50 Jahre Horch und Guck

Fantasiebild des Exoplaneten OGLE im Sternbild Schütze. Entfernung ca. 21.000 Lichtjahre. Damit ist er der Planet mit der größten bisher bekannten Entfernung.

So entstand SETI. Die Abkürzung steht für den Begriff „Search for Extraterrestrial Intelligence“ (oder auf deutsch: Suche nach außerirdischer Intelligenz). Das heißt nicht mehr und nicht weniger als die Suche nach außerirdischen Zivilisationen – so es sie denn gibt. 50 Jahre Suche sind ein Grund für den Fandom Observer mal nachzuhaken, was denn dabei herauskam.

Seit den sechziger Jahren wurden verschiedene wissenschaftliche Suchprogramme gestartet, die zumeist den Radiobereich bzw. das elektromagnetische Spektrum unserer Milchstraße nach möglichen Zeichen und Signalen technischer Zivilisationen im All abhörten.

Die Basis des Ganzen

Der SETI-Forschung liegt die Annahme zugrunde, dass es in unserer Galaxis außerirdische Zivilisationen gibt und diese im wesentlichen ähnliche Kommunikationtechnologien einsetzen, wie wir. Soweit – so gut. Ein „Wir wissen, dass es so ist“ gibt es nicht, ebensowenig einen Beweis. Die ­Annahme beruht auf einer Einschätzung des amerikanischen Astrophysikers Frank Drake. Dieser entwickelte die Drake-Gleichung und stellte sie auf einer wissenschaftlichen Konferenz im Jahr 1961, in Green Bank, USA, vor. Drakes Überlegungen beziehen sich darauf, dass sich unter bestimmten Bedingungen unter Einbezug von Stickstoff, Kohlenstoff und weiteren Faktoren Leben entwickeln könnte. Die Spezies Mensch nimmt er als Beweis dafür, dass es funktionieren kann. Das System und natürlich auch der Planet, auf dem sich solches Leben entwickeln soll, muss dafür bestimmte astronomische und physikalisch-chemische Voraussetzungen erfüllen.

Optimistische Schätzungen kommen auf eine mögliche Anzahl von rund 300 Zivilisationen in der Milchstraße. Diese verteilen sich auf ein recht großes Gebiet, denn unsere Galaxis bringt es auf einen Durchmesser von etwa 100.000 Lichtjahren und umfasst zwischen 200 und 400 Milliarden Sterne, die wiederum von ca. 50 Milliarden Planeten umkreist werden, davon befinden sich geschätzte 500 Millionen in habitablen Zonen, also in Bereichen, in denen sich Leben entwickeln kann.

Eine weitere Annahme ist, dass Leben die Existenz von flüssigem Wasser voraussetzt, denn Wasser ist ein einfaches Molekül und zugleich eine ideale Umgebung für die Entwicklung komplexerer Moleküle, die zur Entstehung des Lebens führen könnte. Und dann gibt es da noch die Einschränkung, sich auf sonnenähnliche Sterne zu konzen­trieren. Große Sterne wie blaue Riesen, haben nur recht kurze Lebenszeiten von einigen Millionen bis zu hin zu wenigen zehntausend Jahren, so dass intelligentes Leben auf deren Planeten sehr wenig Zeit für die Entwicklung hätte. Auf der anderen Seite können sehr kleine Sterne nur wenig Energie freisetzen. Bei diesen kann sich Leben nur auf sehr sonnennahen Umlaufbahnen ­ent­wickeln. Dafür beträgt die Lebenszeit solcher Sterne bis zu 20 Milliarden Jahre. Durch die enge Umlaufbahn und die ­Wirkung der damit verbundenen starken Gezeitenkräfte ist die Rotationsgeschwindigkeit solcher Planeten in der Regel langsam. Die Folge sind sehr ungünstige und extreme Temperaturen, wie wir sie in unserem eigenen Sonnensystem vom Planeten Merkur kennen.

Auf Empfang

Gestatten wir uns einmal Optimismus und nehmen die Existenz von „Intelligentem Leben“ an. Mal eben zum Kaffeekränzchen und Sonntagsnachmittagsbesuch vorbeizufliegen ist nicht. Schon der nächste Stern, Alpha Centauri, ist rund vier Lichtjahre von uns entfernt. Würden wir ein Raumschiff auf die Reise schicken und beschleunigten es auf ein Zehntel Lichtgeschwindigkeit, dann dauert der Flug dorthin satte 40 Jahre. Unser Botschafter würde als Jungspund losfliegen und käme in gesetztem Alter an. Und mal ehrlich, wen würde die theoretische Antwort, vielleicht ein „Hier ist nichts los, ich habe nichts gefunden“, dann noch interessieren?

