Teil der Starfleet Manual Series "Technical documentation of capital ships",
aus dem Englischen über SYNTRA (synergetic translation algorithm)
Main author: David Krebs
Composed for: ASDB (Advanced Starship Design Bureau)
Editor: Starfleet, © 2309
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Amtliche Daten der USS Pegasus:
| Länge: | 277 m + x |
| Breite: | 140 m + ... |
| Höhe: | 58 m + ??? |
| Standardcrew: | 360 (60 officers) |
| Maximalcrew: | 406 (66 officers) |
| Masse: | 184 200 metrische Tonnen |
| Deckanzahl: | 18 (sowie ein Wartungsdeck, intern als 19. Deck bezeichnet) |
| ScienceLabs: | 24 Standard-Slots (je 3 nebeneinander, je 2 übereinander), 71 m² |
Durchschnittliche Personalverteilung während der Tagesschicht:
| Brückencrew: | 14 |
| Technik: | 30, davon: |
| 10 .. 20 (Maschinenraum, Überwachung) | |
| 10 .. 20 (Wartung) | |
| Sicherheit: | 24 (Kampfsituation:48 und mehr, zusätzliche aus anderen Schichten) |
| Krankenstation: | 4 (Kampfsituation: 8 und mehr, zusätzliche aus anderen Schichten) |
| Shuttlerampe: | 4 (1 .. 2 FlightOps, 2 .. 3 Techniker) |
| Wissenschaft: | 40 .. 50 |
Das Schiff verfügt dauerhaft über folgende Wissenschaftsmodule (und die dafür notwendigen Sensoren):
Das Schiff kann ohne großen Aufwand ausgerüstet werden mit folgenden Modulen (und die dafür notwendigen Sensoren):
Mehr als 50 Jahre hat die Constitution-Klasse der Starfleet hervorragende Dienste geleistet. Den Missionen der USS Enterprise unter Captain Kirk hat die Starfleet einen enormen Wissenszuwachs zu verdanken, und auch die anderen Schiffe dieser Klasse haben sich mehr als bewährt. Dennoch: Zu viel hat sich in diesen 50 Jahren geändert, als dass es sich gelohnt hätte, die Klasse weiter zu modernisieren und den neuen Gegebenheiten anzupassen - trotz eines intensiven Refits der meisten Exemplare in den 2260er Jahren. Die ersten Schiffe sind 2245 in den aktiven Einsatz gegangen, als der Quadrant, in dem sich die Föderation befindet, noch zu großen Teilen unerforscht war, die letzten sind in den 2290ern ausgemustert worden, einer Zeit, in der die Föderation schon ein wesentlich größeres Gebiet einnahm als zum Beginn der Constitution-Ära.
Die neuen Raumschiffe, allen voran die Excelsior-Klasse, hatten und haben wesentlich höhere Besatzungsstärken und mehr nutzbares Volumen, was nicht nur im Hinblick auf die Vielseitigkeit wichtig ist. Durch die höheren Schild- und Waffen-Energieoutputs haben die Schiffe eine große militärische Bedeutung bei Feindkontakten, die trotz des derzeitigen Waffenstillstands mit den Klingonen auch in Zukunft - leider - noch zu erwarten sind. Auch wegen der Andersartigkeit der heutigen Weltraumforschung, die auf Arbeiten in größeren Teams als früher aufbaut bzw. optimiert ist, wird spätestens seit der Jahrhundertwende eine wesentlich andere Flottenzusammensetzung benötigt als noch in der Mitte des letzten Jahrhunderts.
Aber obwohl die Forschungslandschaft sich geändert hatte, die Computer und anderen technischen Systeme ausgereifter - vor allem standardisierter - geworden waren und obwohl die Schiffe der Excelsior-Klasse ihrem Namen alle Ehre machten, hatten die Constitution-Klasse-Raumschiffe als die bedeutendesten Schiffe ihrer Zeit eine Lücke hinterlassen. Schiffe der Miranda-Klasse sind z.B. nur leicht bewaffnet im Verhältnis zu ihrer Mannschaftsstärke, die Oberth-Klasse ist zu klein und die Constellation-Klasse zu schwerfällig. Die entstandene Lücke musste also anderweitig geschlossen werden.
Da das Ende der Constitution-Ära abzusehen war, wurden bereits seit 2284 Pläne für einen Ersatz entwickelt. Unter dem Namen Gapshutter ("Lückenschluss") wurden verschiedene Konzepte verfolgt: Konstruktion neuer Schiffe "from scratch", Verwendung von altem noch funktionsfähigem Schiffsmaterial, Einbindung der neuen ScienceLabs- und CargoUnit-Systeme, usf..
Bereits sehr schnell wurde klar, dass die bewohnbaren Sektionen der Constitution-Klasse-Raumschiffe bei gleichbleibender Crewzahl definitiv zu klein sein würden - seit Einführung der Excelsior-Klasse ist nicht nur die Verfügbarkeit von mehr privatem Wohnraum gestiegen, nein, auch der Anspruch der Crewmen auf Privatraum ist inflationär gewachsen (verständlich, erinnert man sich an die engen Kabinen der Constitution-Ära).
Auf eine Widerverwendung der alten "Untertassen"-Module musste also verzichtet werden.
Bei der Entwicklung der Transwarp-Technologie für die Excelsior-Klasse fielen, wenn diese selbst auch als gescheitert anzusehen ist, als Nebenprodukte unter anderem theoretischen Konzepte ab, die die Nutzung neuer Warpfeldgeometrien bei Benutzung von modifizierten Warpfeldspulen möglich machten. Diese führten zu einer wesentlich effizienteren Energieausnutzung der Materie-Antimaterie-Reaktion, was für kleine Schiffe aufgrund ihres recht kleinen Laderaumvolumens als sehr günstig anzusehen ist. Diese neue Warpfeldgeometrie war allerdings nur mit - relativ zum allgemeinen Massenschwerpunkt des Schiffes - sehr tief liegenden Warpgondeln zu realisieren.
Nach eingehender Analyse der Anforderungen an den neuen Raumschifftyp wurde entschieden, wesentliche Teile der Maschinenraumsektionen der Constitution-Klasse-Raumschiffe, sofern der Zustand der Primärstruktur und der Hülle es zuließ, wiederzuverwenden. Dafür sprach, dass von dieser beim letzten Refit der Constitution-Klasse-Raumschiffe große Teile erneuert worden waren, man es also größtenteils mit nur 25 und nicht 50 Jahre alten Komponenten zu tun hatte.
Die Untertassensektion hingegen wollte man grundlegend neu konstruieren. Der große Verlust an Constitution-Klasse-Raumschiffen im letzten Jahrhundert - nicht selten mit Todesfolge für die gesamte Crew, da die Abtrennung der Untertassensektion misslungen oder nicht möglich gewesen war - machte diesbezüglich vor allem eine Option sinnvoll: Den Einbau von Rettungskapseln, die für den Fall, dass bei einer Mission nicht nur die Maschinen- sondern auch die Untertassensektion wesentlichen Schaden nehmen würde, das Überleben der Crew sicherstellen würde, bis Hilfe einträfe.
Das designierte Anforderungsprofil für das Yverdon-Klasse getaufte neue Schiffslayout, das zu diesem Zeitpunkt schon bis in fast alle Details ausgearbeitet war (bis auf den Warpantrieb), wurde der zuständigen Kommission Anfang 2287 zum Review und zur Änderung/Absegnung vorgelegt und sah in seinen Hauptpunkten wie folgt aus:
+++ Multimissionsraumschiff der Klasse Yverdon (unofficial classification: heavy cruiser/explorer) +++
Anforderungsprofil:
+++ Yverdon-class development team, January 2287 +++
Nach einigen Änderungen an dem Anforderungsprofil begann man 2287 mit den hochpräzisen Simulationen der Warpfeldgeometrie, doch trotz anschließenden Tests mit Shuttles und recht zufriedenstellenden Ergebnissen bezüglich der Energieausbeute bei allen bisherigen Simulationen zog sich die Entwicklung des "neuen" Antriebskonzepts doch noch eine Weile hin. Als 2290 das erste neuausgerüstete Constitution-Klasse-Schiff zur Erde zurückkehrte, um in den Drydocks in der Utopia Planitia Flottenwerft zu großen Teilen demontiert zu werden, war man immer noch nicht viel weiter mit dem neuen Gondellayout, da einige Probleme, hervorgerufen durch den ebenfalls sehr tief liegenden Schwerpunkt des Schiffs, nach wie vor nicht gelöst werden konnten.
Erst als der vielversprechende Ingenieur Dr. Gillian Lucas, einer der führenden Köpfe in der angewandten Warpfeldtheorie, sich auf Wunsch des Ingenieursteams der Sache annahm, kam man voran. Die Verzögerung führte einerseits zu Kopfzerbrechen bei den Verantwortlichen in der Starfleet, sorgte aber andererseits dafür, dass eine neue Technologie bereits für den Bau der ersten Schiffe zur Verfügung stand: 2291 verließ die erste Generation der Molekularassemblierungs-Mikrofabriken die Labore, um ihren Siegeszug in der ganzen Werkstoffbranche anzutreten.
