch:Künstliche Gravitation

LCARS

LCARS-Konsole derVoyager

LCARSist eine fiktivegrafische Benutzerschnittstelle,die in Star-Trek-Produktionen auf den Steuerungskonsolen der Raumschiffe zu sehen ist. Die Abkürzung LCARS steht fürLibraryComputerAccess andRetrievalSystem(zu deutsch: „Bibliotheks-Rechner-Zugriffs- und Abfragesystem “). DasAkronymwurde von der DrehbuchautorinDorothy Fontanaerfunden. Entworfen wurde die Schnittstelle von „Scenic Art Supervisor “Michael Okuda,weshalb man die statischen Hintergrundgrafiken und Computeranimationen alsOkudagrammbezeichnet. In einem Interview erklärte Okuda, dassLCARSeine benutzerfreundliche und intuitive Oberfläche sei, die sich dem Benutzer anpasse und nicht umgekehrt. Das sei seiner Meinung nach zum Teil sehr schlecht von den damals existierendenBetriebssystemenumgesetzt worden.LCARSwird von derLinux-Gemeinde spaßeshalber auch mitLinuxCanAlsoRunStarships(engl. für „Linux kann auch Raumschiffe steuern “) übersetzt.

LCARSwar zum ersten Mal in Folgen vonRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertbis einschließlichStar Trek: Lower Deckszu sehen.

In der realen Welt werdenTouchscreensverwendet, was in etwa der fiktivenLCARS-Technik entsprechen dürfte.

EinLCARS-Interfacekann Informationen über den Schiffsstatus und die Bedienung liefern.LCARSwird durch die bereits in TOS eingeführte sprachgesteuerte Schnittstelle ergänzt und wurde von TNG über DS9 bis zu den Kinofilmen dem jeweils aktuellen Design angepasst; somit blieb es immer auf der Höhe der Zeit. Selbst in Gene RoddenberrysAndromeda-Fernsehseriegibt es eine KI-gesteuerte Version vonLCARS,die sich sehr stark vomLCARSder Föderation unterscheidet.

Es gibt inzwischen LCARS-Benutzeroberflächen für Windows- und Linux-Betriebssysteme, die zumindest optisch ein LCARS auf dem heimischen PC ermöglichen.

PADD

PADD (links) und Waffen ausRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundert

Die AbkürzungPADDsteht fürPersonalAccessDisplayDevice,auf Deutsch etwa „Persönliches Zugriffs- und Anzeigegerät “. In der Serie dient es als tragbareSchnittstellezwischen Computerkern und Crewmitglied. Es gibt persönliche PADDs und solche, die der Weitergabe an Crewmitglieder vorbehalten sind. Die Anzeige einesPADDs wird durchLCARSgesteuert.

Das Akronym „PADD “wurde vonStar Treks wissenschaftlichem Berater Richard Arnold in den frühen Tagen der Serie vorgeschlagen. Es bezieht sich auf das englische Wortnotepad(auch:writing pad) ‚Notizblock‘.

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

Replikator

SogenannteReplikatorenerlauben es, jeden in seiner atomaren Struktur vorher erfassten oder programmierten Gegenstand zu erzeugen. Damit werden vor allem Dinge des täglichen Bedarfs, zum Beispiel Lebensmittel, erzeugt; jedoch ist der Replikator nicht auf solche beschränkt. In der SerieDeep Space Ninewird 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, einige Male wird gesagt oder angedeutet, dass „echtes “Essen besser schmeckt. Das Synthetisieren auf molekularer Ebene statt auf Quantenebene, auf der zum Beispiel dasTransportersystemarbeitet, ist ein möglicher Grund, warum replizierte Speisen teilweise schlechter schmecken als „echtes “Essen.

Dadurch lässt sich erklären, dass manche Substanzen wie die Flüssigkeit „Latinum “(welche zur besseren Handhabung in Goldangeteigtwird) gar nicht oder zumindest nicht gleichwertig hergestellt werden können. 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 Technik – weitgehend beseitigt sind, ist das nicht relevant, da keine Währungsmittel mehr verwendet werden. Bei der Interaktion mit anderen Spezies, insbesondere denFerengi,musste dann auf dramaturgische Tricks zurückgegriffen werden, damit fiktive, unreplizierbare Substanzen einen nachvollziehbaren Wert haben, eben wie „in Gold gepresstes Latinum “. Ebenso wurde die Replikation vonTranswarp-Spulen der Borg als unmöglich erklärt, die die Heimreise der USS Voyager deutlich verkürzt hätten.

