Star-Trek-Technik

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 infolge 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 das 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 der Überlichtflug (Warp) nur so 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 das 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 Raumschiff erreicht seinen Zielort zwar schneller als das Licht, bewegt sich innerhalb der vom Raum-Zeit-krümmenden Antrieb erzeugten Warp-Blase aber mit Unterlichtgeschwindigkeit – das Raumschiff wird 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. Der bei den ZDF-Folgen von Raumschiff Enterprise verwendete Begriff der Sol-Geschwindigkeit stammte ursprünglich aus UFO (Fernsehserie). Das ZDF versuchte, bei SF-Serien einheitliche Begriffe einzuführen, und so wurden Star-Trek-Begriffe wie "Phaser" und "Beamen" später auch bei der deutschen Fassung von Mondbasis Alpha 1 verwendet.

In der der Serie zugrunde liegenden Zeitleiste wurde die Technik nach ihrer Erfindung im Jahr 2063 zur vorherrschenden Antriebsart des menschlichen Raumflugs und später zum Transwarp-Antrieb weiterentwickelt. Im Gegensatz zum alcubierrschen Warp-Antrieb wird hierbei auf exotische Materie verzichtet und stattdessen ein fiktiver höherdimensionaler Subraum genutzt. Auch unterscheidet sich die Namensgebung der Antriebskomponenten. Während Alcubierre von Warp-Blase sowie Expansion und Kontraktion spricht, werden die äquivalenten Komponenten in Star Trek Warp-Feld beziehungsweise Raumverzerrung genannt. Allerdings kommt auch das Wort Warp-Blase in einer Episode von TNG vor.

Entwicklung

Die Warp-Technik wurde von extraterrestrischen Zivilisationen wie z. B. den Vulkaniern schon vor ihrer Entwicklung auf der Erde eingesetzt. Auf der Erde wurde der Warp-Antrieb von Zefram Cochrane gegen Mitte des 21. Jahrhunderts während und nach dem Dritten Weltkrieg in Bozeman, Montana entwickelt. Cochrane benutzte für den Antrieb einen Fusionsreaktor, um Plasma zu erhitzen, welches er dann durch Warp-Spulen schickte und somit eine stabile Warpfeldblase erzeugte. Aus den Bestandteilen einer gebrauchten Interkontinentalrakete vom Typ LGM-25C Titan II entwickelte er die Phoenix, mit der er am 5. April 2063 den ersten menschlichen Warpflug mit Warp 1 (Lichtgeschwindigkeit) unternahm. Der Flug wurde vom vulkanischen Forschungsschiff T’Plana Hath registriert, welches daraufhin einen ersten friedlichen Kontakt mit der menschlichen Zivilisation aufnahm. Cochrane erlangte dadurch Ruhm in der ganzen bekannten Galaxis, und Schulen wie die Zefram Cochrane High School, Städte und sogar Planeten wurden nach ihm benannt. Ihm zu Ehren wird auch die physikalische Warpfeldeinheit als Cochrane bezeichnet. Die Ereignisse um Cochranes Erfindung sind in Star Trek: Der erste Kontakt ausführlich dokumentiert. Nach anderen Quellen (die Folge Metamorphosis aus 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 in Star Trek eine Geschwindigkeitsskala, die aber nicht über alle Star-Trek-Serien konsistent ist und im Laufe der Produktion mindestens einmal geändert wurde. Die Geschwindigkeit, mit der sich ein Warp-getriebenes Raumschiff in den Star-Trek-Episoden bewegt, wird üblicherweise nur mit einem Warpfaktor angegeben. Dabei entspricht Warp 1 der einfachen Lichtgeschwindigkeit c, und bei höheren Faktoren erhöht sich die Geschwindigkeit exponentiell. Laut der Vorgabe von Gene Roddenberry sollte die ursprüngliche Enterprise eine Maximalgeschwindigkeit von 0,73 Lichtjahren pro Stunde haben, was etwa 6395-facher Lichtgeschwindigkeit entspricht, wobei er den dazugehörigen Warpfaktor offengelassen hat.

