Wie an einem außerirdischen Raumschiff andocken?

Hallo liebe Forumsmitglieder!

Ich schreibe seit einiger Zeit Hard Science-Fiction-Kurzgeschichten, bzw. -Novellen. Dem Genre entsprechend sollen die Geschichten möglichst wissenschaftlich plausibel sein. Da ich mir mein Wissen über Astronomie jedoch lediglich autodidaktisch angeeignet habe und alles andere als ein Mathematik- und Physikgenie bin, stellen sich mir bei der Ausarbeitung meiner Geschichten des Öfteren Fragen und ich denke, hier bin ich an der richtigen Stelle, um zu professionellen Antworten zu gelangen.

Nun also zu meiner ersten Frage: In meiner neuesten Geschichte geht es um den Erstkontakt mit einer außerirdischen Zivilisation, die mit einem Raumschiff in unser Sonnensystem eindringt. Die Menschheit schickt ebenfalls ein Raumschiff aus, um den Aliens einen Besuch abzustatten.
Nur wie könnte man an ein außerirdisches Schiff andocken? Die Aliens werden ja kaum über dieselben ISO-Normen wie wir verfügen, so dass eine Kopplung über Schleusen ausgeschlossen ist. Die Außerirdischen sind jedoch "so freundlich", der Menschheit das Eindringen über einen Schacht zu ermöglichen. Wie können jedoch währenddessen die beiden Schiffe miteinander verbunden bleiben? Die einzigen Möglichkeiten, die mir einfallen ist eine Art Magnetanker, was jedoch voraussetzt, dass die Oberfläche des außerirdischen Raumschiffs magnetisch ist oder ein "Festhalten" mit Hilfe von Enterhaken, was jedoch wiederum erfordert, dass das extrasolare Schiff über Halteflächen dafür verfügt.
Welches dieser beiden Maßnahmen erscheint euch realistischer? Oder habt ihr womöglich noch eine andere Idee, um das Andocken möglichst realistisch zu gestalten?
Das Szenario spielt einige Jahrhunderte in der Zukunft, weshalb die Technologie, die dazu verwendet wird, noch nicht existieren muss, jedoch sollte sie physikalisch plausibel sein.

Ich bin gespannt und freue mich sehr über eure Antworten. Vielen Dank schonmal im Voraus!

Eine vakuumfeste Verklebung (Harze funktionieren auch im Vakuum) am Ende eines Schlauches dürfte das schaffen. Soll das denn mehrfach verwendet werden oder nur einmal andocken?

Andere Ideen: Das Alienschiff hat einen verschließbaren Hangar, in dem man landen kann oder es kann seine Oberfläche verformen.

Hmm, die Frage passt eher in den Raumfahrtbereich ...

Meine Gegenfrage ist dabei zunächst, wie groß ist das außerirdische Raumschiff im vergleich zum andockenden irdischen Schiff?
Welche Oberfläche hat es? ( Eine raue oder stark strukturierte Oberfläche oder enge Radien in der Oberfläche würden ein luftdichtes Festmachen deutlich erschweren).
Ist eine luftdichte Verbindung überhaupt nötigt (damit die Besucher im T-Shirt das Schiff wechseln können ... oder reicht ein einfaches "Festmachen" um im Raumanzug das Schiff zu wechseln)?
Darf das fremde Raumschiff beschädigt werden um z.B. für eine feste Verbindung Karabiner in dessen Oberfläche zu treiben?

Am spannesten finde ich wohl eine Art Adapterstück. Dabei muss ich an das DSRV denken, mit dessen Hilfe an havarierten U-Booten angedockt werden kann.
Kennst Du womöglich aus dem Film "Jagd auf roter Oktober".

Wenn es nur darum geht, dass das Raumschiff  in der Nähe bleiben soll, würde eine Art elektronische Verankerung reichen. Dabei überprüft ein Schiff permanent seine Position im vergleich um anderen Schiff und regelt mit Kaltgasdüsen nach, so dass beide Schiff exakt zueinander ausgerichtet bleiben. Das sollte im All sogar mit am problemlosesten funktionieren, sofern nicht ein Raumschiff beschleunigt.

Wow, danke für die schnellen Antworten!

@stefang: Das mit der Harzverklebung ist ein interessanter Ansatz, aber die Schiffe sollten sich auch wieder trennen lassen und nicht für alle Zeiten als siamesische Zwillinge durchs All reisen
Das mit dem Hangar ist mir etwas zu Star-Wars-like und eine verformbare Oberfläche erscheint mir komplett unrealistisch. Pardon! Dennoch sehr gute Vorschläge! 