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 derQuantenzuständeviel mehr Speicherplatz beanspruchen würde, und nicht auf Dauer stabil ist.

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

Nahrungsverteiler

AlsNahrungsverteilerbezeichnet man im 23. Jahrhundert ein schiffsweites System zur Verteilung von Lebensmitteln. Die Technik ist wesentlich unausgereifter als die desReplikators,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.

Proteinresequenzer

DerProteinresequenzeroderProteinumformerist ein Gerät an Bord der Enterprise (NX-01), mit dem Proteine so umgeformt werden können, dass sie eine fertige Speise ergeben. Er findet insbesondere Verwendung, um nicht an Bord befindliche Nahrungsmittel zu erzeugen.

Schiffscomputer

DerSchiffscomputerderEnterprisevereinigt sehr viele Funktionen, darunter die Integration aller Subsysteme und die Computer-Systeme der Unterabteilungen. Er lässt sichinteraktiv,sprachgesteuertund mittelsDisplaysbedienen und wird unter anderem zur Kommunikation und Navigation genutzt. Auch wenn der Schiffscomputer die meisten seiner Funktionen unauffällig im Hintergrund verrichtet, so ist er aber auch Dialogpartner, wenn Besatzungsmitglieder an ihn verbale Anfragen richten, die mit demAktivierungswort„Computer! “eingeleitet werden.

Der Schiffscomputer übernimmt dabei die Funktionen einersemantischen Suchmaschineund einesintelligenten persönlichen Assistenten. Verbreitung fanden solche Anwendungen ab etwa 2012 vor allem aufSmartphones.Derzeit (Mitte 2019) gibt es unter anderemGoogle Assistant,Siri(Apple), Alexa (Amazon Echo),Cortana(Microsoft),Bixby(Samsung),Hallo Magenta(Telekom) undHiVoice(Huawei).

Der Schiffscomputer der Enterprise wurde im Original vonMajel Barrettund in der deutschen Synchronfassung vonEva-Maria Werthgesprochen.

Subraum und Subraumkommunikation

DerSubraumist dieStar-Trek-Variante des in der Science-Fiction beliebten Konzeptes eines extradimensionalenHyperraums.In Star Trek ist dieser Raum nicht physisch erfassbar, es gibt keinerlei Reisen von Raumschiffen in diesen Subraum hinein und es gibt auch keine optische Darstellung aus dem Inneren dieses Subraums. In der Voyager-EpisodeDas wirkliche Lebenwird Tom Paris in einem Shuttle durch einen sogenannten Astralwirbel in eine Schicht zwischen Normalraum und Subraum gezogen. Diese Schicht wurde als stürmische Region mit wolkenähnlichen Gebilden und tornadoartigen Trichtern dargestellt. Ansonsten erscheint der Subraum als bildliche Darstellung meist nur in Zusammenhang mit Raumanomalien wie Subraumspalten, Subraumrissen oder anderen exotischen Verwerfungen innerhalb des Raum-Zeit-Kontinuums.

Durch Rückgriff auf das Subraum-Konzept werden dramaturgisch wichtige fiktive Techniken wie Langstrecken-Echtzeit­kommunikation,Zeitreisenund Flüge mitÜberlichtgeschwindigkeiterklärt. Oftmals werden dafür abgeleitete Begriffe aus dem WortSubraumgebildet, beispielsweise Subraumenergie, Subraumfeld, Subraumspektrum, Subraumspule oder Subraumwelle, die dann als Erklärung für die Funktion fiktiver technischer Geräte angewendet werden.

Die Darstellung des Konzepts der Subraumkommunikation 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.

Trägheitsdämpfer

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

ImTechnical ManualzuRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertvon Rick Sternbach undMichael Okudawird 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 der Funktionsweise eines Trägheitsdämpfers gibt es bisher nicht, jedoch könnte man eine Erklärung in denHiggs-Teilchenfinden, die der Materie ihre Masse vermitteln.

Traktorstrahl

Traktorstrahlensind dem Künstliche-Schwerkraft-System artverwandte Energiestrahlen. Sie werden benutzt, um andere Objekte festzuhalten. Man kann mit ihnen auch andere Raumschiffe heranziehen,Asteroidenablenken und wegstoßen, die zu groß für denDeflektorsind, undShuttlessicher in denHangarlenken. BeimBergenvonmanövrierunfähigenRaumschiffen wird der Traktorstrahl als eine ArtAbschleppseilverwendet.