Die Probleme mit dem Antrieb wurden schließlich durch eine Veränderung der Anzahl der Feldspulen sowie den Einbau von zwei zusätzlichen Impulsantriebs-Aggregate gelöst, die in die hinteren Bereiche der Warpgondeln eingebaut wurden. So war man zwar genötigt, alle Gondeln, deren Hauptrahmenstruktur man ansonsten einfach hätte übernehmen können, zu überarbeiten, aber fügte dafür dem Schiff noch zwei Ersatz-Deuteriumtanks für Notfälle hinzu, die ebenfalls in die Gondeln integriert wurden.
Während des folgenden sechs Jahre dauernden Umbaus eines der Constitution-Klasse-Schiffe verliefen die meisten Aktionen nach Plan. 2296 wurde schließlich der erste Testlauf anberaumt: Für den Testlauf mit einer der alten Untertassensektionen verbunden, verließ der - aufgrund des unpassenden Verhältnisses der zwei Sektionen etwas eigentümlich aussehende - Prototyp die Werft, um auf seinen ersten Warpflug zu gehen.
Der Flug dauerte 1 Stunde und führte das Schiff nicht weiter als bis ins äußere Sonnensystem - dafür aber war er als durchschlagender Erfolg zu werten: Die neue Gondelkonfiguration war wesentlich energieeffizienter als alle vorigen Layouts.
Als 2297 auch Rahmen und Hülle des ersten erneuerten Untertassen-Moduls fertiggestellt waren, wurde mit der Rahmenkonstruktion des zweiten und dritten Moduls sowie mit dem Umbau der nächsten beiden Constitution-Klasse-Maschinensektionen begonnen.
Der Jungfernflug des ersten Schiffes (damit ist der Flug mit der neuen Untertassensektion gemeint), der USS Yverdon, wurde schließlich 2299 im tieferen Raum durchgeführt und verlief auch, bis auf ein paar kleinere Probleme mit den Subraum-Felddifferentialen im Bereich der vorderen Gondeln, bis zur Spitzengeschwindigkeit von Warp 9 erfolgreich.
Die Inneneinrichtung wurde bis 2299 fertiggestellt - zu diesem Zeitpunkt erhielten die beiden anderen Schiffe bereits ihren Warpkern - und nach einigen Monaten, die man mit intensiven Tests und Optimierungen verbrachte, lief die USS Yverdon mit ihrer ersten Standard-Crew bestehend aus 356 Männern und Frauen vom Stapel. Das zweite Schiff der Yverdon-Klasse, die USS Surrender, folgte 2305.
Wegen der Integration der neuesten Version der Mikrofabriken-Technologie blieb das dritte Schiff, die USS Pegasus, noch zwei Jahre länger im Dock: Neben den zusätzlichen Mikrotransportern waren neue Energieleitungen einzubauen. Außerdem gab es für die Pegasus experimentelle Upgrades für das Computersystem, v.a. wurden die ersten Prototypen der isolinearen Chips und optischen Datenleitungen zu Testzwecken verbaut, sowie für die Entertainment-Einrichtungen: Zwei "VR-Decks" ("virtual reality decks") traten an die Stelle zweier Frachträume, die durch das Mikrofabriksystem eingespart werden. Diese stellen eine Art dreidimensionales Kino dar.
2307 schließlich war auch die Pegasus als missionstauglich befunden: Sie lief aus, während im Dock noch die letzten drei Schiffe der inzwischen vollständig außer Dienst gestellten Constitution-Klasse für die Umwandlung in die Yverdon-Klasse bereitgemacht wurden. Bei allen anderen Schiffen (bzw. Schiffs-Resten) hatte sich herausgestellt, dass die Schiffsstrukturen im Laufe ihres Lebens so viele Mikrofrakturen und Risse auf atomarer Ebene erhalten hatten, dass ein Umbau nicht lohnenswert gewesen wäre.
Nach den Problemen im Jahre 2266 mit dem M5-Computertyp gab Richard Daystrom nicht auf, und entwickelte zusammen mit anderen bedeutenden Informatikern und Ingenieuren bald darauf einen weiteren, "M6" getauften Prototypen. Diesmal etwas vorsichtiger geworden, wurde 2279 der neue, ungefähr 36 m³ Meter große und begehbare Computer verwendet, um die Raumschiffe einer automatiserten Minenanlage zu steuern, was ebenfalls zu mittleren bis schweren Problemen führte, wenn auch zu keinem Chaos wie der M5-Einsatz 2266.
Bald darauf wurde dem Team klar, dass es die Probleme mit der künstlichen Intelligenz des M5-Systems lösen könnte, indem es die Eigenschaften beider Prototypen kombinierte. Aus diesen Experimenten entstanden in letzter Instanz die heutigen, bereits auf der Excelsior eingesetzten partitionierten Großrechenkerne (PCCs, partitioned computing cores, das sie M5- und M6-Eigenschaften vereinen, mit Modellnummern versehen, die von M56 angeführt werden). Diese können inzwischen auch, da sie wesentlich kompakter geworden sind, auf kleineren Raumschiffen installiert werden - so wie auf Schiffen der Yverdon-Klasse.
Momentan ist die entsprechende Abteilung des Starfleet-Ingenieurskorps damit beschäftigt, weitere Verbesserungen im Bereich der künstlichen Intelligenz zu erzielen, was durch die neuen isolinearen Chips möglich gemacht wird, sowie die Steuerung der Mikrofrabrik-Technologie zu optimieren. Im Rahmen dieser Aktivitäten ist derzeit noch ein Schiff der Yverdon-Klasse - als Prototyp zum Testen dieser sowie anderer neuer Technologien im täglichen Weltraumeinsatz - in der Diskussion, das von Grund auf aus neuen Materialien konstruiert und deshalb wahrscheinlich auch für höhere Warpgeschwindigkeiten als bisher ausgerüstet werden würde.
Es ist also möglich, dass es von der Yverdon-Klasse, die sich bis heute mindestens ebenso bewährt hat wie ihre Vorgänger-Klasse Constitution, nicht mehr als 7 Schiffe geben wird (wovon drei in den kommenden sechs, und das letzte vielleicht in zehn Jahren fertig werden dürften). Erweist sich das neue Gondellayout allerdings als durchweg energieeffizient, ist zumindest zu erwarten, dass sich die Designphilosophie der Starfleet-Schiffe in Zukunft ändern wird - vielleicht aber sogar, dass noch einige Schiffe der Yverdon-Klasse von Grund auf neu gebaut werden.
Bisher haben die neuen Computerkomponenten, die auf der USS Pegasus eingesetzt wurden, so durchschlagende Erfolge in Bezug auf Systemgeschwindigkeit und DCS (distributed computing services) erbracht, dass trotz einiger aufgekommener Probleme an den Schnittstellen zu älteren Systemen ein weiteres Upgrade geplant ist. Dieses wird ca. 50% der in der Pegasus vorhandenen Rechenkapazität durch isolineare Chips und ODN-Leitungen ersetzen. Verlaufen die damit geplanten Tests sowie das Portieren der Systemprogramme auf die neue Technologie erfolgreich, wird beim nächsten größeren Wartungs- und Refit-Vorgang - aufgrund der noch nicht hinreichend bekannten Einflüsse der neuen Gondelkonfiguration auf die strukturelle Integrität ist dieses bei der Yverdon-Klasse bereits auf 10 Jahre nach der Indienststellung terminiert, bei der USS Pegasus also 2317 - sämtliche Hardware durch die neue Technologie ersetzt, so dass sie danach Stück für Stück in die gesamte Flotte intgriert werden kann.
Dieses Thema steht deshalb an erster Stelle, weil die Erfahrungen des vergangenen Jahrhunderts gezeigt haben, wie wichtig bei Weltraummissionen ein ausgefeiltes Sicherheitskonzept ist. Legt man heutige Sicherheitsmaßstäbe zugrunde, konnten die Pioniere in der Anfangszeit der Raumfahrt wahrlich von Glück reden, wenn sie heil wieder "zu Hause" (damals noch die Erde) angekommen waren.
Möchte man jedoch professionell Raumfahrt betreiben, kann man sich natürlich nicht auf Glück verlassen. Bei einigen tausend Raumschiffen im aktiven Dienst stellt sich die Herausforderung, die Risiken so klein wie möglich zu halten - schon allein aus Verantwortung den tapferen Crews gegenüber. Bei derart komplexen Maschinen - man möchte fast sagen "Organismen" - wie Raumschiffen ist es fast ausgeschlossen, dass alles immer reibungslos funktioniert, jedoch kann man die Eintrittswahrscheinlichkeit von Worst Case-Szenarien enorm senken: Auch heute noch geschehen die meisten Katastrophen nicht aufgrund eines Fehlers, sondern aufgrund miteinander verketteter Einzeldefekte, die für sich genommen kaum eine Bedrohung dargestellt hätten, also ist hier der geeignete Ansatzpunkt für Krisenmanagement und v.a. Krisenprävention.
