Bestehende Lasertechnologie könnte in das „Verandalicht“ der Erde umgewandelt werden, um außerirdische Astronomen anzuziehen.

Wenn es irgendwo in unserer Galaxie außerirdische Intelligenz gibt, schlägt eine neue MIT-Studie vor, dass die Lasertechnologie auf der Erde im Prinzip zu einer Art planetarem Verandalicht geformt werden könnte – ein Leuchtfeuer, das stark genug ist, um Aufmerksamkeit aus bis zu 20.000 Lichtjahren Entfernung zu erregen.

Die Studie, die der Autor James Clark als „Machbarkeitsstudie“ bezeichnet, erscheint heute im Astrophysical Journal. Die Ergebnisse deuten darauf hin, dass, wenn ein leistungsstarker 1- bis 2-Megawatt-Laser durch ein massives 30- bis 45-Meter-Teleskop fokussiert und in den Weltraum gerichtet würde, die Kombination einen Infrarotstrahl erzeugen würde, der stark genug wäre, um sich von der Sonnenenergie abzuheben.

Ein solches Signal könnte von außerirdischen Astronomen entdeckt werden, die eine flüchtige Vermessung unseres Abschnitts der Milchstraße durchführen – insbesondere, wenn diese Astronomen in nahegelegenen Systemen leben, wie etwa in der Nähe von Proxima Centauri, dem der Erde nächstgelegenen Stern, oder TRAPPIST-1, einem etwa 40 Lichtjahre entfernten Stern, der sieben Exoplaneten beherbergt, von denen drei möglicherweise bewohnbar sind. Wenn das Signal von einem dieser nahegelegenen Systeme gesichtet wird, findet die Studie heraus, dass der gleiche Megawatt-Laser verwendet werden könnte, um eine kurze Nachricht in Form von Impulsen ähnlich dem Morsezeichen zu senden.

„Wenn wir einen Handschlag erfolgreich abschließen und mit der Kommunikation beginnen würden, könnten wir eine Nachricht mit einer Datenrate von etwa einigen hundert Bit pro Sekunde flashen, die in nur wenigen Jahren ankommen würde“, sagt Clark, Doktorand am MIT Department of Aeronautics and Astronautics und Autor der Studie.

Die Vorstellung eines solchen außerirdisch anziehenden Bakens mag weit hergeholt erscheinen, aber Clark sagt, dass das Kunststück mit einer Kombination von Technologien realisiert werden kann, die jetzt existieren und die kurzfristig entwickelt werden könnten.

„Das wäre ein herausforderndes, aber nicht unmögliches Projekt“, sagt Clark. „Die Arten von Lasern und Teleskopen, die heute gebaut werden, können ein erkennbares Signal erzeugen, so dass ein Astronom einen Blick auf unseren Stern werfen und sofort etwas Ungewöhnliches in seinem Spektrum sehen kann. Ich weiß nicht, ob intelligente Kreaturen um die Sonne herum ihre erste Wahl wären, aber es würde sicherlich weitere Aufmerksamkeit erregen.“

Aufstehen gegen die Sonne

Clark begann, die Möglichkeit eines planetarischen Leuchtfeuers als Teil eines Abschlussprojektes für 16.343 (Raumfahrzeuge und Flugzeugsensoren und -instrumente) zu prüfen, ein Kurs, der von Clarks Berater, Associate Professor Kerri Cahoy, geleitet wurde.

„Ich wollte sehen, ob ich die Arten von Teleskopen und Lasern, die wir heute bauen, nehmen und daraus ein erkennbares Leuchtfeuer machen kann“, sagt Clark.

Er begann mit einem einfachen Konzept, das einen großen Infrarot-Laser und ein Teleskop umfasste, um die Intensität des Lasers weiter zu fokussieren. Sein Ziel war es, ein Infrarotsignal zu erzeugen, das mindestens zehnmal größer war als die natürliche Variation der Infrarot-Emissionen der Sonne. Ein so intensives Signal, so argumentierte er, würde ausreichen, um sich von dem sonneneigenen Infrarotsignal abzuheben, in jeder „flüchtigen Untersuchung durch eine außerirdische Intelligenz“.

Er analysierte Kombinationen von Lasern und Teleskopen unterschiedlicher Leistung und Größe und fand heraus, dass ein 2-Megawatt-Laser, der durch ein 30-Meter-Teleskop gerichtet war, ein Signal erzeugen konnte, das stark genug war, um von Astronomen in Proxima Centauri b, einem Planeten, der unseren nächsten Stern vier Lichtjahre entfernt umkreist, leicht erkannt zu werden. Ebenso würde ein 1-Megawatt-Laser, der durch ein 45-Meter-Teleskop geleitet wird, ein klares Signal bei jeder Untersuchung erzeugen, die von Astronomen innerhalb des TRAPPIST-1-Planetensystems durchgeführt wird, das etwa 40 Lichtjahre entfernt ist. Beide Systeme, so schätzte er, könnten ein allgemein erkennbares Signal aus einer Entfernung von bis zu 20.000 Lichtjahren erzeugen.