Transporter

Transporter ausRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundert

DerTransporterist 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. Von den Protagonisten der Serien wird der Vorgang selbst als „Beamen “(von Englischto beam–strahlen) 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.

Nach einer Lesart wurde in der ersten Star-Trek-SerieRaumschiff Enterpriseder 1960er-JahreTeleportationaus Kostengründen eingeführt, um in der Produktion aufwendige und kostenintensive Landesequenzen auf fremden Planeten einsparen zu können. Jedoch gibt es Belege, dass der ProduzentGene RoddenberrydasBeamenbereits in seinen Entwürfen zur Serie eingearbeitet hatte, bevor das Thema Kosten eine Rolle spielte. Roddenberry habe einmal in einem Gespräch mit dem AstronautenAlan Shepardzugegeben, 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 FilmDie Fliegegeklaut und so perfektioniert, dass zwei gleichzeitig teleportierte Körper eben nichts mehr miteinander austauschen. Deswegen heiße es ja auch nicht mehr „Teleportation “, sondern „Beamen “.

DasKonzept des Beamenswirft aus heutiger wissenschaftlicher Sicht etliche Probleme auf, die es, so wie in Star Trek dargestellt, wohl längerfristig unmöglich machen.

Heisenberg-Kompensator

• Lautheisenbergscher Unschärferelationist es nicht möglich, zu einem bestimmten Zeitpunkt sowohl den Ort als auch die Geschwindigkeit und Richtung einessubatomaren Partikelsbeliebig genau festzustellen. In Star Trek wird dieses Problem durch den sogenanntenHeisenberg-Kompensatorumgangen. Auf die Frage, wie der Heisenberg-Kompensator denn funktioniere, antworteteMichael Okudalapidar: „Er funktioniert sehr gut, danke. “Andererseits ist die Aufenthaltswahrscheinlichkeit dieser Teilchen durch ihre individuellen Wellenfunktionen, beispielsweiseElektronenorbitalein Atomen, eindeutig definiert, sodass eine genaue Orts- und Bewegungsbestimmung nicht notwendig für eine Übertragung wäre. Jedoch ist es ungeklärt, ob eine Übertragung der Wellenfunktion überhaupt und ohneKollapsmöglich ist (vergleicheInterpretationen der Quantenmechanik).
• Für die Aufhebung der atomaren Bindung müssten die Atome des zu beamenden Objekts, also zum Beispiel ein Mensch, sehr hohen Energiemengen ausgesetzt werden. Diese Energiemengen würden lokal so hohe Temperaturen und Strahlungen hervorrufen, dass die direkte Umgebung des Transporters und der Transporter selbst zerstört werden würden.
• Aus philosophischer Sicht stellt sich die Frage, ob dabei nicht etwa das Individuum getötet und ein Zwilling oder Klon von ihm produziert wird. So etwas, durch die Anwesenheit spezieller Pflanzen im Transporterstrahl verursacht, ereignet sich in der VOY-FolgeTuvix.Die Materieströme von Neelix und Tuvok vermischen sich nach einem Außeneinsatz zu einem neuen Individuum, was eine Reihe von moralischen Aspekten für und gegen die Trennung beider Individuen durch ein vom Holodoktor entwickeltes Markierungsverfahren nach sich zieht.
• Unklar ist auch, was mit dem Bewusstsein der transportierten Menschen passiert, da nicht vollständig geklärt ist, ob das Bewusstsein, also Geist und Seele, sich nur im Körper selbst befinden. Als Hoshi in der FolgeVermisst(engl.Vanishing Point) erstmals den Transporter verwendet, hat sie während des achtsekundigen Beamens einenKlartraum,der ihr wie ein ganzer Tag vorkommt. In der TNG-FolgeTodesangst beim BeamennimmtLt. Barclaywährend des Beamens Wesen wahr, welche sich später als verschollene Personen herausstellen.

Mit derQuantenteleportationist es inzwischen in der Realität gelungen, die Eigenschaften eines atomaren Teilchens auf ein anderes zu übertragen. Auch ein „Kompensator “ist dabei unnötig, weil die Unschärferelation umgangen wird.Die Quantenteleportation darf jedoch nicht mit dem in den Star-Trek-Produktionen dargestellten Beamen verwechselt werden.