Neben Vermeidung menschlicher Fehler durch intensive Schulung gilt bei Starfleet die Grundregel, dass vor allem konstruktionstechnische Mängel, wie unwichtig sie auch erscheinen mögen, ausreichend dokumentiert und sobald wie möglich behoben werden müssen, worüber jeweils unabhängige Gutachter wachen. Darüberhinaus wurden auf Basis der gemachten Erfahrungen ausgefeilte Sicherheitskonzepte entwickelt.
Geht es im übrigen Teil dieser Dokumentation hauptsächlich um den "Normalzustand" an Bord des Schiffes, handelt dieser Abschnitt in erster Linie von GAU-Szenarien und vor allem deren Prävention/Lösung/Abschwächung.
Die vier sicherheitskritischsten Systeme bzw. Einrichtungen eines Raumschiffes stellen zweifelsohne die Lebenserhaltung, die Energieversorgung (darunter vor allem der M/AM-Reaktor), das Computersystem und die - auftragsgebundene oder dauerhafte, weil für die Bordsysteme notwendige - Lagerung von Gefahrgut dar, wobei darunter in erster Linie die sichere Antimaterielagerung fällt.
An sicherheitskritischen Funktionen und Protokollen hingegen sind vor allem die Kommandofunktionen wie Schild- und Waffenkontrolle, Selbstzerstörung, aber auch die Speicherung von und der Zugriff auf Daten, die als geheim oder vertrauenswürdig eingestuft wurden, anzusehen. Desweiteren sind das Antriebssystem und die Shuttle-Start- und -Landeprozeduren vor unbefugten Aktionen zu bewahren.
Während für den erstgenannten Bereich vor allem Redundanz Sicherheit bietet, geht es bei den Funktionen des Schiffes eher um den Schutz der Systeme vor Fremdzugriff, welcher durch eine entsprechend implementierte Software erreicht werden kann.
Diese stehen nicht ohne Grund an der ersten Stelle: In einer solch lebensfeindlichen Umgebung wie dem Weltall - hierzu tragen v.a. Strahlung, Vakuum und Kälte bei -, ist ein Mensch ohne ihn am Leben erhaltende Technik verloren. Nach vielen Tests und den Erfahrungen der Vergangenheit, hat sich herausgestellt, dass das sogenannte Redundant-Layer-Model einen sehr guten Schutz vor Ausfall der Lebenserhaltung bietet. Dieses hat sich in der Starfleet so gut bewährt, dass es inzwischen bereits in der dritten Generation der Entwicklung angekommen ist (womit der grundlegende theoretische Ansatz für die Raumfahrt gemeint ist, nicht die tatsächliche Instantiierung in bestimmten Teilgebieten derselben).
Ziel ist es, die lebenserhaltenden Funktionen des Schiffes nicht nur durch Redundanz der Komponenten abzusichern, sondern seine Kernsysteme so unabhängig von äußeren Einflüssen wie möglich zu halten. Durch Implementierung der Basisfunktionen (Atmosphärenerhaltung, Sauerstoffzu- und Kohlenstoffdioxidabfuhr, Wasser- und Nahrungsmittelversorgung, Schutz vor Mikrometeoriten und anderer interstellarer Materie, die der Schiffshülle Schaden zufügen kann) in einer Art und Weise, in der der Bordcomputer Parameter zwar auslesen, aber nicht ändern kann, hat man schon mal eine Hauptgefahrenquelle ausgeschaltet. Als zweites Kriterium für Sicherheit gilt die weitestgehende Autarkie von einer zentralen Energieversorgung, etwa indem Reservegeneratoren, Hilfsbatterien, oder am besten allein durch Abbau im Havariefall noch vorhandener potenzieller Energie angetriebene Geräte verwendet werden.
Dies stellt den sogenannten untersten Layer dar, eine Art Basisfunktionalität, die erstens ohne den zentralen Schiffscomputer, und zweitens - zumindest für eine gewisse, von Starfleet festgesetzte Zeit - allein durch noch im System zirkulierende Energie aufrechterhalten werden kann. In diesem Layer sind alle Komponenten physisch mindestens einfach, wichtige Geräte wie die CO2-Luftfilterung sogar mehrfach redundant aufgeführt.
Nicht direkt zur Lebenserhaltung zählen SIF und TDF (strukturintegritäts- und Trägheitsdämpfungsfeld), beide sind aber dennoch wichtig, möchte man Flugmanöver durchführen, bei denen sich der Geschwindigkeitsvektor wesentlich ändert. Befindet sich das Schiff im freien Raum und ist die Flight control - aus welchen Gründen auch immer - außer Funktion, ist dieser Punkt ohne Relevanz (dabei gilt: für schwache RCS-Manöver ist mindestens ein intaktes SIF, für starke RCS-, Impuls-, und Warpmanöver, die alle große Beschleunigungen verursachen, ist ein (fast) in Echtzeit reagierendes funktionierendes TDF vonnöten) aber für den allgemeinen Fall ist es trotzdem wichtig, dass diese Systeme dem Redundant-Layer-Model genügen, um die Crew nicht tödlichen Beschleunigungen auszusetzen.
Der zweite Layer umfasst die computergesteuerte Analyse und darauffolgende energetische sowie wartungstechnische Effizienzoptimierung der vorhandenen Komponenten: Ist das Schiff unterbesetzt, können einigen Sektionen isoliert und die lebenserhaltenden Systeme darin abgeschaltet werden. Ist die Mannschaft komplett oder ist das Schiff gar überbesetzt, macht es vielleicht Sinn, einige Systeme dauernd aktiviert zu lassen, weil ihre De- und darauffolgende Reaktivierung sehr aufwändig oder gar wegen diverser Start-Diagnoseroutinen energie-ineffizient wäre.
Dieser Layer ist sozusagen der "normale" Systemzustand. Fällt ein Teil des Computersystems oder der ganze Hauptcomputer aus, ist das normale Reaktionsverhalten der Layer-1-Geräte, zu ihren Standardparametern zurückzukehren, sofern sie nicht manuell deaktiviert wurden, etwa um Energie zu sparen.
Der dritte Layer ist die Self-Diagnostic-Ebene: Dazu zählt erstens der doppelt ausgeführte Computerkern (ist einer davon defekt oder teilweise defekt, kann, wie bereits ausgeführt, der zweite alle Schiffsaufgaben vollständig übernehmen), der sich selbst überprüfen kann, zweitens die Hardware, die über das ganze Schiff verteilt ist, und im Notfall nicht nur Funktionen der Computerkerne übernehmen kann (wenn auch mit geringerer Systemleistung), sondern mittels der onboard-Sensoren dazu beitragen kann, den Fehler in den defekten Systemen zu finden, und drittens Exception- sowie Problemlösungs-Software-Routinen, die im übernächsten Abschnitt behandelt werden.
Die Energieversorgung ist gleich in Bezug auf drei Punkte bedeutend:
Erstens findet im Hauptreaktor, dem Warpkern des Schiffes eine Reaktion zwischen Materie und Antimaterie statt, mit einem gigantischen Leistungsumsatz, so dass die Explosion, gerät die M/AM-Reaktion außer Kontrolle, mühelos das komplette Schiff vaporisieren kann.
Zweitens wird die erste Stufe der Energieverteilung auf modernen Raumschiffen über ein Elektroplasmasystem bewerkstelligt, was sich bei den für viele der Bordsysteme benötigten Energiemengen als effizienter als die Distribution über klassische elektrische Leitungen erwiesen hat. (Mehr dazu: Siehe Abschnitt ???.) Dabei muss nicht nur das Plasma von der Interaktion mit den Wänden der Leitungen abgehalten werden, sondern es müssen auch Expositionen der Crew und beliebiger anderer Bordgeräte/Systeme verhindert werden.
Drittens, auch wenn der Warpkern abgeschaltet ist - oder vielmehr gerade, wenn diese primäre Energiequelle abgeschaltet ist -, muss das System in der Lage sein, genügend Energie, in erster Linie für die Lebenserhaltungssysteme, SIF und TDF eingeschlossen, in zweiter Linie für den Schiffscomputer, die Deflektoren und für den Flug bei Unterlichtgeschwindigkeit zu liefern. Desweiteren sind die Subraumfunksysteme des Schiffes wichtig, um im Notfall einen Hilferuf senden zu können.
Sämtliche Komponenten der Hauptenergieerzeugung im MARA (matter-antimatter reaction assembly) - sowie der Antimaterie-Zuleitungen - sind mehrfach gegen Störfälle abgesichert. Der prinzipielle Aufbau des MARA weicht nicht wesentlich von den Standard-Spezifikationen ab, die in jedem Grundkurs über Warpenergietechnik bzw. in jedem entsprechenden Buch vermittelt werden, weshalb erst in Kapitel ??? auf den technischen Aufbau des MARAs der Yverdon-Klasse eingegangen wird.