@Pham: Das außerirdische Schiff ist um einiges (sagen wir 10mal) größer als das menschliche und sollte eine möglichst glatte Oberfläche und eine Zylinderform besitzen. Die menschlichen Besucher sollen mit Raumanzügen in das Alienschiff gelangen, eine luftdichte Verbindung ist also nicht von Nöten.
Und ich glaube nicht, dass die Aliens es gerne sehen würden, wenn man ihr Raumschiff beschädigt 
Was ein DSRV ist, werde ich mal recherchieren.
Dein letzter Vorschlag scheint auch sehr plausibel, erfordert jedoch sicher einiges an Treibstoff wegen dem ständigen Nachjustieren.

P.S.: Ja, ich habe auch gerade gesehen, dass die Frage im Unterforum "Fragen und Antworten: Raumfahrt" wohl besser aufgehoben wäre.  Entschuldigt bitte die fehlerhafte Platzierung. Falls es ein Mod verschieben kann, wäre ich sehr dankbar.

Wow, danke für die schnellen Antworten!

@stefang: Das mit der Harzverklebung ist ein interessanter Ansatz, aber die Schiffe sollten sich auch wieder trennen lassen und nicht für alle Zeiten als siamesische Zwillinge durchs All reisen
Das mit dem Hangar ist mir etwas zu Star-Wars-like und eine verformbare Oberfläche erscheint mir komplett unrealistisch. Pardon! Dennoch sehr gute Vorschläge! 

@Pham: Das außerirdische Schiff ist um einiges (sagen wir 10mal) größer als das menschliche und sollte eine möglichst glatte Oberfläche und eine Zylinderform besitzen. Die menschlichen Besucher sollen mit Raumanzügen in das Alienschiff gelangen, eine luftdichte Verbindung ist also nicht von Nöten.
Und ich glaube nicht, dass die Aliens es gerne sehen würden, wenn man ihr Raumschiff beschädigt 
Was ein DSRV ist, werde ich mal recherchieren.
Dein letzter Vorschlag scheint auch sehr plausibel, erfordert jedoch sicher einiges an Treibstoff wegen dem ständigen Nachjustieren.

P.S.: Ja, ich habe auch gerade gesehen, dass die Frage im Unterforum "Fragen und Antworten: Raumfahrt" wohl besser aufgehoben wäre.  Entschuldigt bitte die fehlerhafte Platzierung. Falls es ein Mod verschieben kann, wäre ich sehr dankbar.

Sofern keine Gravitationsfelder in der Nähe sind und die Raumschiffe antriebslos treiben ist der Treibstoffeinsatz moderat. Einmal in Position sollte idealerweise überhaupt kein Treibstoff verbraucht werden. Es gibt keine Ursachen, die ein Schiff abttreiben lassen würde. So was wurde beispielsweise sogar in den 60er Jahren bereits im Rahmen des Gemini-Projektes gemacht. Google mal "Gemini 6" und "Gemini 7".

Eine sehr elegante Art der Materialverbindung ist meiner Meinung nach das Geckofuß-Prinzip, wissenschaftlicher ausgedrückt Van-der-Waals-Kräfte.
Siehe auch https://de.wikipedia.org/wiki/Spatula
Das dürfte auch im Vakuum bei sehr glatten Oberflächen funktionieren. Die Herstellung sollte in der von dir genannten Zukunft kein Problem sein.

Eine etwas OT-Frage; Was ist denn Hard-Science-Fiction? Hast Du da ggf. Beispiele?

Wenn die Hülle des Raumschiffs elektrisch leitfähig ist, dann haftet auch ein Elektromagnet der mit Wechselstrom betrieben wird durch die in das Material induzierten Wirbelströme. Das Material muss dazu nicht magnetisch sein, aber elektrisch leitfähig, z.B. Aluminium oder Titan.
Allerdings bringen die Wirbelströme Verlustleistung in das Material ein, es erwärmt sich also wenn das magnetische Wechselfeld zu stark ist. Bei so einer Raumschiffkopplung sollten aber schwache Kräfte reichen.