Überlichtteleportation

Neben dem gewöhnlichen Transporter der Sternenflotte, der auch von den meisten Völkern verwendet wird, gibt es auch eine Reihe alternativer fiktiver Entwicklungen. Diese zielen darauf ab, mit Überlichtgeschwindigkeit über größere Entfernungen Dinge zu teleportieren. Dabei werden unterschiedliche physikalische Grundlagen verwendet, beispielsweise die Teleportation mittels Raumfaltung, ohne vollständige Auflösung des zu beamenden Objektes. Manchmal werden sie als Alternative anstelle eines Überlichtantriebs genutzt, oftmals aber primär als ein zusätzliches militärisches Mittel. Über die Universalportale derIconianer,einem bekannten Vertreter dieser Technik, gibt es sogar eine komplette Romanserie namensGateways.

Beispiele:

• Iconianisches Portal (Gateway)
• Nyrianischer Translokator
• Rutianischer Inverter
• Sikarianischer Raumtrajektor
• Sporenantriebder USS Discovery und USS Glenn
• Subquanten-Transporter
• Subraum-Transporter
• Transwarp-Beamen
• Zenotaph (Transport mittels „Subraumvakuolen “)

Zeit- und Alternativrealitäts-Teleportation

Außerdem gibt es Transportvorrichtungen, die 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

Tricorder

Tricorder ausRaumschiff Enterprise

DerTricorder– auch „Trikorder “geschrieben – 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 das funktionieren soll, wird jedoch nicht erklärt – laut einer offiziellen Quelle sollen im Tricorder über 200 verschiedene Sensoren sein. Es sind zwei Varianten üblich, der wissenschaftliche Tricorder für Wissenschaftsoffiziere und die normale Crew und der medizinische Tricorder für Medizinpersonal, der auf genaue medizinische Diagnose und biologische Messungen spezialisiert ist. Der Wissenschaftliche Tricorder eignet sich dagegen neben physikalischen Messungen nur zum Messen von Lebenszeichen und bestenfalls zur Unterstützung von Erste-Hilfe-Maßnahmen. Die ersten in der Serie auftauchenden Geräte hatten eine frappierende Ähnlichkeit mit handelsüblichen tragbarenKassettenrekordern.Das optional angewandte kleinere Modul (wurde meist vom Schiffsarzt zur Untersuchung verwendet) war ein mit Blinklichtern ausgestatteterSalzstreuerausGlas.

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 derX-Prize Foundationein 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 “.Der Start desTricorder X Prizesollte Anfang des Jahres 2012 sein.Der tatsächliche Start des Projekts war dann der 10. Januar 2012 und es sollte dreieinhalb Jahre laufen.

Waffen

Defensive Waffen

Schilde

Im Star-Trek-Universum sind viele Schiffe mitEnergieschildenausgestattet, die vor Waffenbeschuss,elektromagnetischer Strahlung,Beamen oder kosmischer Strahlung schützen. Alle Schiffe derSternenflottebesitzen 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.

Tarnung

Manche Raumschiffe, insbesondere solche derRomulanerundKlingonen,besitzen eineTarnvorrichtung.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. Bis auf wenige Ausnahmen sind die Schiffe beider Spezies nicht in der Lage, Waffen zu feuern, so lange die Tarnung aktiv ist.

In einer Episode der SerieRaumschiff Enterprise – Das nächste Jahrhundertwurde eine sogenannte Interphasen-Tarnvorrichtung vorgestellt. Diese war in der Lage, ein Objekt während dessen aktiver Interphasen-TarnungMateriedurchdringen zu lassen. Beim Deaktivieren der Technik bestand die Gefahr, das vorher getarnte Objekt mit einem anderen Objekt, das sich an der Stelle der Enttarnung befindet, zu „verschmelzen “. So verstarb die Besatzung desPrototypen-Raumschiffes an den Folgen der „Verschmelzung “mit einemAsteroiden.

Phaser

Der Phaser (Phased Energy Rectification) ist die Star-Trek-Variante der im Science-Fiction-Genre üblichen Strahlenwaffen, der Name lehnt sich an den realenLaseran. Innerhalb der Serien und Filme wird der „Strahl “des Phaser von den Protagonisten manchmal als Energiestrahl und manchmal als Partikelstrahl bezeichnet. Außerdem wird oft davon gesprochen, dass der Strahl sich mitLichtgeschwindigkeitfortbewege, was jedoch den verwendeten visuellen Effekten widerspricht. 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 Borgtechnik aufweist. DieUSS Defiantaus DS9 hat vier dieser Waffen zur Verfügung.