Die magnetischen Spulensysteme, auf die im Folgenden eingegangen wird, entsprechen in ihren Grundzügen denen, die auch in Antimaterie-Pods eingesetzt werden. Es gelten für sie ähnlich kleine Ausfallwahrscheinlichkeiten, wie sie im Kapitel ??? über Antimaterie-Lagerung angegeben sind. Wer aktuelle Werte haben möchte, kann diese bei den Produzenten direkt - das sind in erster Linie die Starfleet Energy Technology Labs - in Erfahrung bringen.
Auch für den Fall, dass der Spulenausfall nur auf die unteren Decks begrenzt war, die entsprechenden Komponenten ausgestoßen werden konnten und das Schiff rechtzeitig eine ausreichende Entfernung zwischen diese und sich selbst bringen konnte, bestehen noch Gefahren, und zwar durch die fehlende - bzw. verspätete - Versiegelung des Deuteriumtanks: Dadurch gelangen erhebliche Mengen des Gases in die Atmosphäre - ein Funke an der falschen Stelle, bevor sie durch die Atmosphärenkontrollsysteme, sofern diese noch einsatzfähig sind, abgesaugt werden konnten, und es kommt zu einer verheerenden Sekundärexplosion. Außerdem kann durch die geöffneten Luken, durch die die antimaterieführenden Komponenten abgeworfen werden, Luft entweichen, was zu dem o.g. Sogeffekt führt.
Die Hochenergieleitungen müssen im Prinzip die gleichen Anforderungen erfüllen wie die Standard-Energieleitungen, nur dass die technischen Parameter (auszuhaltende Druckkräfte, Temperatur und Strahlung) anders sind. Hierauf wird im Kapitel ??? über Energieleitungen eingegangen.
Der MARA selbst schließlich stellt ein höchst kritisches Bauteil dar. Der eigentliche Kern muss über lange Zeit einer unglaublichen Strahlungsintensität standhalten - und diese auch noch abschirmen, da direkt in seiner Umgebung Menschen arbeiten, die es nicht über die Grenzwerte hinweg zu belasten gilt. Glücklicherweise wurden in den letzten Jahrzehnten erhebliche Fortschritte bei der Behandlung von Strahlenschäden, der Prävention von selbigen und in der Werkstoffforschung gemacht, die neue Schirm-Materialien mit einer hohen Absorptionsrate hervorgebracht. Der Kern muss die Aufgabe bewältigen, dünnste Materie- und Antimaterieströme im Dilithiumkristall mikrometergenau aufeinander zu fokussieren und die entstehende Energie zielgerichtet an die EPS-Verteiler weiterzuleiten.
Dementsprechend handelt es sich beim Warpkern wohl um das Bauteil, in dem die integrative Sensorendichte ihren Maximalwert erreicht, verglichen mit allen anderen Systemen - dies dicht gefolgt von der Hauptrahmenstruktur des Schiffes, die aufgrund der in ihr auftretenden Belastungen ebenfalls mit Messfühlern nur so vollgestopft ist.
Dies ist ein Grund, warum auf den Warpkern das Redundant-Layer-Model nicht anzuwenden ist: Zu viele Parameter sind vollständig computergesteuert, als dass der Kern auf - wie vom kleinsten Layer des Modells gefordert - "simpler" Ebene funktionieren könnte.
Da den Ingenieuren dieses Problem seit Existenz des Redundant-Layer-Models bewusst ist, haben sie als Ersatz für die Nichtkompatibilität mit diesem Sicherheitsmodell dafür gesorgt, dass der Computercode für die Warpkern-Betriebssoftware von doppelt so vielen Experten überprüft wird, wie es bei anderen Systemprogrammen der Fall ist.
Mehr noch: Seit etwa 2260 wird unter dem Codenamen Moses (MARA operation software encapsulation solution) ein einheitliches Programmierschema entwickelt, um für Warpkern-Generationenübergreifende Sicherheit zu sorgen. Gleichzeitig hat man mit Moses erreicht, den Entwicklungsaufwand für neue Systeme zu minimieren.
Dies wird durch gesteigerte Wiederverwendbarkeit von Programmcode - von dem man weiß, dass er funktioniert - erreicht. Dies ist trotz der großen Varietät bei den Warpkerntypen mit Hilfe von Templates (Vorlagen) und Profiles (Wunschprofile) möglich geworden.
Warpkern-Betriebssoftware ist heutzutage soweit standardisiert, dass Systemfehler aufgrund der andauernden Überprüfung und Weiterentwicklung sehr unwahrscheinlich geworden sind. Auf den Vorschlag eines bedeutenden Ingenieurs hin werden außerdem generell alle aufgetretenen Bugs, Laufzeitfehler und Programmversionen von Moses zentral gesammelt und ausgewertet. Inzwischen ist die Entwicklung so weit, dass für die Core-Engine Preise für das Finden von Fehlern ausgeschrieben sind.
(Durch den Erfolg dieses Programmes wird übrigens derzeit überlegt, ähnliche Software-Entwicklungs-Modelle auch bei anderen Komponenten der Starfleet-Raumschiffe einzusetzen.)
Der einzige Nachteil des Systems ist, dass es neuen Erfindungen und Technologien im Antriebsbereich - wie z.B. den Transwarp-Antrieb - den Durchbruch schwerer macht, da deren Sicherheitslevel weit unter dem Niveau der gängigen Technologie liegt.
Trotzdem: Der Warpkern ist so ausgelegt, dass er sich automatisch abschalten kann, falls es im Inneren zu einer Fehlfunktion kommt, wobei vor allem ein "Querschläger" gefürchtet sind. Diese Abschaltautomatik wird durch eine Reihe an zusätzlichen magnetischen Konstriktorspulen realisiert, die mit den Reaktant-Injektoren sowie der Antimaterie-Quelle verbunden sind. Zeigen die Sensoren einen Querschläger an (ist also der Antimaterie-Strahl nicht mehr auf den Dilithiumkristall gerichtet), oder tritt eine andere Fehlfunktion auf, kann das System binnen Mikrosekunden einen Notstop einleiten: Reaktant-Injektoren, und Antimaterie-Zuleitung werden deaktiviert und die Konstriktoren werden aktiviert. Dies führt zwar zu einem Abbruch der M/AM-Reaktion und erhöht damit in letzter Konsequenz die Wahrscheinlichkeit eines unkontrollierten Zusammenbruchs des Warpfelds, aber dies wird mit seinen Folgeeffekten (wie: niedrige TDF-Kompensation, hoher Stress für das SIF und die Schiffsstruktur) als ungefährlicher erachtet als eine unkontrollierte Antimateriereaktion im Kern.
Nach der Abschaltung ist es in speziellen Gefahrenfällen möglich und nötig, den Warpkern entsprechend der bereits aufgeführten Prozedur auszustoßen, im allgemeinen jedoch wird die Standard-Ablassprozedur der Reaktanten im Kern über das Flush-System vorgezogen - und meistens auch ausreichend sein -, um daraufhin den Kern einer genaueren Analyse zu unterziehen.
Das erste in 2.2 genannte Problem der EPS-Leitungen wird dadurch gelöst, dass die EPS-Leitungen mit magnetischen Feldspulen ausgerüstet sind, deren Feld den Plasmastrom einengt, so dass es zu keinerlei Kontakt zwischen Plasma und Materie anderer Aggregatzustände kommt. Das zweite geschilderte Problem stellt die eigentliche Gefahr dar, tritt aber nur bei Lecks des Leitungssystems auf.
Die EP-Systeme als Leitungssysteme mit (im Verhältnis zum Energiegehalt von Antimaterie) mittlerer energetischer Kapazität enthalten Spulen mit keinem ganz so großen Sicherheitsstandard wie die Antimaterie-Leitungen. Dafür aber verfügen sie über eine erheblich größere Zahl an potenziellen Konstriktorspulen, da auch im Standardbetrieb die Leistungsanforderungen der USS Pegasus schwankend sind. Diese Spulen sind dazu in der Lage, den Plasmastrom zu drosseln oder auch ganz zu unterbinden - auf letztere Eigenschaft ist das Sicherheitssystem des Energienetzes angewiesen. Kommt es irgendwo auf dem Schiff zu einem Plasma-Leck, so können über interne Sensoren binnen weniger Sekunden Ort und Größe feststellen und Notmaßnahmen einleiten. Dazu zählt als erstes das Abschalten des entsprechenden Leitungssegmentes. Durch die Partitionierung des Netzes kann so erreicht werden, dass faktisch kaum Elektroplasma bereitsteht, um Personal oder Technik in Mitleidenschaft zu ziehen.
Wenn hingegen auch die Konstriktoren ausfallen, oder gar die Konstriktoren einer ganzen Schiffssektion (bis hin zu denen des ganzen Schiffs), dann greift die zweite Notmaßnahme: Die kurzzeitige Entlüftung des betroffenen Teils des EP-Systems. Dabei wird - nach der Computersuche einer geeigneten Isolierungsstelle im Netz und dem magnetischen Schließen der Leitung an dieser Stelle - der gesamte Inhalt des betroffenen Leitungsabschnitt ins All abgelassen.
