Gedankenexperiment: Usain Bolt könnte auf dem Saturnmond Titan abheben und gleiten

Cassini-Aufnahme des Saturnmondes Titan. Der größte Mond des Saturn besitzt eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)
Cassini-Aufnahme des Saturnmondes Titan. Der größte Mond des Saturn besitzt eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre. (NASA / JPL-Caltech / Space Science Institute)

Studenten der University of Leicester haben gezeigt, dass Menschen auf dem Saturnmond Titan wie Vögel gleiten könnten, wenn sie einen Wingsuit tragen würden – vorausgesetzt, sie können schneller als elf Meter pro Sekunde laufen. Wir alle wissen, dass Usain Bolt einer der schnellsten Menschen der Welt ist. Jetzt haben Studenten belegt, dass seine Geschwindigkeit ihm tatsächlich ermöglichen würde, auf einem der Saturnmonde wie ein Vogel zu segeln, wenn er einen Wingsuit tragen würde.

Der Weltrekordsprinter hat Höchstgeschwindigkeiten von 12,27 Metern pro Sekunde erreicht, was schnell genug wäre, um auf Titan abzuheben, wenn er einen gewöhnlichen Wingsuit trägt. Theoretisch wäre der Olympionike dann imstande, über der Oberfläche Titans zu gleiten, ohne die Notwendigkeit eines Antriebs. Physik-Studenten der University of Leicester haben die Berechnungen im Rahmen ihrer Abschlussarbeit für das Journal of Physics Special Topics durchgeführt, einem von Fachleuten überprüften Journal, das vom Department of Physics and Astronomy der University of Leicester herausgegeben wird.

Titan ist der größte Saturnmond und besitzt eine dichte, stickstoffreiche Atmosphäre mit einem Oberflächendruck, der etwa 50 Prozent höher ist als der irdische Luftdruck am Boden. Infolgedessen wurde lange vermutet, dass Menschen in der Lage wären, sich in die Atmosphäre des Mondes zu erheben, wenn sie flügelähnliche Gebilde an ihren Armen tragen würden. Aber jetzt haben die Studenten belegt, dass es sogar mit einem gewöhnlichen Wingsuit möglich wäre, der von Springern hier auf der Erde verwendet wird – vorausgesetzt, man schafft einen ausreichend schnellen Anlauf.

Um die erforderliche Geschwindigkeit zu berechnen, bezog die Gruppe folgende Faktoren ein: die Luftdichte auf der Oberfläche Titans, die Beschleunigung aufgrund der Gravitation, die durchschnittliche Tragfläche eines Wingsuits (etwa 1,4 Quadratmeter) und das Verhältnis des Luftstroms über der Tragfläche zu dem darunter. Sie stellten fest, dass bei einem normalen Wingsuit eine Anlaufgeschwindigkeit von elf Metern pro Sekunde nötig wäre. Mit dieser Geschwindigkeit können nicht viele Menschen auf der Welt laufen, aber die schnellsten Sprinter schaffen Höchstgeschwindigkeiten von mehr als elf Metern pro Sekunde.

Usain Bolt wurde mit Höchstgeschwindigkeiten von 12,27 Metern pro Sekunde gemessen, was bedeutet, dass er in der Lage wäre abzuheben, wenn er die Ziellinie eines 100-Meter-Laufs erreicht. Die Studenten fanden auch heraus, dass sogar jene unter uns die Arme ausbreiten und fliegen könnten, die keine Bolt-artigen Geschwindigkeiten erreichen, aber es wäre viel unbequemer und wir würden viel verrückter dabei aussehen. Die Gruppe zeigte, dass man mit einer machbaren Laufgeschwindigkeit von sechs Metern pro Sekunde abheben könnte, solange man einen Wingsuit mit einer mehr als dreimal größeren Oberfläche trägt. Es wäre deutlich mühsamer und die Studenten sind nicht sicher, ob es in der Praxis umsetzbar wäre.

Die Studentin Hannah Lerman (21) aus Mill Hill, North London, sagte: “Ich hatte online viele Vermutungen gesehen, dass Menschen auf Titan fliegen könnten, aber keine hatte die zugrunde liegende Physik beschrieben. Ich dachte, es wäre interessant, es mit einem Wingsuit zu versuchen – etwas, das man auf der Erde wirklich benutzt. Es ist eine sehr aufregende Theorie, dass jemand wie Usain Bolt tatsächlich ohne Hilfe fliegen könnte. Das würde dem Reisen eine völlig neue Dimension geben. Ich bin wirklich an dieser Seite der Wissenschaft interessiert und es war echt interessant zu sehen, wie das als Teil dieses Kurses gehandhabt wurde.”

Titan wurde für ein potenziell bewohnbares Ziel für Menschen gehalten, weil seine Atmosphäre viel Stickstoff enthält, ein Grundbestandteil der Erdatmosphäre, und es gibt Hinweise darauf, dass der Mond flüssiges Wasser beherbergt. Man denkt, dass das Wasser genutzt werden könnte, um Sauerstoff in der Atmosphäre des Mondes freizusetzen und die Luft möglicherweise atembar zu machen. Wenn das der Fall sein sollte, wären Menschen [prinzipiell] imstande, die Theorie der Studenten zu testen, obwohl es noch eine Reihe Probleme gibt, die vorher gelöst werden müssten. Beispielsweise beträgt die Atmosphärentemperatur ungefähr -175 Grad Celsius.

Der Kursleiter Dr. Mervyn Roy, ein Dozent am Department of Physics and Astronomy der University of Leicester, sagte: “Das Ziel des Kurses ist es, dass die Studenten etwas über die Begutachtung durch Experten und wissenschaftliche Veröffentlichung lernen. Die Studenten sind angehalten, einfallsreich bei ihren Themen zu sein und Möglichkeiten zu finden, grundlegende Physik auf das Verrückte, das Wundervolle und das Alltägliche anzuwenden.”

Quelle: http://www2.le.ac.uk/offices/press/press-releases/2014/march/usain-bolt2019s-superhuman-speed-would-give-him-the-power-of-flight-on-titan

(THK)

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