Neulich auf dem Holodeck

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Text und Computergrafiken: Annette Bültmann

Fotografien: Katharina Beining

 

Virtuelle Räume und die Raumfahrt stehen auf unterschiedliche Arten im Zusammenhang.
Zunächst wäre da der technische Aspekt zu benennen, Flugsimulation ist ein Bestandteil der Ausbildung von Piloten sowie auch ein Bestandteil der technischen Planung von Raumfahrtmissionen.
Gleichzeitig erwartet das Publikum aber in Science-Fiction Serien, Filmen und Romanen eine weitergehende Funktion von virtuellen Räumen. Diese haben nicht nur technische, sondern auch kulturelle Bedeutung, treten teilweise in ein Art Konkurrenz zur realen Welt, und werfen existentielle Fragen auf.
Ist bereits eine mit Fackeln beleuchtete, bemalte Höhle bei einer schamanischen Zeremonie der Steinzeit eine virtuelle Umgebung, eine imaginäre Welt? Gab es schon virtuelle Räume, bevor Computer entwickelt wurden? Ein Kongress “Virtuelle Räume” untersuchte vor einiger Zeit Raumwahrnehmung und Raumvorstellung im Mittelalter, unter anderem mit der Fragestellung, ob es sich bei dem mittelalterlichen Hof um 1200 um einen virtuellen Raum handelte. Da der mittelalterliche Hof weder als fester Ort noch als gesicherte Institution existiert habe, habe er nur in der Kommunikation von adligen Grundbesitzern existiert, die sich als Hofleute imaginierten.
Werden auch bei Rollenspielen virtuelle Räume erschaffen?
Wollte Plato mit seinem Höhlengleichnis eine virtuelle Welt beschreiben? Vermutlich nicht eine im heutigen Sinne, denn Computersimulationen dürften in der Antike noch nicht möglich gewesen sein. Platon beschreibt in seinem Höhlengleichnis Gefangene in einer Höhle, die die Welt nur als Schatten an der Höhlenwand wahrnehmen, und nur gewaltsam aus dieser Lage befreit werden könnten, an die sie sich gewöhnt haben. Das Sonnenlicht würde zunächst ihre Augen blenden, und die Dinge in der realen Welt schlechter erkennbar sein als die gewohnten Schatten. Der Philosoph Platon wollte damit allerdings wahrscheinlich zum Ausdruck bringen, dass die reale Welt des Alltäglichen nur ein Schattendasein am Höhlengrund ist im Vergleich zur erhellenden Welt der Philosophie, aber nichtdestotrotz taucht das Höhlengleichnis immer wieder auf, wenn es um die Themen Computersimulation und Hyperrealität, auch in zeitgenössischen Kunstwerken, geht.
Der heutige Mensch, vor dem Monitor sitzend, mit Kopfhörern auf den Ohren, die reale Umgebung weitgehend abgeschaltet, sieht selbsterschaffene projizierte Bilder und fragt sich, ob dies die eigentliche Wirklichkeit ist.

Ähnlich abgewandt von der Realität sind die Besucher des Cyberspace in der  Roman-Trilogie “Neuromancer” von William Gibson. In der zukünftigen Welt dieser Science-Fiction-Romane verschmelzen Menschen in gewisser Weise mit der virtuellen Welt, indem sie durch Implantate, chemisch erzeugte Halluzinationen, Hologramme und direkte Verbindung zwischen Gehirn und Computer zeitweise völlig in die Virtualität eintauchen. Die Besucher des Cyberspace gelangen mit einer Konsole dorthin, die ein Gehirn- Computer-Interface darstellt, also eine direkte Verbindung mit dem Nervensystem eingeht. In der dortigen virtuellen Welt haben künstliche Intelligenzen bereits ein Eigenleben entwickelt, und können sogar Kunst erschaffen.

Ähnlichkeiten mit dem Szenario der Neuromancer-Trilogie, in der sich künstliche Intelligenzen verselbstständigt haben, kann man bei The Matrix, dem Film von 1999, feststellen. Maschinen und virtuelle Räume sind der Kontrolle der Menschen entzogen, deren Körper sich in einem schlafähnlichen Zustand befinden, mit Verbindung der Computerwelt mit dem Nervensystem, so dass sie die Computersimulation als Realität empfinden. Etwas anders sieht es mit der Computersimulation in Star Trek, The Next Generation aus, der Serie die in den Jahren 1987–1994 produziert wurde, als Fortsetzung der Serie Raumschiff Enterprise. Das Holodeck, bestehend aus Räumen, die virtuell je nach aufgerufenem Programm unterschiedlich gestaltet werden, begehbar sind und mit holografischen Personen bevölkert werden können, soll meist der Erholung der Raumschiffbesatzung in der Freizeit dienen, manchmal auch Simulationen zur Lösung technischer Probleme erzeugen. Normalerweise haben die Besucher des Holodecks die Kontrolle über diese Vorgänge, und sind geschützt durch eine Programmierung, die dem Besucher Sicherheit gibt. Aber in machen Folgen gerät das Holodeck außer Kontrolle. So wird z.B. die Kontrolle über das Holodeck in einer Folge vorübergehend von der Figur James Moriarty aus einer Sherlock Holmes Simulation übernommen. In einer anderen Folge entwickeln sich dort rätselhafte Schaltkreise, die zunächst zu sonderbaren Fehfunktionen führen, schließlich dann eine neue Lebensform bilden, die das Schiff verlässt.

Durch den Befehl “Alterieren” kann das Programm des Holodecks, normalerweise als Freizeitvergnügen oder Trainigsprogramm gedacht, geändert werden. Crewmitglieder können eigene holografische Umgebungen gestalten und speichern, sowohl in ihrer Freizeit als auch für manche solches erfordernde Aufgaben.
So wird das Holodeck dann manchmal nicht nur zum Vergnügen, sondern auch zur Problemlösung eingesetzt. Wenn es dazu dient, Kampfsport zu trainieren oder Aggressionen abzubauen, erinnert das noch entfernt an den Zweck eines Flugsimulators, aber es wird auch eingesetzt, um z.B. die Bewohner eines noch nicht technisierten Planeten umzusiedeln, ohne dass sie ihren Zwischenaufenthalt auf einem Raumschiff bemerken. Nachdem ihr Planet unbewohnbar geworden ist, werden sie in einer auf dem Holodeck simulierten natürlich wirkenden Höhlenwelt auf einen anderen Planeten transportiert. Bei technischen Störungen kommt es manchmal auf dem Holodeck zum teilweisen Verlust der simulierten Umgebung, und es wird das Drahtgitter an der Wand der Holodeckstruktur stellenweise sichtbar. Das Drahtgitter ist auch in heutigen Computerprogrammen die zugrundeliegende Struktur, die sichtbar ist, solange Oberflächen und Texturen noch nicht gerendert sind.

Ein übliches Verfahren beim Rendern von Bildern nennt sich Raytracing. In einer virtuellen Szenerie sind Objekte als dreidimensionale Modelle vorhanden, deren Sichtbarkeit von einem bestimmten Punkt im Raum aus berechnet wird. Dabei können auch Reflexionen, Lichtbrechung und Texturen der Objekte mit berücksichtigt werden. Das Raytracing Verfahren wurde bereits 1525 von Albrecht Dürer in der Abhandlung “Underweysung der messung mit dem Zirkel und richtscheyt, in Linien Ebnen un gantzen Corporen“ beschrieben, damals aber noch nicht für virtuelle dreidimensionale Objekte, sondern zur Abbildung der dreidimensionalen Welt auf der Dürerscheibe, und manchmal wurde ein Faden zur Darstellung eine Lichtstrahls verwendet, der von einem Punkt des Objekts zum Auge des Betrachters führt. Das Raytracing Verfahren als solches erzeugt daher nicht prinzipiell Grafiken, die sich von herkömmlichen Grafiken oder Fotografien unterscheiden, typisch ist aber eine gewisse Künstlichkeit und Sauberkeit der Oberflächen und der Beleuchtung, da es weder einen persönlichen Strich der Zeichnung noch z.B. eine Körnung wie beim fotografischen Bild gibt, und eine fehlerlose perspektivische Darstellung und Bildschärfe. Unschärfe kann in manchen Programmen durch eine Einstellungsmöglichkeit für virtuellen Nebel erzeugt werden, ansonsten auch durch nachträgliche Bildbearbeitung. Ein 3D-Modell kann sowohl als Bilderserie, als Kamerafahrt oder auch als 3D Panorama am Computer zur Navigation des Benutzers mit der Maus dargestellt werden. Solche Bilderserien oder Filme können am Bildschirm gezeigt, projiziert oder auch ausgedruckt werden, Als in der Experimentierphase befindliche Möglichkeiten, zur Zeit noch auf eine begrenzte Anzahl von Nutzern beschränkt, wären z.B. Cave Automatic Virtual Environment, VR-Helm und Datenhandschuh, oder Augmented Reality zu nennen.

Zurück zur Raumfahrt: Besucher des Kennedy Space Center der NASA in Cape Canaveral können inzwischen dort ein spezielles Programm buchen, ATX, the Astronaut Training Experience, in dem nicht nur bewegte Bilder simuliert werden, sondern auch Körpererfahrungen wie ein Sechstel der irdischen Schwerkraft, Verhältnisse wie auf dem Mond. Oder es gibt die “Shuttle Launch Experience”, bei der zunächst eine verstärkte Schwerkraft durch die Beschleunigung beim Start eines Shuttles simuliert wird, um anschließend der Schwerelosigkeit im Orbit zu weichen.
Visuelle Simulationen können die Besucher aber selbstverständlich ebenfalls erleben: ein Theater simuliert die Umgebung im Inneren eines Apollo Brennraums während des Starts von Apollo 8 und das andere simuliert die Apollo 11 Landung. Desweiteren können sie auch reale Raketen im Nasa Rocketgarden bewundern sowie im Space Center ein Apollo 14 Command Modul, ein Apollo Lunar Modul und ein Mondfahrzeug. Bisher ist allerdings die Raumfahrt doch noch mit allerlei Unbequemlickeiten behaftet, und so heißt es dort noch nicht wirklich: Beam me up, Scotty!

Stattdessen werden die Astronauten in einem früher mehrtägigen Flug dorthin gebracht, der inzwischen bis auf unter 6 Stunden verkürzt werden konnte, in einer Raumkapsel mit Sojus-Rakete ab Baikonur. Sie kämpfen dort unter anderem mit der Schwerelosigkeit, in der nicht nur Gegenstände sondern auch Krümel, Tropfen, und überhaupt alles was nicht befestigt ist, ohne besondere Vorsichtsmaßnahmen  ständig durch die Raumstation geistern würde.
Sie ernähren sich deshalb unter anderem von krümelfreiem Brot und ebensolchen Bisquits, Getränken die mit Strohhalm aus Beuteln getrunken werden, und einmal täglich warmen Mahlzeiten aus Tuben, Beuteln oder Dosen, geschmacklich allerdings in Zusammenarbeit mit Spitzenköchen kreiert, und es kann seit 2015 auch Espresso gereicht werden. Seitdem hat die ISS eine speziell für den Weltraum entwickelte Espressomaschine, und Tassen namens “Zero Gravity Coffee Cups”, die sich die Kapillarwirkung bei Flüssigkeiten zunutze machen.

“Auf den Schirm!” Mit diesem Kommando wird beim Raumschiff Enterprise die Videokommunikation zu einem Gesprächspartner auf anderen Raumschiffen oder auf der Erde eingeleitet.
Die ISS nutzt zur Kommunikation das System der NASA (TDRSS, Tracking and Data Relay Satellite System) das aus Satelliten und Bodenstationen besteht. Zur Zeit sind es 8 Satelliten und 20 Bodenstationen. Das russische Segment funkt entweder direkt zu Bodenstationen oder nutzt das russische Satellitensystem Luch (SDRN, Luch Satellite Data Relay Network).
Außerdem gibt es UHF-Kommunikation zwischen Station und Shuttles, sowie bei Außenbordeinsätzen.

Beim NASA-Kommunikationssystem werden die Daten zuerst an einen der TDRS-Satelliten übermittelt, von dort zur Bodenstation in White Sands, New Mexico und dann zur Hauptbodenstation in Houston, Texas. Von dort aus können sie an weitere Bodenstationen verteilt werden, von denen auch einige in Europa liegen.
Das russische Hauptkontrollzentrum liegt in Moskau und übermittelt ebenfalls Daten nach Europa.
Die ISS steht auf diese Weise die meiste Zeit in Kontakt zur Erde während ihrer ca. 93minütigen Umlaufzeit.

Die meisten ISS-Astronauten haben eine Amateurfunklizenz, und so haben Amateurfunkorganisationen ARISS gegründet, Amateur Radio on International Space Station auf 145,800 MHz, auf dieser Frequenz werden z.B. Gespräche von Austronauten mit Schulen ermöglicht. Freiwillige Funkamateure stellen die Verbindung her, so dass Astronauten Fragen von Schülern beantworten können. Standbilder können in SSTV, Slow Scan Television, übertragen werden.

Planungskonferenzen mit den Bodenstationen finden auf der ISS jeden Morgen statt, die Astronauten kommunizieren dabei mit den USA, Russland, Europa und Japan. Videokonferenzen mit den Familien und Freunden zuhause sind für ISS-Astronauten heutzutage ebenfalls relativ häufig möglich.

Alexander Gerst, der 2014 als erster deutscher Astronaut auf der ISS war, ist vom Mai 2018 bis November 2018 dort erneut eingeplant, diesmal sogar als Kommandant der ISS. Da Alexander Gerst auch im Internet sehr aktiv war, wird es sicherlich eine interessante Zeit mit Nachrichten und Bildern aus dem All werden.

 

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