Sind Sensoren und/oder Computersystem völlig ohne Energie, dann haben sich sowieso längst die primären Komponenten der EPS-Verteilung auf interne Automatik umgestellt ("Layer 1", auch wenn man aufgrund der in diesem Betriebszustand fehlenden Verfügbarkeit von EPS-Energie eher von "primäre Energiedistribution deaktiviert" sprechen sollte) und den Inhalt des gesamten EP-Systems ins Weltall entlüftet - oder dies dürfte in genau diesem Moment veranlasst werden.
Die geschilderten Sicherheitsvorkehrungen stellen sicher, dass die Wahrscheinlichkeit für die Crew, dem Plasma ausgesetzt zu werden, minimal sind. Sollte es doch irgendwo zur Freisetzung von Elektroplasma kommen, ist das Personal angewiesen, den entsprechenden Bereich zügig zu verlassen. Da das EP-System darauf optimiert ist, mit geringen Mengen an Plasma zurechtzukommen, das dafür umso schneller zirkuliert, ist die tatsächliche Gefahr, die das Plasma darstellt, sehr gering, da dieses sich allein durch die Wechselwirkung mit der Luft binnen Sekunden abkühlt.
Eine Ausnahme gilt hier zwar für die im Gegensatz zu ihren kleinen Brüdern ganze 1 Meter dicken Hochenergie-Plasmaleitungen, die zu den Warpgondeln führen, dafür sind die Stellen, an denen diese Leitungen der Crew gefährlich werden könnten, auf Deck 12 (Gondel-Ansatzpunkt) und 13 (Maschinendeck) begrenzt.
Diese Leitungen haben aufgrund ihrer Wichtigkeit sowieso zusätzliche Sicherheitsvorkehrungen: Erstens sind die felderzeugenden Spulen sind doppelt redundant ausgeführt, zweitens ist die Flush-Rate im Notfall (Systemstatus "sofortige Entlüftung") durch den Einsatz breiter Lüftungsschlitze an den Warppylon-Oberseiten so hoch, dass das gesamte Hochenergieplasmasystem des Antriebs binnen weniger Sekunden entlüftet werden kann.
Wie in Kapitel ??? ausgeführt, sieht das Energieverteilungsschema vor, dass die Primärleistung für alle mittel- bis niederenergetischen Systeme (als hochenergetisches System zählt als einziger der Warpantrieb) allein von den Impulsantriebs-Fusionsreaktoren gedeckt wird. Diese sind im normalen Systemzustand mehr als in der Lage, die benötigte Leistung bereitzustellen - theoretisch würde sogar einer der beiden Reaktoren dafür ausreichen, auch wenn in diesem Fall die Impulsgeschwindigkeit begrenzt wäre.
Ebenfalls aus Kapitel ??? geht hervor, dass als Reservesystem die Fusionsreaktoren des RCS vorgesehen sind: Fällt einer der Fusionsreaktoren aus, springt das RCS ein, fallen sogar beide Fusionsreaktoren aus, sind zwei der insgesamt sechs RCS-Fusionsreaktoren als Hilfsgeneratoren für das Aufrechterhalten des Leistungspegels des Schiffes ausreichend, bis die Impulsantriebs-Fusionsreaktoren ausgetauscht wurden (für diesen Zweck befinden sich stets zwei Reservereaktorkammern an Bord).
Um in den kurzen Zwischenphasen - der Zeit, in der die Reaktoren einen Selbsttest durchführen, anlaufen, und einen konstanten Leistungsoutput erreicht haben - über genügend Energie zu verfügen (denn einige Systeme sind sehr sensibel, was einen plötzlichen Eingangs-Leistungsabfall angeht), ist das EP-System so ausgelegt, dass es stets mehr Energie enthält, als von den Systemen benötigt wird. Die überschüssige Energie geht während eines Umlaufzyklus dabei teilweise in thermische oder Strahlungsenergie über und ist verloren, größtenteils jedoch wird sie einfach in den nächsten Zyklus wieder mit eingespeist.
Auf diese Art und Weise ist auch bei plötzlichem Leistungsabfall bei den energiebereitstellenden Systemen ein Puffer vorhanden, der die von den Schiffssystemen benötigte Energie bereitstellt, bis entweder Reserve-Erzeugungs-Kapazitäten zur Verfügung stehen oder, wenn ein weiterer Zusammenbruch der Erzeugerkapazität zu erwarten ist, sensible Geräte kontrolliert herunterzufahren.
Sollten schließlich auch die RCS-Reaktoren wider aller Erwartung ausfallen - oder der Deuteriumvorrat zur Neige gehen, ohne dass rechtzeitig für Ersatz gesorgt werden kann -, und kann auch vom Warpkern keine Energie geliefert werden (s.w.u.), greifen folgende Sicherungssysteme:
Die genannten Kaltstart-Initiator-Batterien umfassen dabei eine Reihe von speziellen chemischen Substanzen, die eine große Energiedichte bei ihrer Benutzung als elektrischem Batterie-Energieträgerstoff haben. Diese sind notwendig, um später genügend Energie zur Verfügung zu haben, um die Fusionsreaktoren, die, wenn sie einmal abgeschaltet sind, sehr viel Startenergie benötigen, wieder in Betrieb nehmen zu können.
Die Reserve-Stromerzeugung umfasst eine Reihe von gleichmäßig über das Schiff verteilten Brennstoffzellen mit vor Ort befindlichen separierten Wasserstoff-Sauerstoff-Tanks, Reservebatterien und Verteilersystemen für elektrische Energie.
Die für die Brennstoffzellen benötigten Energieträger (H2, O2) stehen ständig bereit und werden nach Notsituationen, in denen sie (teilweise) verbraucht wurden, stets als erstes wieder durch Umkehrung der Reaktion in den Brennstoffzellen hergestellt. Die Reservebatterien werden ebenfalls stets im höchsten Ladezustand gehalten und regelmäßig auf ihre hunderprozentige Verfügbarkeit überprüft.
Im "Systemzustand blau" (nicht zu verwechseln mit "Alarm Blau", der für den Fall der Abtrennung der Untertassensektion ausgelöst wird) schließlich stehen nur die o.g. Energiequellen zur Verfügung: Die Brennstoffzellen liefern bei weiterhin normalem Energieverbrauch der noch verbliebenen Systeme (Hauptcomputer, Deflektor, Schilde, RCS, Impulsantrieb, TDF, SIF, Waffen, Hochenergiesensoren, Replikatoren, interne Kraftfelder sowie auf der USS Pegasus auch das VR-Deck sind entweder nur mit EPS-Energie betreibbar, oder haben einen so großen Leistungsbedarf, dass die Reserve-Stromerzeugung diesen niemals decken könnte) wie Lebenserhaltung, Kommunikation, niederenergetische (v.a. passive) Sensoren und künstliche Schwerkraft für ca. einen halben Monat Energie, bei minimiertem Energiebedarf sogar zwei Monate. Rechnet man die mit den Reservebatterien überbrückbare Zeit hinzu und die Dauer, die die Crew in den Rettungskapseln überleben kann, kommt man auf insgesamt etwa viereinhalb Monate, die sie ohne jegliche Hilfe von außen in diesem Betriebsmodus noch überleben kann.
Wie bereits geschrieben, handelt es sich hier um Worst Case-Szenarien: Natürlich kann ein Schiff ohne Antrieb nur im Raum treiben, natürlich ist es verwundbar gegenüber jeder Art von Feindfeuer und schnell fliegendem Weltraumschrott (wobei sich dieser schon sehr schnell bewegen müsste, um mehr als einen Kratzer auf der Schiffshülle zu erzeugen), aber zumindest sind die "Layer 1"-Funktionen, sprich, die Funktionen, die für das pure Überleben der Crew notwendig sind, für diesen Zeitraum noch voll einsatzfähig.
Damit es allerdings niemals dazu kommt, existiert noch ein spezieller Betriebsmodus: Es wäre - salopp formuliert - der größte Unsinn, wenn aufgrund fehlender Kompatibilität der Energiesysteme sich das Schiff nur im Systemzustand blau befinden könnte, obwohl es noch volle Antimaterietanks, und damit einen bei Nicht-Nutzung des Warptriebwerks quasi unendlich großen (gemessen an der Energiemenge, die es für Standardoperationen ohne Warpkapabilität benötigt) Energievorrat hätte.