In den Serien selbst sind einige Warpgeschwindigkeiten mit konkreten Zahlenwerten dokumentiert.:

• In der Episode Der Sammler aus der Serie Raumschiff Enterprise - Das nächste Jahrhundert wird eine Flugstrecke von 0,102 Lichtjahren (etwa 970 Milliarden Kilometer) bei Warp 3 mit einer Flugzeit von 23 Stunden angegeben. Das entspricht einer Reisegeschwindigkeit von etwa 39-facher Lichtgeschwindigkeit oder 11,7 Millionen Kilometer pro Sekunde.
• In der Episode Boks Vergeltung aus der Serie Raumschiff Enterprise - Das nächste Jahrhundert behauptet Riker, dass die Enterprise für eine 300 Milliarden Kilometer lange Flugstrecke bei Warp 9 rund 20 Minuten Flugzeit benötigen würde. Damit entspricht Warpfaktor 9 in dieser Situation einer Geschwindigkeit von 900 Milliarden Kilometer pro Stunde (=250 Millionen Kilometer pro Sekunde) oder etwa 830-facher Lichtgeschwindigkeit.
• Im Pilotfilm der Serie Raumschiff Voyager wird die Höchstgeschwindigkeit der USS Voyager mit Warpfaktor 9,975 angegeben. In der Episode "Das Pfadfinder-Projekt" wird die Durchschnittsgeschwindigkeit der Voyager von den Wissenschaftlern bei der Sternenflotte mit Warpfaktor 6,2 angenommen. Im Laufe des Pilotfilms wird gesagt, dass die Heimreise zur Erde, welche zu dem Zeitpunkt mehr als 70.000 Lichtjahre entfernt liegt, etwa 70 Jahre dauern würde. Dieses Schema wird im Laufe der Serie konsistent beibehalten und es wird beispielsweise für eine Reststrecke von 60.000 Lichtjahren eine Restflugzeit von 60 Jahre angegeben, bei 30.000 Lichtjahren wird in den letzten Episoden von etwa 30 Jahren Flugzeit gesprochen. Das entspricht in allen Fällen einer Reisegeschwindigkeit von 1000-facher Lichtgeschwindigkeit oder 300 Millionen Kilometer pro Sekunde.
• In der Episode Entscheidungen aus der Serie Raumschiff Voyager wird 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.
• In der Episode Die 37er aus der Serie Raumschiff Voyager wird Warp 9,9 mit 4 Milliarden Meilen pro Sekunde gleichgesetzt, welches mehr als 21.000 mal schneller als die Lichtgeschwindigkeit ist.

In den verschiedenen Referenzwerken zu den Filmen und Serien wurden später zwei ungefähr logarithmisch ansteigende Skalen eingeführt. Die ursprüngliche kubische Skala von Franz Joseph (Star Trek Technical Manual) war nach oben offen, während die spätere Skala von Michael Okuda (Die Technik der USS Enterprise) nur von 0 bis 10 definiert war, wobei 10 theoretisch unendliche Geschwindigkeit bedeutete (Zusammenfluss von Raum und Zeit gemäß der Einstein’schen Relativitätstheorie; mit anderen Worten: Man könnte sich an jedem Ort des Universums gleichzeitig befinden).