Beide Szenarien erfordern eine Laser- und Teleskoptechnik, die entweder bereits entwickelt wurde oder in der Praxis in Reichweite ist. Clark berechnete zum Beispiel, dass die erforderliche Laserleistung von 1 bis 2 Megawatt derjenigen des Airborne Laser der U.S. Air Force entspricht, einem inzwischen stillgelegten Megawatt-Laser, der an Bord eines Militärjets fliegen sollte, um ballistische Raketen vom Himmel zu schießen. Er stellte auch fest, dass ein 30-Meter-Teleskop zwar heute jedes bestehende Observatorium auf der Erde erheblich in den Schatten stellt, aber es gibt Pläne, in naher Zukunft solche massiven Teleskope zu bauen, darunter das 24-Meter-Gigant Magellan-Teleskop und das 39-Meter-Europa-Großteleskop, die beide derzeit in Chile gebaut werden.

Clark sieht vor, dass, wie in diesen riesigen Observatorien, ein Laserbeacon auf einem Berg gebaut werden sollte, um die Menge an Atmosphäre zu minimieren, die der Laser eindringen müsste, bevor er in den Weltraum strahlt.

Er räumt ein, dass ein Megawatt-Laser mit einigen Sicherheitsproblemen verbunden wäre. Ein solcher Strahl würde eine Flussdichte von etwa 800 Watt Leistung pro Quadratmeter erzeugen, was derjenigen der Sonne nahe kommt, die etwa 1.300 Watt pro Quadratmeter erzeugt. Obwohl der Strahl nicht sichtbar wäre, könnte er dennoch die Sicht der Menschen beeinträchtigen, wenn sie ihn direkt anschauen würden. Der Strahl könnte auch potenziell alle Kameras an Bord von Raumfahrzeugen stören, die zufällig durch ihn hindurchgehen.

„Wenn du dieses Ding auf der anderen Seite des Mondes bauen wolltest, wo niemand lebt oder viel im Orbit ist, dann könnte das ein sicherer Ort dafür sein“, sagt Clark. „Im Allgemeinen war dies eine Machbarkeitsstudie. Ob das eine gute Idee ist oder nicht, das ist eine Diskussion für die zukünftige Arbeit.“

E.T.’s Anruf annehmen

Nachdem Clark festgestellt hatte, dass ein planetarisches Bake technisch machbar ist, drehte er das Problem um und prüfte, ob die heutigen Bildgebungsverfahren in der Lage wären, ein solches Infrarot-Bake zu erkennen, wenn es von Astronomen anderswo in der Galaxie produziert würde. Er fand heraus, dass ein Teleskop, das einen Meter oder größer ist, zwar in der Lage wäre, ein solches Leuchtfeuer zu erkennen, aber es muss in die genaue Richtung des Signals zeigen, um es zu sehen.

„Es ist verschwindend unwahrscheinlich, dass eine Teleskopvermessung tatsächlich einen außerirdischen Laser beobachten würde, es sei denn, wir beschränken unsere Vermessung auf die sehr nächsten Sterne“, sagt Clark.

Er hofft, dass die Studie die Entwicklung von Infrarot-Bildgebungstechniken fördern wird, nicht nur um Laserbeacons zu entdecken, die von außerirdischen Astronomen produziert werden könnten, sondern auch um Gase in der Atmosphäre eines fernen Planeten zu identifizieren, die Hinweise auf Leben geben könnten.

„Mit den derzeitigen Erhebungsmethoden und -instrumenten ist es unwahrscheinlich, dass wir tatsächlich das Glück hätten, einen Bakenblitz zu sehen, vorausgesetzt, dass es Außerirdische gibt und sie herstellen“, sagt Clark. „Da jedoch die Infrarotspektren von Exoplaneten auf Spuren von Gasen untersucht werden, die auf die Lebensfähigkeit hinweisen, und da Vollhimmelserhebungen eine größere Abdeckung erreichen und schneller werden, können wir sicherer sein, dass wir sie, wenn E.T. anruft, erkennen werden.“

Mehr Informationen:
Optische Detektion von Lasern mit Kurzzeittechnologie in interstellaren Abständen, Astrophysical Journal (2018). DOI: 10.3847/1538-4357/aae380

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