Um beim Ausfall aller sonstigen energiebereitstellenden Systeme - aus welchen Gründen auch immer - die Energie des Warpkerns nutzen zu können, wurden die primären Hochenergie-EPS-Leitungen so konstruiert, dass sie bei geringem Energieoutput des Warpkerns auch das EPS-Netz beschicken können. Dieses Umlenken von Elektroplasma würde sich bei der von der Yverdon-Klasse verwendeten neuen Warpgondelkonfiguration als störend für den überlichtschnellen Antrieb erweisen (noch - derzeit wird ein System erprobt, das das Aufsplitten des Plasmastroms ohne Beeinflussung des Warpfelds möglich macht, so wie es bei den Constitution-Klasse-Raumschiffen auch möglich war), weshalb es nicht während eines Warpfluges eingesetzt werden kann, dafür bietet es beim Ausfall der anderen Energiequellen an Bord eine zusätzliche Option, den Systemzustand blau verhindern zu können. Damit das vom Warpkern erzeugte Hochenergieplasma für das Standard-EP-System geeignet ist, muss es lediglich noch durch einen Konverter geleitet werden, der auf Deck 12 lokalisiert und auf die effiziente Umsetzung der beiden vom Warpkern geschickten Plasmaströme (eigentlich für die rechte und die linke Gondel bestimmt) eingestellt ist.
"Selbst bei Ausfall eines Computerkerns ist das Schiff nach wie vor voll einsatzfähig." Diese Aussage hört oder liest man oft bei DualCore-Konzeptionen im Starfleet-IT-Bereich, und ist eines der Hauptargumente für die Konstruktion von Schiffen mit zwei (oder, wie immer mal wieder diskutiert wird, sogar mit drei) Kernen. Diese Aussage verschweigt aber eine noch viel wichtigere Tatsache: Selbst mit nur einem Segment eines Kerns funktioniert "das Schiff" noch. Zwar sind die Bibliotheksfunktionen auf ein Minimum reduziert, es verringern sich die Geschwindigkeit der meisten Anfragen, und vor allem werden keine privaten rechenintensiven Tasks mehr vom System angenommen, aber zu Kommandofunktionen und Standardoperationen wie Flight Control ist das Schiff nach wie vor fähig.
Anders als beim Lebenserhaltungssystem ist beim Computersystem aufgrund der hochgradigen Vernetzung ein Redundant-Layer-Model nur schwer zu realisieren. Einen Anfang machen die Computerkerne - das gerade genannte Szenario, dass das Schiff mit nur einem Kern oder gar einem Kernsegment nicht nur notdürftig in die Werft geschleppt werden, sondern dass es mit fast vollständiger Kommandofunktionalität ohne externe Hilfe einfliegen kann, ist das beste Beispiel dafür -, weiter geht es bei zahlreichen Subsystemen. Die über das Schiff verteilte Rechenkapazität, zählt man alle der neuen isolinearen Chips und Rechenknoten zusammen, kommt gut noch einmal an die Rechenleistung von ein oder zwei Segmenten heran (sieht man von der Tatsache ab, auf Subraum-Rechenoptimierungen und die lokale Kopie der Starfleet station independent library, die ausschließlich im Langzeitpseicher der Computerkerne genügend Platz hat, verzichten zu müssen).
Desweiteren sind die Datenleitungen redundant ausgeführt, fast jedes Terminal besitzt mindestens zwei Zugangswege. Hier spiegelt sich die Philosophie der IT-Abteilungen der Starfleet, denn auch das interstellare Kommunikationsnetzwerk folgt dem multirouting-Designansatz. Desweiteren ist es noch möglich, per FF (Funkfrequenzen) Daten zu übertragen, wenn auch mit wesentlich geringerer Geschwindigkeit als per duotronischen oder gar der neuen ODN-Verbindungen.
Das Layer-Prinzip ist auf die zwei oberen Layer begrenzt. Erstens aus dem einfachen Grund, dass die Bordcomputer nicht ohne erhebliche Mengen Energie auskommen, also grundsätzlich nicht autark sein können, außer man verbaut überproportional viele Notstrom-Einheiten. Zweitens, weil die Computer-Arten, von denen hier die Rede ist, vernetzt sein müssen, um Sinn zu machen, was ebenfalls dem Autarkie-Prinzip zuwider laufen würde. Die Computer-Arten, die nicht vernetzt sind - z.B. die, die ein Gerät der Wasserversorgung auf korrekte Funktion hin kontrollieren - sind bereits Bestandteil von Layer eins, es macht also keinen Sinn, sie hier noch einmal extra zu erwähnen.
Im zweiten Layer, dem "normalen" Systemzustand, ist die "normale" Software und Hardware, die benötigt wird, um das Raumschiff reibungslos und effizient funktionieren zu lassen, aktiv und vollführt seine Aufgaben gemäß dem Protokoll.
Der dritte Layer ist der wohl interessantere: Dieser stellt ein vollständiges Self-Diagnostic-Toolkit zur Verfügung, das dazu dient, ohne menschliches Eingreifen den Fehler aus einer Palette von bekannten Fehlern zu finden und zu eliminieren. Darüberhinaus sind KI-Routinen in der Erprobung, die auch, v.a. durch geeignet angelegte Trial-and-Error-Prinzipien neue Fehlerquellen zu erschließen und, wenn sie sie schon nicht zu eliminieren vermögen, dann wenigstens dem Technikerteam anzuzeigen.
Desweiteren bietet dieser Layer Ersatz-Software-Routinen an - Notprotokolle, die z.B. beim Ausfall eines Lebenserhaltungs-Wartungsprogrammes die wartungsbedürftigen Systeme abschalten, Hardware, die für die Diagnoseprogramme benötigt wurde, kontrolliert herunterfahren, oder aber, um die volle Einsatzbereitschaft zumindest der Systeme aufrechtzuerhalten, die vom Ausfall nur indirekt betroffen sind, Energie automatisch umleiten.
Dank der immensen Bemühungen der Forschungsinstitute der Starfleet, die neue reaktionsschwache Synthesematerialien und Nano-Simulationen von chemischen Reaktionen ermöglicht, wird die notwendige Menge an chemisch-toxischen Substanzen an Bord von Raumschiffen und -stationen der Starfleet jährlich kleiner. Außerdem dazu beitragen tut die zunehmende Zahl an Substitionsstoffen für gesundheitsschädliche/gefährliche in technischen Anlagen von Raumfahrzeugen eingesetzte industrielle Produkte, die beim erstmaligen Wissensaustausch bei Kontakten mit bisher unbekannten raumfahrenden Völkern in den Fokus des Interesses der Wissenschaftler geraten.
An der Antimaterie führt trotzdem kein Weg vorbei, ist sie doch bisher die einzige Substanz, die eine für interstellare Reisen mit ÜLG geeignete Energiedichte hat.
Heutzutage sind ca. 0.03% (Massenprozent) des Schiffsinventars Gefahrgüter, d.h. radioaktive, explosive, hochbrennbare oder toxische Stoffe (Kraftstoffe wie Antimaterie und das Deuterium ausgenommen), gegenüber 0.5% vor 20 Jahren. Dementsprechend reduziert hat sich der interstellare Handel auf Föderationsgebiet mit solchen Stoffen. Auch heute allerdings muss noch von einem Capital ship, das primär für Diplomatie und Erforschung eingesetzt wird, eine Menge von durchschnittlich 100 Tonnen Gefahrgut pro Jahr transportiert werden - entweder, weil die Zielregion zu abgelegen bzw. die Reiseroute zu unsicher ist, um einen Standard-Frachter einzusetzen, oder weil Produktionsort und Ziel sowieso in seinem Missionsplan enthalten sind.
Während die Gefahrgüter in den Systemen selbst inzwischen recht gut abgesichert (Ablassen von Gasen ins All bei einem Brand, Prävention von Schäden und Exposition der Crew, doppelte Ummantelungen der Behälter, etc.) sind, ist dies bei Frachtgütern nicht immer möglich. Um die Gefahren zu minimieren und Störfälle dennoch handhabbar zu machen, wurde bei der Yverdon-Klasse ein speziell ausgestatteter Frachtraum eingerichtet, der notfalls völlig vom restlichen Schiff isoliert werden kann. Vor allem ist es möglich seinen Inhalt im Havariefall ohne Probleme komplett in den Weltraum abzulassen, sofern dies für die transportierten Substanzen erlaubt ist. Beim Transport von verschiedenen Stoffen auf einem Flug, d.h. bei der Yverdon-Klasse zwangsläufig zusammen in diesem einen Raum, gilt darüberhinaus: Wenn die Substanzen miteinander reagieren können, ist die physische Trennung Vorschrift (etwa, indem man den Frachtraum mittels der bereits vorhandenen Trennwände partitioniert), d.h., nur ein Kraftfeld zu installieren, würde nicht den Sicherheitsbestimmungen genügen.
Der Zutritt zu diesem Raum ist nur eingewiesenem Personal gestattet.
Antimaterie kommt handelsüblich in speziell dafür hergestellten Behältern, den sogenannten ACPs (antimatter carrying pods), oder auch nur Pods. Die Lehren, die man aus einigen Unfällen in der (allerdings schon weiter zurückliegenden, das muss man der heutigen Sicherheitstechnik zugute halten) Vergangenheit, haben dazu geführt, dass die Pods ihre Tankstutzen nur in den eigens dafür hergestellten und zertifizierten Befüllungs- und Entnahmeeinheiten öffnen, anderenfalls kommt man ohne Anwendung von Gewalt nicht an ihren Inhalt heran.