Warpfaktor	Geschwindigkeit nach der ursprünglichen Skala	Geschwindigkeit nach der geänderten Skala
1	Lichtgeschwindigkeit	Lichtgeschwindigkeit
2	8-fache Lichtgeschwindigkeit	10-fache Lichtgeschwindigkeit
3	27-fache Lichtgeschwindigkeit	39-fache Lichtgeschwindigkeit
4	64-fache Lichtgeschwindigkeit	102-fache Lichtgeschwindigkeit
5	125-fache Lichtgeschwindigkeit	213-fache Lichtgeschwindigkeit
6	216-fache Lichtgeschwindigkeit	392-fache Lichtgeschwindigkeit
7	343-fache Lichtgeschwindigkeit	656-fache Lichtgeschwindigkeit
8	512-fache Lichtgeschwindigkeit	1024-fache Lichtgeschwindigkeit
9	729-fache Lichtgeschwindigkeit	1516-fache Lichtgeschwindigkeit
9,9	970,30-fache Lichtgeschwindigkeit	3053-fache Lichtgeschwindigkeit
9,99	997,00-fache Lichtgeschwindigkeit	7912-fache Lichtgeschwindigkeit
9,9999	999,97-fache Lichtgeschwindigkeit	199516-fache Lichtgeschwindigkeit
10	1000-fache Lichtgeschwindigkeit	unendliche Geschwindigkeit
11	1331-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala
12	1728-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala
13	2197-fache Lichtgeschwindigkeit	außerhalb der Skala
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. An diese Formeln hat man sich im Laufe der verschiedenen Produktionen aber nur selten gehalten. In den meisten Episoden bewegen sich Raumschiffe mit weit höheren Geschwindigkeiten, als es laut dieser Version der Warpskala möglich wäre. In der Folge Gestern, Heute, Morgen ist in einer alternativen zukünftigen Zeitlinie sogar von Geschwindigkeiten über Warp 10 die Rede (Warpfaktor 13). Fans spekulieren, dass hierbei aber eine neue Skala verwendet worden ist.

Bei Raumschiff Enterprise (Star Trek: The Original Series; TOS) wird in der deutschen Synchronisation in einigen Folgen anstelle von Warp die Bezeichnung SOL verwendet. Angeblich soll die Abkürzung für speed over light (Überlichtgeschwindigkeit) stehen, was aber in Anbetracht der Tatsache, dass die englischen Folgen mit dem Begriff Warp arbeiten, bezweifelt wird. Seit Raumschiff Enterprise: Das Nächste Jahrhundert (TNG) wird auch in der deutschen Synchronisation konsequent der Begriff Warp verwendet.

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 fiktiven Antimaterie-Reaktor erzeugt, der neben dem Antrieb auch die anderen Schiffssysteme wie Schutzschilde und Waffen mit Energie versorgt. Hierbei reagieren (annihilieren) die Materie-Antimaterieteilchen im Warpkern miteinander und es entsteht Energie. Diese Energie wird über die seitlich am Raumschiff aufgehängten Warpgondeln abgegeben, so dass ein Warp-Feld (Raum-Zeit-Blase) erzeugt wird, welches mit Hilfe des sogenannten Subraums die Raumzeit krümmt. Solange das Warp-Feld aktiv ist, bewegt sich das Raumschiff nun mit Warpgeschwindigkeit. 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 Warpantriebs ein, welche sogenannte Quantensingularitäten als Energiequelle nutzen. Die Art und Weise wie die Energie aus dem Schwarzen Loch gewonnen 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 den Tetryon-Reaktor oder der Subraumgenerator, die als sogenanntes plot device nur 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. 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.“

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

Der Begriff Transwarp fiel einige Male in verschiedenen Star-Trek-Folgen, und zwar sowohl im Zusammenhang mit der Antriebstechnik der Borg und anderer hoch entwickelter Völker als auch mit einem Entwicklungsprojekt der Sternenflotte in Star Trek III: Auf der Suche nach Mr. Spock. Es handelt sich dabei um eine alternative Überlichtantriebstechnologie, welche sich andere physikalische Auswirkungen des fiktiven Subraums zu Nutze macht.