Gruß,
Edgar

Hallo erstmal an Alle!

ich hab mich extra angemeldet um Dir zu Antworten. In "2010: The Year We Make Contact" Dockt die Leonov an die Discovery an in dem sie eine Segmentartige Rahmenkontruktion, die mit Stahlseihen (oder mehr Science Fiction "Seile aus Kohlenstoff Nanoröhrchen")  erstl Spannungsfrei ausfahren. Das erste Segment hat Fixierungsvorrichtungen und wird locker an der Rumpfwand über der Luftschleuse platziert. Ich könnte mir eine elektromagnetische Verankerungen vorstellen die unter Spannung die Verbindung herstellen und sich später wieder lösen. (Vorrausgesetzt der Rumpf ist Ferromagnetisch) Die Haltekabel werden dann Gespannt und es ensteht eine flexible aber dennoch stabile Art von Drahtseilbrücke die mit Hilfe eines kleinen Gefährts (ähnlich einer Sesselliftgondel) im Raumanzug benutzt werden kann. Ich denke solch ein System ist relativ universal Einsetzbar. An Asteroiden zum Beispiel könnte das erste Segment statt Elektromageten Treibanker benuzen, die sich in den Fels schlagen. Wenn die Schiffshülle nicht aus Metall besteht wäre eine Technik die eine (elektrisch) steuerbare Adhäsion erzeugt interessant, die dann wirklich Universal wäre. Kommt auch drauf an wie theoretisch der Science Fictionwerden soll.

Ich persönlich mag "real" ScienceFiction also 50-100 Jahre in die Zukunft  (neben anderen) sehr gerne!

Mir fällt gerade ein Hat das Raumschiff eine art Luke und wie sollen die Astonauten sie öffnen können inkl. Atmosphärenausgleich? Willst ja die Aliens nicht ins All blasen?!

Gruß
Frank

In einer russischen SF Novelle der 70er wurde beschrieben, wie die Begegnung von Menschen mit Methanlebewesen aussehen könnte. Es wurde beschrieben, daß von beiden Raumschiffen eine Flexible Röhre erstellt wurde, die an einer sowohl Sauerstoff- als auch Methanstabilen durchsichtigen Trennscheibe endete. Kommunikation optisch und akustisch ist dann ja kein Problem. Und der Aufenthalt in der jeweils anderen Atmosphäre ist ja nicht nötig, wozu auch.

Hallo Martin,

wenn es um "hard science fiction" geht, wäre neben dem Andocken vielleicht noch das Rendezvous vorher interessant. So ein fremdes Schiff könnte ein sog. "unkooperatives Ziel" sein, d.h. wir kontrollieren es nicht vom Boden aus, haben keine Telemetrie und kennen nicht wirklich (so lange wir noch da sind) seinen Zustand, seinen genauen Ort, seine genaue Bewegung, seine Rotation ... Das anfliegende Raumschiff der Menschen müsste einiges an Sensorik (Radar, Lidar, Kameras ...) mithaben, um das fremde Schiff zu erfassen und seinen Bewegungszustand zu erkennen. Erst wenn das bekannt ist, kann man zielgerichtet und kontrolliert anfliegen.

Hallo Martin,

wenn es um "hard science fiction" geht, wäre neben dem Andocken vielleicht noch das Rendezvous vorher interessant. So ein fremdes Schiff könnte ein sog. "unkooperatives Ziel" sein, d.h. wir kontrollieren es nicht vom Boden aus, haben keine Telemetrie und kennen nicht wirklich (so lange wir noch da sind) seinen Zustand, seinen genauen Ort, seine genaue Bewegung, seine Rotation ... Das anfliegende Raumschiff der Menschen müsste einiges an Sensorik (Radar, Lidar, Kameras ...) mithaben, um das fremde Schiff zu erfassen und seinen Bewegungszustand zu erkennen. Erst wenn das bekannt ist, kann man zielgerichtet und kontrolliert anfliegen.

Dabei muss ich gerade an den Roman "Rendezvous mit Rama" von Arthur C. Clarke denken, bei dem genau so eine Situation vorlag, man zunächst auch nicht wusste, ob es sich um ein natürliches oder künstliches Objekt handelt.

Insgesamt ähnelt die von Dir beschriebene Situation einem Anflug auf einen noch nicht exakt kartographierten Asteroiden.

Ach ... die Geschichte habe ich damals geliebt ... gleich zweimal gelesen .

Und nochmal wow Ich bin echt begeistert über eure rege Beteiligung, so was hab ich noch nie in einem Forum erlebt.
Nochmals vielen Dank an alle! 

Ich werde über jede einzelne Methode nachdenken, sie abwägen und dann das (hoffentlich) sinnvollste für meine Zwecke wählen.