Also konzentrierte man sich bei SETI auf die Kommunikation auf elektromagnetischer Basis, wie ein Radiosignal und lauschte in den Kosmos. Um solch eine Übertragung von einer außerirdischen Zivilisation zu empfangen, so sie denn welche sendet, muss man die gängigsten elektromagnetischen Frequenzen absuchen, da man nicht vorausahnen kann, welche Frequenz die Außerirdischen nutzen. Da dieses Signal stärker sein müsste, als die Strahlung des Heimatsterns, steht zu erwarten, dass es auf einem sehr schmalen Frequenzband gesendet würde. Was die Suche danach nicht gerade vereinfacht, weil so eine große Anzahl von Kanälen abgesucht werden muss.

Erschwert wird die Aufgabenstellung des SETI-Projektes dadurch, dass weder Modulation noch die gewählte Kodierung einer sendenden Zivilisation bekannt sind. Will heißen, wir wissen nicht, wie die Außerirdischen ticken. Möglicherweise ist die Entschlüsselung eines solchen Signals sehr viel schwieriger als das Knacken des „Enigma-Codes“. Gemeinerweise gibt es auch noch weitere ungünstige Einflüsse, als da wären: Kosmische Strahlung oder interstellare Wolken, die ein Signal stören, ablenken oder gar ganz verschlucken. Damit wir das Signal einer außerirdische Zivilisation empfangen können, die 100 Millionen Lichtjahre entfernt lebt, müsste diese einen sehr starken Sender benutzen. Seine Leistung müsste über zehnmal so stark sein wie die gesamte elektrische Leistung, die wir heute auf der Erde erzeugen. Im September 1959 stellten die beiden Physiker Giuseppe Cocconi und Philip Morrison die These auf, dass sich Mikrowellen-Frequenzen zwischen 1 und 10 Gigahertz (GHz) am ehesten für eine Kommunikation eignen. Bei Frequenzen darunter stört die kosmische Hintergrundstrahlung und in dem Bereich darüber verfälschen Wasserstoff- und Sauerstoff-Atome unserer Atmosphäre ein eventuelles Signal.

Besonders die untere Grenze dieses ­„Mikrowellenfensters“ eignet sich zur Kommunikation, da es einfacher ist, Signale mit niedrigen Frequenzen zu senden und zu empfangen, als solche mit hohen. Cocconi und Morrison schlussfolgerten daraus, dass sich die Frequenz von 1,42 GHz., die sogenannte 21-cm-Linie, besonders für eine interstellare Übertragung eignen müßte.

Eine weitere Methode, Signale von mög­licherweise existierenden außerirdischen ­Zivilisationen zu entdecken, verdanken wir dem bekannten Science-Fiction-Autor Stanis­law Lem. Er erwähnte in seinem Roman „Glos Pana“ (1968) die Möglichkeit, Neutrinos für die SETI-Suche einzusetzen. Auch Isaac Asimov kam auf die gleiche Idee. Aufgrunddessen wurde von Wissenschaftlern die Verwendung künstlicher Neutrinos als Ansatzpunkt mehrfach diskutiert.

Auf Suche

Das Radioteleskop am Green-Bank-Observatorium

Im Jahr 1960 startet Frank Drake von der Cornell Universität das erste moderne SETI-Experiment, das sogenannte Projekt Ozma. Der Namensgeber ist die Königin von Oz aus den Fantasy-Romanen von Frank L. Baum. Dafür nutzte Drake ein Radioteleskop des Green-Bank-Observatoriums mit einem Durchmesser von 26 Metern. Er untersuchte damit die beiden Sterne Tau Ceti und Epsilon Eridani nahe dem 1,42-GHz-Band. Nach Abspeichern und durchforsten der empfangenen Signale fand er „nichts Auffälliges“. Nicht besser erging es der Sow­jetunion 1964 bei ihrem Suchprogramm.

