Einmal zum Mars, bitte. In drei Minuten. Per Teleportation. Das und nichts weniger verspricht das Berliner New Space Start-up Envobius. Ist das Science-Fiction oder möglicherweise schon bald Realität?
„Zum ersten Mal Objekt in den Weltraum teleportiert“ lautete in dieser Woche eine der größten Schlagzeilen in der Raumfahrtbranche. Chinesische Wissenschaftler haben es geschafft, ein Photon 500 Kilometer weit in den Weltraum zu teleportieren. Ein Photon mag zwar nur ein kleines Teilchen sein, doch sind wir damit der Weltraumteleportation tatsächlich einen großen Schritt näher gekommen?
Wie die Vision vom Auto, bevor das Rad erfunden wurde
Das glauben Valentin Döring und Dominic Lavin, Gründer des Start-ups Envobius. Sie hoffen ebenfalls darauf, dass sie es sein werden, die den nächsten Schritt in diese Richtung setzen können. Seit etwa zwölf Jahren forschen und arbeiten die Envobius-Gründer an der Frage, wie wir erstens schnell und zweitens sehr weit in den Weltraum gelangen können. Ihre Antwort: Teleportation.
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Seit 2016 wollen Döring und Brite Dominic Lavin diese Theorie in die Praxis umsetzen und haben dafür das New Space Start-up Envobius gegründet. Nachdem das Unternehmen bisher seinen Sitz im kalifornischen San Francisco hatte, haben die beiden Gründer nun beschlossen, das Start-up zurück zu den eigenen Wurzeln zu bringen – nach Europa. Seit Mai 2017 ist Envobius offiziell ein Berliner Start-up.
Der Weg von der ersten Idee bis zum Unternehmen war bei Envobius sehr langsam. Döring erklärt im Interview mit Mobility Mag, warum es von der ersten Idee bis zur Unternehmensgründung so lange gedauert hat. „Das Team hatte diese Idee schon sehr früh, aber die Technologie war einfach noch nicht so weit. Das war in etwa so, als hätte er die Vision eines Autos gehabt, aber das Rad war noch nicht erfunden. Jetzt ist die Technologie grundsätzlich so weit entwickelt, dass wir unsere Theorie umsetzen können.“
Darauf haben die beiden Weltraum-Begeisterten, die sich vor neun Jahren in Shanghai kennen gelernt haben, nur gewartet.
Von Raumschiff Enterprise zur Teleportation im Labor
Dabei wird Teleportation heute schon angewandt. Gemeint ist damit aber nicht das klassische „Beam me up, Scotty“ aus Raumschiff Enterprise, in dem tatsächlich Atome von einem Ort zum anderen versetzt werden. Bei der Quantumteleportation im Labor, wird Information über den Zustand eines Atoms oder Partikels von einem Ort zu einem anderen transferiert, ohne dass sich die Information physisch bewegt. Teilchen werden dazu typischerweise mit Laser-Licht verschränkt. Das Spannende daran: Sobald sich die Information an einem Ende verändert, kann man dies am anderen Ende ebenfalls erkennen – und das, wie im genannten Beispiel der chinesischen Forscher, über mehrere hundert Kilometer hinweg.
Für diesen Vorgang müssen die Informationen der Teilchen allerdings zunächst gescannt werden, um anschließend an einen anderen Ort transferiert zu werden. In diesem Prozess wird der ursprüngliche Zustand des Teilchens zerstört. Am neuen Ort entsteht so ein Klon des ursprünglichen Teilchens. Bei der Teleportation von Menschen auf diesem Wege ergeben sich zwei grundlegende Probleme. Erstens ist die Information eines menschlichen Organismus sehr viel komplexer als die eines einzelnen Teilchens. Es müssten Unmengen von Daten verarbeitet werden. Zweitens ist es auch aus ethischer Sicht problematisch, Menschen zu klonen.
Der Ansatz, den Envobius daher für die Teleportation entwickelt hat, basiert im Gegensatz dazu darauf, nicht den Menschen zu transferieren, sondern eine konstruierte Umgebung um das Objekt.