Genau, "Rendezvous mit Rama" ist auch eines meiner Lieblingsbücher!  Und wenn ich das jetzt im Nachhinein bedenke, wirkt meine Geschichte hoffentlich nicht zu abgekupfert davon  Ich werde es gleich mal suchen und lesen, wie das Andocken dort vonstatten geht. Die Lektüre ist nämlich schon ein paar Jährchen her.

@Pham: Diese Geschichte ist für mich auch gleich ein perfektes Beispiel für Hard Science-Fiction. Eben Stories, in denen es hauptsächlich um realistische im Sinne von physikalisch machbare und nicht gegen die Naturgesetze verstoßende Technologien und Zukunftsvisionen geht, so wie sie beispielsweise Arthur C. Clarke, Kim Stanley Robinson und auch Frank Schätzing mit "Limit" und "Der Schwarm" schreiben/geschrieben haben.
Im Gegensatz zur Soft Science-Fiction wie beispielsweise Star Wars und Star Trek 

In dem Buch Splitter im Auge Gottes von Larry Niven wird auch so eine Situation geschildert.

https://de.wikipedia.org/wiki/Der_Splitter_im_Auge_Gottes

Das Problem ist das Gleiche wie damals bei Halley und Giotto. Das Raumschiff musste tagelang beschleunigen und abbremsen um die hohe Relativ Geschwindigkeit anzupassen - das sollte man in einem Hard SF Roman auch ansprechen.

Micha

wenn es um "hard science fiction" geht, wäre neben dem Andocken vielleicht noch das Rendezvous vorher interessant. So ein fremdes Schiff könnte ein sog. "unkooperatives Ziel" sein, d.h. wir kontrollieren es nicht vom Boden aus, haben keine Telemetrie und kennen nicht wirklich (so lange wir noch da sind) seinen Zustand, seinen genauen Ort, seine genaue Bewegung, seine Rotation ... Das anfliegende Raumschiff der Menschen müsste einiges an Sensorik (Radar, Lidar, Kameras ...) mithaben, um das fremde Schiff zu erfassen und seinen Bewegungszustand zu erkennen. Erst wenn das bekannt ist, kann man zielgerichtet und kontrolliert anfliegen.

Ein "unkooperatives Ziel" ist ein fremdes Schiff auf jeden Fall.
Zudem wäre damit zu rechnen, dass es auch ein "aktives Ziel" ist, also selbst aktive Manöver ausführt.
Damit wir ein fremdes Schiff überhaupt bemerken können, müsste es uns schon recht nahe kommen - etwa bis ins Sonnensystem.
Wenn das Schiff von einem anderen Sternensystem kommt, sollte es höhere Geschwindigkeiten beherrschen und musste in unsere Sonnensystem einbremsen.
Dazu brauchen sie einen Plan: Welchen Orbit wählen sie? Welches Ziel haben sie?
Vermutlich würden sie Planeten anfliegen, um diese aus der Nähe genauer zu untersuchen.
Wie würden sie reagieren, wenn sich unerwartet ein Raumschiff von der Erde nähert? 

Auf jeden Fall sollte man sich frühzeitig um Kommunikationsmöglichkeiten bemühen.

Um ein passives Ziel im äußeren Planetensystem zu erreichen, von dem wir den Orbit genau kennen, brauchen wir zur Zeit rund 10 Jahre.
Wenn die Geschichte 100 Jahre in der Zukunft handelt, können wir zwar hoffen, dass wir bis dahin höhere Geschwindigkeiten erreichen werden - viel aber nicht.
Für höhere Geschwindigkeiten und daraus folgende Bremsmanöver am Ziel braucht man eben vor allem viel mehr Energie.
Woher könnte die kommen?

GaskernReaktor Antimaterie da gibts schon Aspekte.

Was wäre den wenn die Sonde nicht abbremst und hier mit  5% der Lichtgeschwindigkeit durch fliegt. Macht euch lieber Gedanken wie man dort ankoppelt. Macht die Sache interessanter.

Micha

@Avatar: Ich gebe dir vollkommen recht. Das ist nämlich auch ein großes Problem, was sogar noch vor dem Andocken geklärt werden müsste. Das außerirdische Raumschiff soll schon mit wenigstens 1% der Lichtgeschwindigkeit unterwegs sein, selbst wenn es sich um ein Generationenschiff handelt und/oder die Besatzung in Kryostase ausharrt. Dann muss es in unserem Sonnensystem aber ziemlich abbremsen, damit der Menschheit genügend Zeit bleibt, es anzufliegen. Eigentlich hatte ich geplant, dass dem Schiff entgegengeflogen und praktisch fast frontal genähert wird, die entgegengesetzten Eigengeschwindigkeiten der beiden Objekte machen ein Rendezvous dann aber so gut wie unmöglich. Alles nicht so einfach 

Ich habe mir nun noch einmal die relevante Stelle in "Rendezvous mit Rama" durchgelesen. Dort wird das Andocken folgendermaßen beschrieben:
"In gleichmäßigen Abständen um die Polachse waren drei niedrige bunkerförmige Gebilde von etwa zehn Metern Durchmesser angeordnet. Wenn die Endeavour zwischen zweien davon landete, würde sie durch die Zentrifugalkraft gegen sie getrieben und von ihnen abgeblockt werden, wie ein Schiff, das von den andrängenden Wellen am Kai festgehalten wird."

@McPhönix: Weißt du noch, wie die russische SF-Novelle heißt? Hört sich echt interessant an!
Und auch "Splitter im Auge Gottes" werde ich mir sicherlich zulegen. 

Ja besorg Dir mal "Splitter im Auge Gottes" die Sache dort ist sehr dramatisch geschildert. Wenn ichs noch richtig in Erinnerung habe beschleunigen die tagelang mit mehreren G um das Raumschiff abzufangen, ich glaube auch das der ganze Treibstoff dafür drauf gegangen ist.

Micha

Mann könnte aber auch das Raumschiff eh auf eine Mission zu einen der äußeren Planeten geschickt haben, so das nur den Kurs ändern muß um das andere Raumschiff "ab zu fangen".
Würde das ganze auch etwas interressanter machen, weil nichts geübt wurde und die Mannschaft vor unbekannten Problemen stehen die sie ohne große Hilfe von der Erde und nur mit den Bordmitteln, die auf eine Planeten Mission ausgelegt sind diese Situation zu Meistern.

Mfg Collins

Mann könnte aber auch das Raumschiff eh auf eine Mission zu einen der äußeren Planeten geschickt haben, so das nur den Kurs ändern muß um das andere Raumschiff "ab zu fangen".
Würde das ganze auch etwas interressanter machen, weil nichts geübt wurde und die Mannschaft vor unbekannten Problemen stehen die sie ohne große Hilfe von der Erde und nur mit den Bordmitteln, die auf eine Planeten Mission ausgelegt sind diese Situation zu Meistern.

Mfg Collins

Der Weltraum ist so schweinegroß da wäre es echt ein Megazufall grad in der Nähe und der passenden Geschwindigkeit zu sein. Je nach dem aus welcher Richtung das Alien Schiff kommt passt die Inklination ja auch garnicht. Da ist nichts mit mal eben Kurs ändern und wenn Du genug Antriebsleistung hast ist es dann auch wieder fast egal wo Du grade im Sonnensystem rum hängst und wenn nicht hast Du eh keine Chance so ein Raumschiff abzufangen. Man macht sich da teilweise echt falsche Vorstellungen, wär ja auch LANGWEILIG wenn es wie in StarTrek wäre. Ich stell mir das eher so vor das man auf Teufel komm raus beschleunigt und dann mit den letzten Treibstoffreserven sich dem Alien Schiff an passt, dabei noch einen Entfernungsrekord aufstellt und darauf angewiesen ist das die einem von der Erde einen Tanker hinterherschicken.

Micha

@ Avatar
Ohne Zufall gehen große Ereignisse sellten. 

Zitat: " Beschleunigen mit den letzten Treibstoffreserven..."

Das macht in der Tat die Sache spannend und interressant.

Mfg Collins

@Collins: Ich wollte ja noch nicht zu viel von der Story verraten, aber genau das ist mein Plan Das menschliche Schiff soll gerade auf dem Weg zum Neptun beziehungsweise Triton sein, als neues Ziel dann jedoch das außerirdische Raumschiff anvisieren. Zum Beschleunigen und Kurswechsel soll dabei ein Swing-by um den Neptun herhalten, zumal sich das Alienschiff von oberhalb der Ekliptik nähern soll.
Das bringt mich jedoch vor das immense Problem, dass die beiden Schiffe dann frontal aufeinander zu fliegen, so dass ein Rendezvous ohne extreme Bremsmanöver äußerst schwierig wird. Vielleicht lasse ich das menschliche Schiff lieber dem außerirdischen hinterherjagen, dann sollte das mit Geschwindigkeit und Richtung einfacher zu erklären sein.