Ein Beispiel hierfür liefern die Borg, welche so genannte Transwarpzentren entwickelt haben. Dies sind stationäre Gebilde, die Transwarpreisen durch sogenannte Transwarpkanäle (röhren- oder schlauchartige Raum-Zeit-Kontinuen innerhalb des fiktiven Subraums) ermöglichen sollen. Mindestens fünf dieser Transwarpzentren existieren im Star-Trek-Universum (das sechste wurde in der Episode Endspiel durch die U.S.S. Voyager zerstört). Ansonsten nutzen die Borg auch Transwarpspulen auf ihren Raumschiffen, welche auch außerhalb der Transwarpzentren Zugang zu den Transwarpkanälen ermöglichen. In der VOY-Episode Das ungewisse Dunkel wird 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 als Koaxial-Warp oder Raumtrajektion bezeichnet), um höhere Geschwindigkeit als die Sternenflotte zu erzielen (diese Varianten wurden in den Voyager-Episoden Das oberste Gesetz und Vis-a-Vis erwähnt). In den neueren Episoden (In Furcht und Hoffnung sowie Temporale Paradoxie) der Serie Voyager wurde 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
• Transwarpantrieb der Voth

Stationärer Warpantrieb: Solitonwelle, Subraumkatapult und künstliche Wurmlöcher

Neben den mobilen Varianten wurde in den Episoden Die Solitonwelle aus Raumschiff Enterprise: Das nächste Jahrhundert und Die Voyager-Konspiration aus Voyager auch mit stationären Überlichtantrieben wie der Solitonwelle oder dem Subraumkatapult experimentiert, die ein Raumschiff mittels ruhendem Antriebssystem auf Warpgeschwindigkeit befördern sollten. Letztendlich griffen die Autoren auch mehrmals zu der Idee der Erschaffung künstlicher Wurmlöcher. In Star Trek: Der Film wurde ein solches Wurmloch durch eine Fehlfunktion des Warpantriebs erschaffen. Die Handlung der Episode Wiedervereinigt aus der Serie Star Trek: Deep Space Nine dreht sich gänzlich um die willentliche Erschaffung von künstlichen Wurmlöchern durch die Föderation.

Weitere Beispiele:

• Geodätische Falte
• Verlagerungswelle des Fürsorgers

Weitere Möglichkeiten des überlichtschnellen Fluges

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

Ein bekanntes Beispiel sind die bajoranischen Sonnensegelraumschiffe, welche durch natürliche vorkommende Tachyonenwirbel auf Überlichtgeschwindigkeit beschleunigt werden können. Captain Sisko baut mit seinem Sohn Jake ein solches Raumschiff in der Episode Die Erforscher nach und reist auf diese Art von Deep Space 9 bis nach Cardassia. Die Nutzung natürlich vorhandener Wurmlöcher ist ebenfalls möglich. Die gesamte Serie DS9 dreht 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 den Bajoranern „Propheten“ genannt werden. Das sogenannte barzanische Wurmloch, welches lange Zeit für stabil gehalten wurde, es aber tatsächlich nicht ist, war in der TNG-Episode Der Barzan-Handel Handelsgut 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

Trägheitsdämpfer

Um die bei der Beschleunigung der Raumschiffe auftretenden Kräfte zu eliminieren, wird in Star Trek ein Trägheitsdämpfer verwendet. Allerdings würde ein „realer“ Trägheitsdämpfer auch die bei Weltraumkämpfen 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 ein 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 der Funktionsweise eines Trägheitsdämpfers gibt es bisher nicht, jedoch könnte man eine Erklärung in den Higgs-Teilchen finden, die der Materie ihre Masse vermitteln.

Subraum und Subraumkommunikation

Der Subraum ist die Star-Trek-Variante des in der Science-Fiction beliebten Konzeptes eines extradimensionalen Hyperraums. 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-Episode Das wirkliche Leben wird 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 Technologien wie Langstrecken-Echtzeitkommunikation, Zeitreisen und Flüge mit Überlichtgeschwindigkeit erklärt. Oftmals werden hierzu abgeleitete Begriffe aus dem Wort Subraum gebildet, beispielsweise Subraumenergie, Subraumfeld, Subraumspektrum, Subraumspule oder Subraumwelle, welche 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.