Die coolen Teilchen
Dazu nutzt das Start-up Bose-Einstein-Kondensate. Bei diesen handelt es sich, einfach gesagt, um sehr (sehr, sehr) stark gekühlte Teilchen. Das spannende daran ist, wie sich Teilchen bei so tiefen Temperaturen im Nano-Kelvin-Bereich verhalten.
Aus der Alltagsphysik wissen wir, dass Stoffe ihre Eigenschaften mit der Temperatur verändern. Wird Wasser erhitzt, wird es zu Dampf. Wird es gekühlt, entsteht ab einer bestimmten Temperatur Eis.
Wenn Teilchen jedoch auf extrem tiefe Temperaturen gekühlt werden, passiert noch etwas anderes. Sie können nicht mehr als Einheit wahrgenommen werden, sondern nur noch als Wellen. Das nennen Physiker das Bose-Einstein-Kondensat. Bringt man nun zwei Atome in dieser Form nah aneinander, überlappen sich diese Wellen und sind nicht mehr voneinander zu unterscheiden. Sie agieren wie ein einziges Atom.
Alles beginnt in der Kapsel
Envobius geht davon aus, dass man eine konstruierte Umgebung, eine Sphäre, aus Bose-Einstein Kondesaten kreieren kann, die sich dann genau so wie ein einzelnes Atom verhält. Somit sei es ein Einfaches, diese gesamte Sphäre mit einer anderen Sphäre am Zielort zu verschränken, erklärt Valentin Döring. Die Sphären würden dann von ihrer Umgebung isoliert und dienten als Platform für die Ausführung des Transferprotokols von Envobius. „Das Ganze kann man sich in etwa vorstellen wie Personen in einem Fahrstuhl. Wenn man sich dann noch dazu denkt, dass sich nicht der Fahrstuhl bewegt, sondern das Haus um den Fahrstuhl, kommt man dem Prinzip, das wir nutzen möchten, nahe.“
Wie der Transfer dann genau vonstattengeht, will Döring aber nicht verraten. Die Transfertechnologie ist ein Betriebsgeheimnis, basiert jedoch laut Envobius auf etablierten physikalischen Prinzipien.
So viel kann Döring aber schon sagen: In der Praxis will Envobius für die Teleportation eine spezielle Kapsel bauen. Darum herum befindet sich eine Vakuum-Kammer in der die Quantenumgebung konstruiert wird. Im Innersten der Kapsel befindet sich ein „Lebenserhaltungssystem“, das Komfort und Sauerstoff während des kurzen Aufenthalts bereit stellt. Die erste kommerzielle Ausführung soll Raum für Ladungen in Palettengröße bieten und könnte zum Beispiel Mikrosatelliten oder Personen befördern.
In nur wenigen Sekunden zum Mond
Diese Methode hätte gleich mehrere Vorteile, wenn man den Theorien von Envobius glaubt.
Zum einen ist die Teleportation sehr viel schneller als herkömmliche Raumfahrt. Eine Reise zum Mond dauert unter einer Sekunde, eine Reise zum Mars lediglich wenige Minuten. Zum anderen werden so all die Komplikationen der herkömmlichen Raumfahrt vermieden: Muskelschwund durch einen langen Aufenthalt im schwerkraflosen Raum, komplizierte Launchprozeduren einer Rakete oder auch Wetterwidrigkeiten. Darüber hinaus könnte die Teleportation theoretisch von überall stattfinden. „Alles was wir brauchen ist ein größeres Gebäude für die Kapsel – und das war es auch schon“, sagt Döring. „Das könnte im Prinzip auch in der Innenstadt von Berlin stehen. Eine größere Infrastruktur ist nicht erforderlich und es besteht auch keine Gefahr für die Bewohner.“
Zu schön, um wahr zu sein?