Torpedos

Fusionstorpedo

In der SerieStar Trek: Enterprise,die chronologisch vor den anderen Serien spielt, benutzen die Menschen Torpedos auf der Basis vonKernfusion.Erst im Verlauf der Serie werden die auf Antimaterie basierenden Photonen-Torpedos eingesetzt.

Photonik- bzw. Photonen-Torpedo

Photonen-Torpedos, inStar Trek Enterprise„Photonik-Torpedos “genannt, und „Antimaterie-Torpedos “sind mitMaterie(hierDeuterium) undAntimaterie(Antideuterium) gefüllte Geschosse. Die Wirkung basiert auf derAnnihilationvonMaterieundAntimaterie.Die Lagerung des Antideuteriums erfolgt in einermagnetischen 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 Photonen-Torpedo. Nach derEinsteinschenFormel E = m·c² ergibt sich bei einer Nutzlast von einem Kilogramm (0,5 kg Deuterium + 0,5 kg Antideuterium) eineEnergieausbeutevon 1 kg · (300.000.000 m/s)² = 90.000.000.000.000.000 Joule (entspricht 21,5 MT). Photonen-Torpedos haben bis zu 1,5 kg Antideuterium + 1,5 kg Deuterium, was einer maximalen Sprengkraft von ca. 64,5 MT entspricht.Zum Vergleich: Reale 2-stufigeWasserstoffbombenerreichen Sprengkräfte bis zu 15 MT, die größte (Zar-Bombe,2-stufig) hatte eine Explosivkraft von 57 MT. Die Vernichtungskraft von Photonen-Torpedos in Star Trek wird aus filmtechnischen Gründen wesentlich geringer dargestellt. So haben beispielsweise mehrmals Personen in unmittelbarer Nähe von einschlagenden Photonen-Torpedos auf Planetenoberflächen überlebt. Weiterhin ist zu beachten, dass im Weltraum mangels Atmosphäre keine Druckwelle entstehen kann, die bei Explosionen auf der Erde maßgeblich für die Zerstörung verantwortlich ist. Der größte Teil der Energie einerNuklearexplosionwird im Weltraum über die dabei entstehendeelektromagnetische Strahlungübertragen und verursacht Verbrennungen anstelle von mechanischen Schäden.

LeereTorpedohüllenwerden in Star Trek außerdem zurWeltraumbestattunggenutzt, ähnliche Objekte in einzelnen Extremfällen auch zum Personentransport. Die Weltraumbestattung wurde, nach diesem Vorbild, in wesentlich kleinerem Maßstab bereits durchgeführt.

Quanten-Torpedo

Quanten-Torpedos verwenden statt einer Materie-Antimaterie-Reaktion wie bei Photonen-Torpedos eine komplexequantenphysikalischeTechnik, um möglichst viel Energie gegen gegnerische Objekte freizusetzen. Im technischen Handbuch zur SerieDeep Space Ninewird beschrieben, dass eine gewöhnliche Antimaterie-Explosion dazu benutzt wird, eine Form exotischer Materie (der Autor des Buches schreibt vonelfdimensionalen Membranen) zu erzeugen, die bei ihrem Zerfall eine größere Menge Energie freisetzt als zu ihrer Erzeugung aufgewendet werden müsste. Die zusätzliche Energie entstammt dabei dem fiktiven Subraum, der auch schon für denWarp-Antriebeine wichtige Rolle spielt. Damit gehören Quanten-Torpedos zu Waffen auf Basis vonVakuumenergie.Laut dem Handbuch ist ihre Sprengkraft etwa doppelt so groß wie die eines gleich großen Photonen-Torpedos.

Sonstige Waffen

Daneben existiert eine Vielzahl weiterer Torpedos und Raketen, die nur für einzelne Episoden eingeführt worden sind. Vier bekannte Beispiele sind:

• Transphasen-Torpedos werden ein einziges Mal von der USS Voyager in der FolgeEndspielverwendet. Sie wurden von Admiral Janeway aus der Zukunft mitgebracht, um sich gegen dieBorgerfolgreich verteidigen zu können. Der Bezeichnung nach bedienen sich diese Torpedos einerPhasenverschiebungvon Materie und Energie, wodurch sie ihre explosive Fracht im Inneren feindlicher Raumschiffe zur Detonation bringen.
• Chronoton-Torpedos, die ebenfalls nur in der SerieStar Trek Voyagerauftauchen, werden dort von einer Spezies namensKrenimverwendet. Dadurch, dass der Torpedo mit einer Hülle umgeben ist, die ihn dem normalen Zeitfluss entzieht, kann er Schutzschilde von Raumschiffen durchdringen. Er funktioniert insofern ähnlich wie ein Transphasen-Torpedo, weil er die feindlichen Schilde umgeht, statt sie zu zerstören.
• Polaron­waffen (Strahlen und Pulse), die in der SerieStar Trek Deep Space Nineauftauchen, werden während des dort dargestelltenDominion-Kriegesvon den Feinden der Föderation verwendet. Sie durchdringen anfangs, wie die Chroniton-Torpedos, die Schutzschilde der Sternenflotte, können später aber neutralisiert werden.
• Energie-Dämpfungswaffen/-Dissipatoren sind ebenfalls inStar Trek Deep Space Nineim dargestellten Dominion-Krieg eingesetzte Waffen. Sie wurden von einer Spezies namensBreenentwickelt und legen dieelektrischen Systemean Bord eines getroffenen Raumschiffes lahm. Sie werden am Ende des Krieges von der Sternenflotte ebenfalls neutralisiert.

Zusätzlich gibt es noch stark verkleinerte (13 cm lange) Formen diverser Torpedos, die auf Shuttles und sonstigen kleinen Schiffen eingesetzt wird.

Zeitmaschinen/Zeitreisen

Mehrfach wird in Star Trek die Möglichkeit desZeitreisensbehandelt. Diese scheinen auch ohne spezielle Zeitreisetechnik möglich, insofern ein Schiff „lediglich “mit Lichtgeschwindigkeit in das Schwerefeld einer Sonne eindringen muss, um dann rückwärts durch die Zeit geschleudert zu werden (Star Trek IV). Mehrere Zivilisationen wie z. B. die Borg, die Q oder die Krenim beherrschen verschiedene Zeitreisetechniken. Den technischen Hintergrund für maschinell beeinflussbare Zeitvorgänge bilden zumeist die fiktiven Chroniton-Partikel, wie in den Chroniton-Torpedos (siehe Waffentechnik) oder im Zeitwaffenschiff der Krenim.

Die Möglichkeit des Zeitreisens wird in der realen Physik diskutiert, doch bzgl. Reisen in die Vergangenheit weitgehend als nicht möglich betrachtet.

Siehe auch

• Bussardkollektor
• VISOR
• Raumschiffe und Raumstationen im Star-Trek-Universum

Literatur

• Lawrence M. KraussDie Physik von Star Trek.Heyne, 1996,ISBN 3-453-10981-3.
• Michael Okuda, Rick Sternbach:Star Trek: The Next Generation: Technical Manual.Pocket Books, 1991,ISBN 0-671-70427-3.
• Nina Rogotzki u. a. (Hrsg.):Faszinierend! STAR TREK und die Wissenschaften.Verlag Ludwig, Kiel 2003,ISBN 3-933598-25-7(Band 1),ISBN 3-933598-69-9(Band 2)
• Jens Schröter:Das Holodeck: Phantasma des ultimativen Displays.In: Rogotzki 2003, Band 1, S. 105–130.
• Stefan Thiesen:Trek Science – mit Warpgeschwindigkeit in die Zukunft?MindQuest, Selm 2001,ISBN 3-934195-06-7.
• Sebastian Stoppe:Getting Immersed in Star Trek, Storytelling Between „True “and „False “on the Holodeck.In:SFRA Review.Nr.316,2016,S.4–15(wildapricot.org[PDF]).
• Sebastian Stoppe:Is Star Trek Utopia? Investigating a Perfect Future.McFarland, Jefferson, N.C. 2022,ISBN 978-1-4766-8636-3
• Mark E. Lansbury:The realization of Star Trek technologies.Springer, Cham 2017,ISBN 978-3-319-40914-6.

Weblinks

• Memory Alpha – spezielles Star-Trek-Wiki
• Quarks & Co – Die Physik von Star Trek(Mementovom 31. Januar 2010 imInternet Archive)
• Telepolis-Artikel: Der Traum vom Beamen(Mementovom 19. April 2011 imInternet Archive)
• StarTrek Library: Transporter (englisch)(Mementovom 30. Dezember 2009 imInternet Archive)
• Telepolis-Artikel: Beamen, Sex und Cyborgs(Interview mit Lawrence Krauss)
• (lcarscom.net)
• lcars-terminal.de