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. Vorlage:"-en 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 längerfristig 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.“
• 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. Ein solches, durch die Anwesenheit spezieller Pflanzen im Transporterstrahl verursachtes Ereignis, findet statt in der VOY-Folge Tuvix. Die Materieströme von Neelix und Tuvok werden unerwarteterweise vermischt nach einem Außeneinsatz und ein neues Individuum entstand aus beiden bisherigen, was dann eine ganze Folge von moralischen Aspekten für und gegen die Trennung beider Individuen durch ein vom Holodoktor im Nachhinein aber entwickeltes Markierungsverfahren nach sich zieht.
• 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 wird allerdings mehrfach angedeutet, dass die Transporterplattform lediglich als Musterverstärkung dient.
• 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 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 atomaren Teilchens auf ein anderes zu übertragen. Dies darf jedoch nicht mit dem in den Star-Trek-Produktionen dargestellten Beamen verwechselt werden.

Eine Lösungsmöglichkeit wäre es, das zu beamende Objekt nicht zu zerlegen und neu aufzubauen, sondern es komplett (z. B. durch Faltung des Raumes oder durch ein Wurmloch) zu verschieben.

Überlichtteleportation

Neben dem gewöhnlichen Transporter der Sternenflottenschiffe, welcher auch von den meisten Völkern verwendet wird, gibt es auch eine Reihe alternativer Entwicklungen. Diese zielen darauf ab mit Überlichtgeschwindigkeit über größere Entfernungen Dinge zu teleportieren. Manchmal werden sie als Alternative anstelle eines Überlichtantriebs genutzt, oftmals aber primär als ein zusätzliches militärisches Mittel. Über die Universalportale der Iconianer, einem bekannten Vertreter dieser Technologie, gibt es sogar eine komplette Romanserie namens Gateways.

Beispiele:

• Iconianisches Portal (Gateway)
• Nyrianischer Translokator
• Rutianischer Inverter
• Sikarianischer Raumtrajektor
• 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

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. 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 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 erzeugen. 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, einige Male wird 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. Auch wurde die Replikation von Transwarpspulen der Borg als nicht möglich erklärt, welche 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 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 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.

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.

Schröter (2003) bezeichnete das Holodeck – einen Vortragstitel des Computergrafik-Pioniers Ivan Sutherland aufgreifend – als „Phantasma des ultimativen Displays“ – als einen „Raum, der jede beliebige Umgebung audiovisuell, haptisch und […] auch olfaktorisch und gustatorisch erschaffen kann.“

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 dieser Serie 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 - was allerdings oft durch ein Kraftfeld erklärt wird, das eine tatsächliche Bewegung tretmühlenartig verhindert. 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 – 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. Regentropfen auf der Hand sind gut sichtbar und erfühlbar.

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 manchmal als Energiestrahl und manchmal als Partikelstrahl bezeichnet. Außerdem wird oft davon gesprochen, dass der Strahl sich mit Lichtgeschwindigkeit fortbewege, 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 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 1,5 kg Antideuterium + 1,5 kg Deuterium, was einer Sprengkraft von ca. 64,5 MT entspricht. 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 nicht aktivierten 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 existiert 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. Der Bezeichnung nach bedienen sich diese Torpedos einer Phasenverschiebung von Materie und Energie, wodurch sie ihre explosive Fracht im inneren feindlicher Raumschiffe zur Detonation bringen können.
• 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.

Jefferies-Röhre

Jefferies-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 Jefferies-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 Jefferies-Röhren sichtbar, die direkt von einem Schiffsdeck begehbar sind; sie könnten jedoch auch zwischen den Decks liegen. In der Regel sind Jefferies-Röhren 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.

Jefferies-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 beim Zuschauer ein Gefühl der Angst 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 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 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“. Der Start des Tricorder X Prize soll Anfang des Jahres 2012 sein.

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-Computer und in jüngerer Vergangenheit iPad und Konkurrenzprodukte auf Basis von Android von zahlreichen Anbietern (Samsung, Toshiba, WeTab, etc.). Der PDA wurde angeblich durch das PADD inspiriert.

LCARS

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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 Abfragesystem“). 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

• Lawrence M. Krauss Die 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 et al. (Hg.): 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. Als E-Book

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)