1971 finanzierte die NASA Zyklop, eine Studie über ein Radio-SETI-Projekt. Es ­wurde ein Array mit 1500 Teleskopen vorgeschlagen. Aufgrund der Kosten mit rund
10 Milliarden Dollar wurde die Realisierung verworfen. Drei Jahre später ging das Arecibo-Observatorium auf Sendung und schickte eine einmalige Radiobotschaft von 1.679 Bit Länge zum Kugelsternhaufen M13. Dieser befindet sich in 25.000 Lichtjahren Entfernung. Die Zahl 1.679 hat zwei Primfaktoren, 23 und 73 und die Nachricht enthält ein Bild von 23 mal 73 Pixeln. Das Bild stellt das Arecibo-Observatorium, eine menschliche Figur, die DNA und die für das Leben auf der Erde notwendigen Elemente dar.

Im Gegensatz zum passiven ­Suchen und Lauschen auf Signale wurde das Versenden von Signalen auch als Active SETI oder METI (Messaging to Extra-Terrestrial Intelligence), bezeichnet. Forscher, wie der Astrophysiker Stephen Hawking und David Brin äußerten Bedenken bezüglich der damit verbundenen Risiken. „Hilfe – wir verraten den Außerirdischen unsere galaktische Position!“ Angeblich gibt es uf der Erde Pläne für eine Planetare Verteidigung. Auf einer eigens geschaffenen Risikobewertung von 1 bis 10, erreichte die unvorsichtige Sendung von Arecibo im Jahr 1974, doch glatt die Stufe 8!

1979 startete die Universität Berkeley in Kalifornien das SETI-Projekt SERENDIP (Search for Extraterrestrial Radio Emissions from Nearby Developed Intelligent Popu­lations). Dafür wurden Radioteleskope mit Spiegeldurchmessern von 25 bis 65 Metern verwendet.

Nach Vorschlägen von Paul Horowitz wurden 1981 neue tragbare Radiofrequenzanalysatoren entwickelt. Gegenüber den früheren analogen Modellen hatten sie den Vorteil, dass sie viel mehr und schmälere Kanäle durchsuchen konnten. Im Jahr 1985 startete die Ohio State University ein eigenes SETI-Programm, das Projekt Big Ear, das später finanzielle Unterstützung von der Planetary Society erhielt. Diese wurde fünf Jahre zuvor von Carl Sagan, Bruce Murray und Louis Friedman gegründet.

1992 finanzierte die NASA bzw. die US-Regierung, das SETI-Programm MOP ­(Microwave Observing Program), das später als High Resolution Microwave Survey (HRMS) bezeichnet wurde. Mit HRMS wurden gezielt 800 – 1.000 sonnenähnliche Sterne innerhalb einer Entfernung von
100 Lichtjahren durchsucht. Doch bereits ein Jahr später stoppte der US-Kongress das Programm.

1995 startete das privat finanzierte Projekt Phoenix des SETI-Instituts in Mountain View, Kalifornien. Es nutzte für die Radio­suche das 64-m-Parkes-Teleskop in Australien. Von September 1996 bis April 1998 stützte sich das Programm auf das Green Bank Radioteleskop und ab August 1998 schließlich das Arecibo-Observatorium.Phoenix wurde 2004 eingestellt. Bei den 800 Sternen innerhalb eines Suchradius von 200 Lichtjahren wurde kein Ergebnis erzielt.

SETI@home

Der Bildschirmschoner für den SETI@home-Client

Im Mai 1999 initiierte die Unversität SETI das Projekt SETI@home. Dieses Projekt bedient sich der Rechenleistung von vielen Computern im Internet, deren Benutzer sie freiwillig zur Verfügung stellen. Man kann das SETI@home-Programm herunterladen, das Datenpakete vom Server der Universität ­Berkeley abholt und diese im Hintergrund (mit geringer Prozessorlast) analysiert, sobald auf dem Computer Rechenkapazitäten frei sind. Ein Bildschirmschoner zeigt den entsprechenden Arbeitsfortschritt an. Ist das Datenpaket abgearbeitet, werden die Ergebnisse zurückgeschickt. Das SETI Institute arbeitete mit der University of California, Berkeley, zusammen, um im Norden Kaliforniens ein neues Radioteleskop, das Allen Telescope Array (ATA) zu bauen. Es sollte sich sowohl der Radioastronomie als auch der Suche nach außerirdischer Intelligenz widmen. Wie dem Namen zu entnehmen ist, wurde das Teleskop von Microsoft-Mitgründer Paul Allen unterstützt. Der kalkulierte Kostenrahmen lag im Bereich von 25 Millionen US-Dollar. 2005 wurde mit dem Bau begonnen. Das SETI Institute stellte das Geld für den Bau zur Verfügung, während die Universität Berkeley das Teleskop entwarf und die Verantwortung für den ­Betrieb übernahm. Im April 2011 war das SETI-Institut aus finanziellen Gründen gezwungen, die Forschung mit dem Allen ­Telescope Array zu unterbrechen.

Der Betrieb am ATA ruhte, weil der uns allseits bekannte „Gouvernator“ des klammen Bundesstaates Kalifornien die Zuschüsse dafür strich. Mit Hilfe privater Spender wie zum Beispiel Nasa Astronaut Bill Anders oder Schauspielerin Jodie Foster und der US Air Force gelang es, genügend Gelder einzusammeln, um den Betrieb ­wieder aufzunehmen. Allerdings wurde die Aufgabenstellung erweitert. Nun soll das ­Telescope Array zusätzlich auch nach Weltraumschrott suchen, um so rechtzeitig ­Gefahren für die kommerzielle Raumfahrt, insbesondere Satellitenbetreiber, zu ­mindern.

Exoplaneten und Contact

Größenvergleich vom System Kepler-22 und den Planetendurchmessern

Welches Fazit lässt sich jetzt, 50 Jahre nach den ersten Schritten von SETI, ziehen? Ein positives Ergebnis kann SETI nicht vorweisen. Weder gelang die Kommunikation mit einer intelligenten außerirdischen Spezies, noch wurde ein Signal einer solchen Zivili­sation gefunden oder empfangen.

Sieht mal einmal ab von dem sogenannten „Wow-­Signal“. Dieses Schmalband-Radiosignal zeichnete der Astrophysiker Jerry Ehman, am „Big Ear“-Radioteleskop der Ohio State University am 15. August 1977 auf. Es kam aus Richtung des Sternbildes Schütze. Da sich das Signal nicht wiederholte und weder durch Ehman noch durch andere ausfindig gemacht werden konnte, ist seine Natur ungeklärt. Also alles reine Geldverschwendung?

Nicht ganz. Zwei Ergebnisse kann man ableiten. Da sind zum einen die Entdeckung von Exoplaneten, wie zum Beispiel Kepler 22b. Er ist rund 600 Lichtjahre von der Erde entfernt und wurde mit Hilfe des Teleskops Kepler gefunden. Die Weiterentwicklung von Teleskopen und verbesserte Analyse-Verfahren, ermöglichen heute die Entdeckung von extraterrestrischen Planeten.

Und Nummer zwei? Ein SF-Film! Allen, die sich dafür interessieren, wie ein solcher Kontakt mit Außerirdischen verlaufen könnte, sei der Film „Contact“, aus dem Jahr 1997 empfohlen. Regie: Robert Zemeckis; Darsteller: ­Jodie Foster und Matthew McConaughey in den Hauptrollen. Amüsanterweise hat das Weiße Haus, die damalige Clinton-Admini­stration, Protest gegen den virtuellen Auftritt von Bill Clinton eingelegt.

Und zum Abschluss zitiere ich den Schlüsselsatz aus diesem Film, gesprochen von Jodie Foster: „Auf unserer Suche nach allem, was die Leere erträglich macht, haben wir nur eins gefunden … einander.“

Günther Freunek

Weitergehende Links:

http://de.wikipedia.org/wiki/SETI@home
http://de.wikipedia.org/wiki/Exoplaneten
http://www.moviemaze.de/filme/2705/contact.html
 

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Eine Antwort auf 50 Jahre Horch und Guck

  1. “Der Beweis, der jetzt nur noch eine Frage der Zeit ist, dass unsere junge Spezies auf der Skala kosmischer Intelligenz nur eine niedrige Stufe einnimmt, wird ein schwerer Schlag für unseren Stolz sein. Vermutlich werden nur wenige unserer gegenwärtigen Religionen ihn überleben, entgegen den optimistischen Voraussagen gewisser Kreise. Die Behauptung “Gott schuf den Menschen sich zum Bilde” tickt wie eine Zeitbombe in den Grundfesten der Christenheit. Wenn sich die Hierarchie des Universums uns erst einmal langsam offenbart, werden wir der entmutigenden Tatsache ins Auge blicken müssen: Sollte es irgendwelche Götter geben, deren Hauptanliegen der Mensch ist, so können es keine sehr bedeutenden Götter sein.”

    Arthur C. Clarke (Profile der Zukunft)