Science-Fiction-Problem: Dyson-Schwarm würde Erde massiv aufheizen

Mit dem technologischen Fortschritt steigen auch die Energie­be­dürf­nisse von Zivilisationen. Eine mögliche Lösung für den wachsenden Energiehunger könnte eine sogenannte Dyson-Schwarm-Struktur sein. Diese birgt aber Hitzeprobleme.

Hülle um die Sonne

Bei einem Dyson-Schwarm handelt es sich um eine hypothetische Konstruktion aus zahlreichen Satelliten, die eine Sonne umkreisen und deren Energie einfangen. Ein neuer wissenschaftlicher Artikel untersucht die Auswirkungen einer solchen Struktur und kommt zu dem Schluss, dass eine vollständige Dyson-Schwarm-Konstruktion außerhalb der Erdumlaufbahn eine schlechte Idee wäre.

Denn ein solches Satellitennetz würde dafür sorgen, dass ein erheblicher Teil der Strahlungsenergie innerhalb der Struktur gefangen bliebe. Die Temperatur auf der Erde könnte so um bis zu 140 Kelvin steigen. Dies würde Leben auf dem Planeten unmöglich machen.


Die Idee der Dyson-Schwärme wurde erstmals 1960 vom Physiker Freeman Dyson populär gemacht. Im Gegensatz zu einer massiven Dyson-Sphäre, die eine enorme technische Herausforderung darstellen würde, könnten Dyson-Schwärme schrittweise aufgebaut werden, je nach wachsenden Energieanforderungen. Während das Konzept bislang nur theoretischer Natur ist und oft in der Science-Fiction aufgegriffen wird, inspiriert es auch ernsthafte wissenschaftliche Forschung.

Grundsätzlich könnte man durch den Dyson-Schwarm enorme Mengen Energie verfügbar machen. Ein wesentliches Problem ist die Temperaturregulation. Die Fotovoltaik-Technologie, die zur Umwandlung der Sonnenstrahlung in nutzbare Energie verwendet wird, muss thermische Wechselwirkungen mit der Sonne, dem Weltall und der eigenen Oberfläche ausbalancieren. Eine zu hohe Temperatur würde die Effizienz der Energiegewinnung beeinträchtigen.

Aufwendige Alternative

Der Wissenschaftler Ian Marius Peters vom Helmholtz-Institut Erlangen-Nürnberg für erneuerbare Energien untersuchte zudem die möglichen klimatischen Auswirkungen auf Planeten innerhalb einer solchen Struktur. Die Ergebnisse, veröffentlicht in der Fachzeitschrift Solar Energy Materials and Solar Cells, zeigen, dass eine vollständige Dyson-Sphäre um die Sonne die Erde unbewohnbar machen würde. Kleinere Sphären innerhalb der Erdumlaufbahn sind ebenfalls problematisch, da sie entweder selbst zu heiß werden oder die Sonneneinstrahlung auf die Erde drastisch reduzieren würden.

Eine mögliche Lösung könnte eine teilweise Dyson-Schwarm-Struktur sein, die sich in einer Entfernung von 2,13 Astronomischen Einheiten (AU) von der Sonne befindet. Ein solcher Schwarm könnte rund 4 Prozent der Sonnenenergie einfangen, was etwa 15,6 Yottawatt entspricht. Dabei würde die Erdtemperatur nur um weniger als 3 Kelvin steigen - vergleichbar mit den aktuellen globalen Erwärmungstrends. Allerdings wäre auch dieses Vorhaben eine gewaltige ingenieurstechnische Herausforderung, da es etwa 1,3 × 10^23 Kilogramm an Silizium erfordern würde.


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