Die Pods aller Größen (von handgroßen Laboreinheiten über fassgroße Exemplare bis hin zu den in Raumschiffen verwandten 4 * 4 * 8 m³ messenden Ungetümen) werden in den Starfleet Energy Technology Labs ständig weiteren Tests unterzogen und weiterentwickelt, um weitere Sicherheitsmängel zu entdecken und auszumerzen. So muss ein Pod etwa der Stärke eines Zusammenstoßes mit einem anderen Pod oder Bauteil unbeschadet überstehen, die dem Aufprall eines frei beweglichen auf einen im Schiff befestigten Körper beim Standard-Impulsmanöver "Vollstopp (ausgehend von vollem Impuls)" entspricht, und dies mit um 500 Millisekunden (statt normal 300 ms) verzögertem TDF-Effekt. Produziert werden sie zentral in den Monolith Assemblies im Sol-System.
Abgesehen von den ganz kleinen Einheiten, die nur Laborproben enthalten und kaum Schaden anrichten können, verfügen sie über folgende Sicherheitsvorkehrungen: Magnetfelder halten die Antimaterie an ihrem Platz und sorgen für eine so geringe Leckrate (hervorgerufen durch den quantenmechanischen Tunneleffekt), dass sie kaum messbar ist. Diese Felder, im Fachjargon auch als "Eindämmung" bezeichnet, werden von einem internen SSG (self-servicing generator) mit Energie versorgt, die aus einer schwachen kontrollierten Reaktion von Materie mit der Antimaterie aus dem Pod selbst stammt. Die Materie für diese Reaktion wird von einem kleinen Tank bereitgestellt, der die Reaktion solange mit Materie beschicken kann, dass ein im All ausgeworfenes voll gefülltes Pod theoretisch nach erst 100 Jahren seine Eindämmung verliert. Desweiteren ist eine Reserveschleife und ein Ersatzgenerator eingebaut (diese Bauteile haben heute dank der Miniaturisierung eine Größe von 1 dm³ erreicht, man könnte in eines der großen Pods also theoretisch auch noch mehr Generatoren integrieren), erstere liefert für eine Stunde Energie, genug Zeit, um das Pod entweder zu reparieren oder abzuwerfen. Desweiteren besteht die Möglichkeit, die Felder extern mit Energie zu versorgen, also zumindest, solange das Pod sich im Schiff befindet.
Dennoch: Ein Pod in diesem Zustand - "befüllt, Felder konstant" - wird, der Kerntechniktradition aus dem Nuklearzeitalter entsprechend, als "kritisch" bezeichnet - und, im Gegensatz zu den Kernreaktoren der damaligen Zeit auch als solches betrachtet: Als ein Bauteil, das beim Versagen das gesamte Schiff, und, wenn Antimaterie bei dessen Explosion durch den Raum geschleudert wird, auch noch seine Umgebung zerstören wird, also als "Super-GAU"-fähiges Bauteil, in der Terminologie der Presse des Nuklearzeitalters. "Unterkritisch", nennt man die Situation, in der die Antimaterie aufgebraucht ist, und "überkritisch", in der das Magnetfeld kurz vorm Zerfall ist, sich aber noch Antimaterie im Pod befindet.
Neben dem Energiegenerator ist natürlich auch die Feldspule des Pods von immanenter Bedeutung. Da die Spulen der entsprechenden Bauart aber aus trotz ihrer Supraleitfähigkeit hochflexiblen Materialien bestehen, die nur sehr selten brechen, und auch die sonstigen felderzeugenden Komponenten sehr robust sind, reicht es aus, diese doppelt auszuführen, und das Pod im Falle des Ausfalls einer Spuleneinheit, nachdem die darin enthaltene Antimaterie auf die anderen Pods übertragen wurde (zumindest soweit möglich), sofort abzuwerfen.
Die Energy Technology Labs haben errechnet, dass dieses Ereignis in den ersten drei Betriebsjahren eines Standard-Schiffs-Pods, nach denen der Behälter normalerweise generalüberholt wird und die supraleitenden Komponenten bei Ermüdungserscheinungen ersetzt werden, mit einer Wahrscheinlichkeit von theoretisch 1 : 700 000 auf. Praktische Erfahrungen liegen nur für die vergleichbaren älteren Behältertypen vor: Bei diesen lag die in den letzten 40 Jahren empirisch ermittelte Ausfallrate einer Spule bei ca. 1 : 540 000, wobei nur in einigen wenigen Fällen ein Schiff tatsächlich wegen einer ausgefallenen Spuleneinheit beschädigt wurde. In den meisten dieser Fälle war noch dazu menschliches Fehlverhalten der eigentliche Grund für die Beschädigung des Schiffes.
Wie bei der Lebenserhaltung folgt man beim internen System eines Pods auch einem Redundant-Layer-Model, d.h. dessen Kernkomponenten sind von der Umgebung völlig autark. Es ist also technisch völlig unmöglich, das Pod von außen anzuweisen, sein Eindämmungsfeld zusammenbrechen zu lassen. Hier drängt sich die Frage auf, wie dann die primäre Selbstzerstörung des Schiffes funktioniert. Dazu wird die Hülle des Pods mit einem speziell dafür entwickelten Phaserschneider, der nur auf die Selbstzerstörungs-Befehlssequenz hin aktiviert wird, aufgebrochen, und die Feldspule zerstört, was einen sofortigen Feldzusammenbruch (und aufgrund der in den Spulen noch gespeicherten Energie eine Prä-Primärexplosion) und damit die Freisetzung der Antimaterie zur Folge hat.
Die eingelagerte Antimaterie sowie der Antimaterie-Generator der Yverdon-Klasse liegt, wie bei den meisten Raumschiffen, auf den untersten Decks - hier: 17 und 18. Auch hier ist der Zutritt zu den Räumlichkeiten der AM-Lagerung nur eingewiesenem Personal gestattet, er ist auch nur selten nötig, da die Geräte in diesem Bereich sich weitestgehend selbst warten.
"Schild- und Waffenkontrolle, Selbstzerstörung, aber auch die Speicherung von und der Zugriff auf Daten, die als geheim oder vertrauenswürdig eingestuft wurden, anzusehen. ...
sind das Antriebssystem und die Shuttle-Start- und -Landeprozeduren vor unbefugten Aktionen zu bewahren."
Nach den sicherheitstechnischen Vorüberlegungen folgen nun die Abschnitte über die im System verwandten technischen Geräte, deren Lokalisierung und in Einzelfällen deren Arbeitsweise, sofern sich diese von der Standard-Konfiguration, wie sie im ersten Band der Dokumentationsserie "Technical documentation of capital ships" beschrieben sind, unterscheiden.
...
Auf der Pegasus werden für die Systeme bei normalem Operationszustand folgende Anteile der bereitgestellten Energie genutzt:
20% Computer
? ...
? ...
Die bordeigene Hardware umfasst neben den ca. (???Zahl) nach Bedarf verbauten neuen isolinearen Chips und (???größere Zahl) m optischen Datennetzfasern vor allem (???nochgrößereZahl) km duotronischen Primärdatenleitungen, zwei der bekannten M56-3.7-Revision 4-Computerkerne sowie ??? Primär- und ??? Sekundärrechenknoten.
Zur großen Zufriedenheit der Entwickler, der Starfleet Multitronics Assembly im ???-System, haben die bisher in Schiffen der Yverdon-Class verbauten Segmente der Standard-MK56-Computerkerne eine statistische Zeitverfügbarkeit von 99%. Selbst wenn man die Shutdowns einzelner Segmente für geplante Wartungen mit einrechnet, bleibt so immer noch eine Zeitverfügbarkeit von etwa 98% - von 365 Tagen im Jahr ist ein Segment also nur ca. 7 Tage offline, davon 4 ungeplant. Dazu kommt die Tatsache, dass im Gegensatz zu kleineren Raumschiffen im Fall der Yverdon-Klasse zwischen 10 und 12 Segmente pro Kern verbaut sind (2 Etagen, maximal 6 Segmente pro Etage), und der Ausfall von nur ein paar Segmenten den Kern nicht lahmlegt, sondern schlimmstenfalls die LCARS-Bibliotheksfunktionen einschränken.
Mit zu dieser großen Verfügbarkeit bei trägt die Wartungsfreundlichkeit der aktuellen Revision der Hardware, die auf einem Standard-ARGUS-M5-Bussystem aufbaut. Zwar schränkt dieses inzwischen etwas betagte Bussystem die Geschwindigkeit des Datenverkehrs und die Kompatibilität mit neuesten Entwicklungen etwas ein, dafür hat es sich aber aufgrund seiner distributed-computing-Bauweise als sehr störungsresistent und robust erwiesen.