Das klingt zu gut, um wahr zu sein? Etablierte Wissenschaftler haben jedenfalls große Zweifel an der Methode von Envobius. Auf Nachfrage von Mobility Mag bei verschiedenen Forschungsinstituten und Wissenschaftlern in Deutschland und Österreich, ist die Antwort überall ähnlich: Man ist skeptisch. Offizielle Aussagen will aber dennoch fast keiner wagen. Dr. Markus Gräfe, Professor für Angewandte Physik an der Friedrich-Schiller-Universität Jena, der gemeinsam mit der Fraunhofer Gesellschaft auch an einem Projekt zur Quantenkommunikation im Weltraum arbeitet, fasst die Zweifel gegenüber Mobility Mag so zusammen: „Ich halte das Ganze für äußerst unrealistisch. ” Zum einen sei es sehr teuer, ein Bose-Einstein Kondensat zu erzeugen, zum anderen auch sehr kompliziert.
Valentin Döring sieht das naturgemäß ganz anders. „Die Theorie ist solide und die Methode sicher. Wir gehen außerdem davon aus, dass wenn der Teleportationsvorgang unterbrochen werden sollte, einfach gar nichts passiert. Die Kapsel und ihr Inhalt bleiben einfach an der ursprünglichen Stelle.“ Demnach kann also niemand irgendwo im Weltall stecken bleiben oder nur als halbe Person teleportiert werden.
Da Envobius Photonenverschränkung für die Weltraumteleportation nutzen möchte, hat Dr. Markus Gräfe aber genau hier Bedenken zur Sicherheit des Verfahrens: „Bei den bestehenden Teleportationsansätzen wird die Information per Licht, beziehungsweise Photonen, übertragen. Diese können sehr wohl auf dem Weg verloren gehen oder abgefangen werden.“
Ein weitere Einschränkung des Systems: Um die Teleportation erfolgreich umzusetzen, muss sich eine zweite (leere) Kapsel bereits am Zielort befinden. Das Gute daran: Niemand könnte sich heimlich ins Weiße Haus teleportieren. Das Schlechte daran: Wenn wir an Entfernungen weit außerhalb unseres Sonnensystems im Weltall denken, kann es Hunderttausende von Jahren dauern, bis die Kapsel erstmal am Zielort ankommt. Bei so weiten Entfernungen kommt natürlich auch hinzu, dass wir darauf hoffen müssten, dass die Kapsel nicht vom Kurs abkommt oder zerstört wird und tatsächlich am geplanten Ziel ankommt. Das würde ein recht komplexes Netzwerk an Zwischenstationen erfordern.
Hier müsse man auf technologische Fortschritte von konventionellen Antriebssystemen hoffen, gibt Döring zu. „Es geht uns aber erst einmal um die Kolonialisierung unseres Sonnensystems. Wenn wir in der Lage sind uns zwischen Erde, Mars, Jupiter innerhalb von wenigen Minuten zu bewegen, dann sehen wir weiter.”
Der Praxistest fehlt allerdings noch.
Weiter als jemals zuvor…
In diesem Herbst wird Enovbius gemeinsam mit der New York University eine Zusammenarbeit starten und dann auch erste wissenschaftliche Studien zur Theorie liefern. Erste Technolgoiekomponenten sollen 2018 getestet werden.
Laufen diese Tests erfolgreich, will sich das Start-up auf die Suche nach Investoren zur Herstellung des Prototyps machen. Bisher gar keine so einfache Aufgabe, wie Valentin Döring zugibt. „Wir sind aber auch sehr selektiv bei der Auswahl, weil wir sicherstellen wollen, dass wir wirklich Investoren finden, die zu uns passen.“
Hinzu kommt, dass die Venture-Capital-Szene in Berlin weniger abenteuerlustig und investierfreudig ist als in den USA. Möglicherweise sind Investoren aber auch ähnlich skeptisch wie die Wissenschaft. Teleportation von Menschen ist bisher nämlich nur reine Theorie.
Dennoch glaubt Envobius, dass sie die passenden Partner finden werden. Schließlich haben sie sich ein ehrgeiziges Ziel gesetzt: Bis 2020 wollen sie mit ihrer Methode ein erstes Objekt im Labor teleportieren. Interessierte können aber bereits jetzt schon erste Teleportationen, sowohl auf der Erde als auch im Weltall, über die Webseite des Start-ups buchen.