Das jüngst gegründete Daystrom-Institut auf ??? hat mit der Entwicklung der isolinearen Chips darüberhinaus einen Beitrag geleistet, um einigen der Systeme der USS Pegaus zu einer Effizienzsteigerung von über 100% zu verhelfen - den Systemen nämlich, die unter der Fahne des ITS-Programm (Isolinear Technology Subsidy) mit isolinearen Chips aufgewertet werden. Zwar geht noch ein gewisser Teil der Effizienzsteigerung wegen des betagten Bussystems verloren, aber dieses Problem wird spätestens bei einer Aufrüstung aller übrigen Computer-Komponenten mit den neuen optischen Technologien gelöst.
Die zwei primären Phaserbänke der USS Pegasus befinden sich auf Deck 2 bzw. Deck 7. Drei weitere sekundäre, weniger leistungsstarke Phaserbänke zur Abdeckung wichtiger Raumwinkelbereiche vor allem um die Maschinenraumsektion herum befinden sich auf den Decks 13, 16 und 18. Verwendet werden Phaser vom Typ X - ??? usw. usf..
Für Kämpfe bei Warpgeschwindigkeit sind drei Photonentorpedostarter auf dem Schiff installiert, alle auf Deck 11. Das Torpedo- und Sondenlager befindet sich auf den Decks 09 bis 11 und fasst bis zu 400 Objekte der Photonentorpedo-Normgröße. Standardbestückung der USS Pegasus sind 300 Photonentorpedos und 100 Standardsonden verschiedener Typen, die über einen der beiden vorderen oder den hinteren Torpedostarter abgeschossen werden können.
Die Hüllenpanzerung der USS Pegasus besteht aus üblichem Ablativmaterial. Lediglich sehr sensible Bereiche sind mit einer zusätzlichen Rodinium-Armierung ausgestattet. Bevor diese zwei Barrieren Bedeutung bekommen, bieten in erster Linie die bekannten energetischen Standardschilde Schutz vor feindlichen Übergriffen.
Brückenverbindungen, Bibliotheksfunktionen
Flugmanöver
Taktische Manöver
World units:Meter-Ratio für 3D-Modell:
1.5 wu : 1 m (stimmt nicht mehr ganz, oder? Sind nun 1.36363636... wu : 1 m)
Pixel:Meter-Ratio für 800x600 Orthographic Projection Cam with 87 deg FOV:
0.28 m : 1 px
Saucer [m²]
| 01 | 79.0 |
| 02 | 315.8 |
| 03 | 624.4 |
| 04 | 1642.4 |
| 05 | 15393.8 |
| 06 | 15393.8 |
| 07 | 347.4 |
| Sum | 33796.6 |
Engine section [m²]
| 07 | 229.6 |
| 08 | 217.4 |
| 09 | 206.5 |
| 10 | 194.4 |
| 11 | 182.2 |
| 12 | 202.9 |
| 13 | 688.8 |
| 14 | 1562.2 |
| 15 | 2025.1 |
| 16 | 1689.8 |
| 17 | 1118.8 |
| 18 | 144.6 |
| Sum | 8462.2 |
| All | 42258.9 |
| Deck 01 | Brücke |
| Deck 02 | Besprechungsraum |
| Primäre Phaserbänke (Untertassensektion, Oberseite) | |
| Sensorkontrollräume Oberseite | |
| 4 Rettungskapseln | |
| Deck 03 | Botanischer Garten Ebene 2 (nicht begehbar) |
| 2 Transporterräume | |
| VIP-Lounge | |
| Transporterräume 1 und 2 | |
| Deck 04 | Botanischer Garten Ebene 1 (begehbar) |
| Offiziersquartiere I | |
| Büros | |
| Küche, Bar, Schiffs-Bistro & -Cafe | |
| Rec Deck | |
| Hörsääle Ebene 2 | |
| 6 Rettungskapseln | |
| Deck 05 | Turboliftdepots (verschiedene Stellen) |
| Impulsantrieb Ebene 2 | |
| RCS | |
| Untertassendeflektor Ebene 2 | |
| Sensorkontrollräume vorne | |
| Holodecks Ebene 2 | |
| Computerkerne Ebene 2 | |
| 12 ScienceLab Slots | |
| Luftschleusen | |
| Offiziersquartiere II | |
| VIP-Quartiere ("VIP staterooms") | |
| Mannschaftsquartiere | |
| Hörsääle Ebene 1 | |
| Seminarräume | |
| Konferenzräume | |
| Büros | |
| Holodeck-Kontrollraum und Turbolift-Wartungsareal | |
| Sensorkontrollräume seitlich | |
| Sensorkontrollräume hinten | |
| Transporterraum 3 | |
| 6 große Frachträume Ebene 2 | |
| 58 Rettungskapseln | |
| Deck 06 | Krankenstation, Friseursalon |
| Impulsantrieb Ebene 1 | |
| RCS | |
| Untertassendeflektor Ebene 1 | |
| Sensorkontrollräume vorne | |
| Holodecks Ebene 1 | |
| Computerkerne Ebene 1 | |
| 12 ScienceLab Slots | |
| Offiziersquartiere II | |
| VIP-Quartiere ("VIP staterooms") | |
| Mannschaftsquartiere | |
| Büros | |
| Wasserreinigungs- und Aufbereitungsanlage (WCF, water cleaning facility) | |
| Textilreinigung (TCF, textile cleaning facility) | |
| Müllverwertung (GRF, garbage recycling facility) | |
| Sensorkontrollräume seitlich | |
| Sensorkontrollräume hinten | |
| Transporterräume 4 und 5 | |
| 6 große Frachträume Ebene 1 | |
| 4 kleine Frachträume | |
| 48 Rettungskapseln | |
| 4 erweiterte Rettungskapseln (mit medizinischen Vorräten) | |
| Deck 07 - Untertassensektion: | Technische Aggregate |
| Primäre Phaserbänke (Untertassensektion, Unterseite) | |
| Sensorkontrollräume Unterseite | |
| Deck 07 - Maschinensektion: | Andockklammern und -Verbindungen |
| Deck 08 | Frachtraum für Gefahrgut |
| Luftschleuse | |
| Deck 09 | Materie-Reaktant-Injektor |
| Sonden- und Torpedolager Ebene 3 | |
| Deck 10 | Sonden- und Torpedolager Ebene 2 |
| Deck 11 | Sonden- und Torpedolager Ebene 1 |
| Photonentorpedostarter | |
| Deck 12 | Hauptdeuteriumtank Maschinensektion |
| Sensorkontrollraum dorsal | |
| Frachtliftdepot | |
| HEWPC (high energy warp plasma conduits, Hochenergie-Warpplasmaleitungen) | |
| Deck 13 | Hauptdeflektor Ebene 5 |
| Sensorkontrollräume (neben/hinter/am Hauptdeflektor) | |
| Turboliftdepots | |
| Maschinenraum | |
| Sekundäre Phaserbänke (Maschinensektion, Oberseite hinten) | |
| Frachtraum des Maschinenraums Ebene 2 | |
| 6 Rettungskapseln | |
| Deck 14 | Hauptdeflektor Ebene 4 |
| Sensorkontrollräume (neben/hinter/am Hauptdeflektor) | |
| Shuttlerampe Ebene 3 - FlightOps | |
| Sporteinrichtungen Ebene 3 | |
| RCS | |
| Frachtraum des Maschinenraums Ebene 1 | |
| 4 Rettungskapseln | |
| Deck 15 | Hauptdeflektor Ebene 3 |
| Sensorkontrollräume (neben/hinter/am Hauptdeflektor) | |
| Shuttlerampe Ebene 2 - Hauptdeck | |
| Sporteinrichtungen Ebene 2 | |
| RCS | |
| 2 große Frachträume Ebene 2 | |
| Deck 16 | Hauptdeflektor Ebene 2 |
| Sensorkontrollräume (neben/hinter/am Hauptdeflektor) | |
| Sporteinrichtungen Ebene 1 | |
| Shuttlerampe Ebene 1 - Shuttlewartung | |
| Hauptwassertank Maschinensektion | |
| RCS | |
| Sekundäre Phaserbänke (Maschinensektion, Unterseite hinten) | |
| Transporterraum 6 | |
| 2 große Frachträume Ebene 1 | |
| 6 Rettungskapseln | |
| Deck 17 | Hauptdeflektor Ebene 1 |
| Sensorkontrollräume (neben/hinter/am Hauptdeflektor) | |
| Antimaterie-Reaktant-Injektor | |
| Traktorstrahlemitter und -Kontrollraum | |
| Sensorkontrollraum hinten | |
| Sensorkontrollräume ventral | |
| Sekundäre Phaserbänke (Maschinensektion, Unterseite vorne) Ebene 2 | |
| 4 Antimaterie-Lagerbehälter sowie Abwurfeinrichtungen | |
| Frachtareal der unteren Decks | |
| Deck 18 | Warpkern-Ausstoßöffnung |
| Sekundäre Phaserbänke (Maschinensektion, Unterseite vorne) Ebene 2 | |
| Deck 19 | Warpgondel-Kontrollkuppeln |
Außenansicht (exterior)
Schnittdiagramm (cutaway)
Deck-Grundrisse (outlines)
Details:
...
Notizen: