Die Welt im Jahre 2100

Wie leben wir 2100

Immer wieder lese ich auch in Qualitätsmedien Berichte aus der Zukunft, so in der FAZ "Unser Leben im Jahr 2100". Mondflüge als Tourismus, Wasserstoffautos und ähnliches. Ich will in diesem Beitrag meine eigene Sicht auf die Zukunft beschreiben und auf die Grenzen entsprechender Aussagen hinweisen.

Die Menschen

Im Mittelpunkt setze ich zunächst einmal die Menschen. Eine einfache Extrapolation zeigt, die Menschen haben sich in den letzten 1000 Jahren nur wenig geändert. Sie leben gerne zusammen und nehmen gern Kontakt auf. Das wird sich nicht ändern. Ob es allerdings die Großfamilie ist, die Wohngemeinschaft, Wiener Cafes oder Face2b00k bleibt offen. Es gab immer wieder interessante Innovationen, wie man Menschen zusammenbringen kann. Niemand hat vor 85 Jahren, das war 1930! facebook vorhergesagt, obwohl man bereits begann in 1000 Jahren zu denken...

Menschen leben und arbeiten gerne zusammen.

Entscheidender ist die Frage gibt es dann noch Menschen. Die Anzahl wird irgendwo zwischen Null und 20 Milliarden liegen. Die untere Grenze kann aus zwei Gründen eintreten, einmal, wenn eine religiöse Gruppe die Macht über das aktuelle Nuklearwaffenpotential bekommt, oder wenn die Roboter der Zukunft im Menschen keine sinnvolle Spezies sehen. Letzteres beschreibt Nick Bostrom in seinem Buch Superintelligenz. Dort wird sehr plausibel gezeigt, dass die starke künstliche Intelligenz eine sehr konkrete Gefahr für die Menschheit darstellt. Wichtige Menschen, wie Bill Gates (früher Microsoft) und Elon Musk (Tesla) nehmen die Warnung sehr ernst.

Aus meiner Sicht, die tendenziell optimistisch ist, ist es trotzdem unrealistisch, dass die Menschheit sich selbst zerstört. Dies passt nicht in die grundsätzliche Logik des langfristigen Überlebens des Lebens. Insbesondere würde das implizieren, dass es schon frühere Zivilisationen von intelligenten Lebewesen auf der Erde gegeben haben sollte, die sich zerstört haben, das ist offensichtlich nicht der Fall, daher betrachte ich diesen Zweig nicht länger.

Der Einschlag eines Kometen hat das Wachstum dieses Baums beschleunigt.

Die Menschheit wird sich in gewissem Umfang vermehren, der beste Schätzwert ist letztendlich, dass sich die Zahl der Menschen gegenüber heute nicht grundlegend ändert, also etwa 7-8 Milliarden Menschen im Jahr 2100 auf der Erde leben.

Was tun die Menschen

Um zu verstehen, was Menschen gerne tun, ist es immer wieder hilfreich zu sehen, was Menschen tun, die nicht durch materielle Grenzen an der freien Entfaltung behindert sind. Reiche Menschen lieben Luxus, daher werden auf Dauer alle Menschen nach Luxus streben. Welcher Luxus wird das sein?

An erster Stelle Gesundheit!

Der höchste Luxus ist eine sehr gute Gesundheit. Daher werden die Menschen erhebliche Mittel für dieses Ziel ausgeben. Da die medizinische Forschung stetig voranschreitet kann man mit vielen Erfolgen bei der Bekämpfung von Krankheiten rechnen. Zudem wird die bisher unvermeidliche "Krankheit" Alter besiegt werden. Alter ist nur eine kleine Störung des Organismus nach dem Erreichen des Lebensziels "Vermehrung" und setzt daher mit etwa 40 Jahren ein. Eine sehr gute Analyse diese Problems hat Björn Schuhmacher in seinem Buch "Das Geheimnis des menschlichen Alterns" gegeben. Auch andere Autoren, etwa Ray Kurzweil, vermuten, dass sehr langes gesundes Leben in Zukunft normal wird, damit besteht eine erhebliche Chance, dass nicht wenige der Leser noch das Eintreffen der Prognosen erleben werden.

Platz ist wichtig

Menschen lieben große Wohnungen, daher werden die Menschen, soweit es möglich ist, ihre eigenen Räume vergrößern. Das kann auf vielfältige weisen geschehen, etwa die Besiedlung bisher ungenutzter Flächen, sei es Wüsten oder Meeresoberfläche. Zudem kann durch das Errichten von hohen Gebäuden Grundstücksfläche gespart werden und viel Wohnraum geschaffen werden. 

Jährlich werden für eine Million Menschen Hochhäuser gebaut

Das Ausweichen in den Weltraum halte ich für sehr unwahrscheinlich, da dort viele sehr grundlegende Probleme auftreten, insbesondere Strahlung, Lebensmittelversorgung, fehlende Schwerkraft, extremer Energiebedarf zum Erreichen von Umlaufbahnen oder gar anderer Planeten.

Dünn besiedelte Natur lieben die Menschen immer

Natürliche Umgebungen lieben Menschen ebenfalls, daher werden heutige Naturparks eher natürlicher werden, das bedeutet weitgehend dem Einfluss der industriellen Besiedlung entzogen. Der Zugang zu diesen sehr großen Gebieten erfolgt dann durch Verzicht auf bestimmte Bequemlichkeiten, etwa großflächige Hotels, daher beschränkt sich ganz selbstverständlich der Besuch auf wenige Wochen im Jahr. Ein ähnliches Konzept haben bereits heute die Nationalparks in den USA, in denen man fast nur im Zelt oder Wohnmobil leben kann.

Service

Jeder Wohlhabende hat viele Diener, jeder Mensch hat das auch gerne. Bereits heute haben wir viele Diener, eine Spül- und Waschmaschine die unsere Sachen reinigt, eine Bedienung im Restaurant, ein Auto, das uns fast automatisch an jeden Ort bringt. Viele weitere Diener, die Rasen mähen, den Garten pflegen und Putzen, Hilfe beim Kochen und Aufräumen, Unterstützung bei der Lebensplanung, werden hinzukommen. Technisch gibt es hier kaum Grenzen und daher werden alle nützlichen Unterstützungen auch umgesetzt werden. 

Wenn selbst unangenehme Arbeiten vom Roboter übernommen werden.

Die Idee, dass die Altenpflege auch von Robotern erfolgt, will ich aber nicht sehen. Da die Gesundheit auch bei vielen Lebensjahren nicht schlechter werden soll, ist auch eine Pflege, so wie wir sie heute kennen nicht nötig. Ausnahmen mögen die Zeiten nach einem Unfall sein, aber auch Unfälle werden eher sehr selten sein. Letztendlich werden Menschen die Pflege übernehmen, da nur im sozialem Kontakt ein menschliches Leben und Genesen möglich ist.

Mobilität

Wohlhabende Menschen zeigen eine sehr hohe Mobilität. Nicht wenige Menschen verwenden das erste verdiente Geld für Reisen und die Anschaffung eines Autos. Das kann man extrapolieren und sieht dann, dass Menschen gerne 100.000 km im Jahr zurücklegen. Da dies dann von einem Großteil der Menschen genutzt wird, wird der Luftverkehr oder andere Techniken wie Hyperloop, eine Art Rohrpost, die mit Schallgeschwindigkeit Menschen preiswert transportieren kann, zunehmen. 

Der Flugverkehr wächst seit hundert Jahre kontinuierlich.

Alle diese Transportformen laufen aber im wesentlichen innerhalb des Gravitationspotentials der Erde ab, das bedeutet, wir werden nur in Ausnahmefällen in den fernen Weltraum reisen.

Individuelle Mobilität ist gewünscht, daher kann es leicht sein, dass fast jeder ein Flugzeug hat, welcher Art das sein könnte, habe ich in einen anderen Blogbeitrag schon mal betrachtet.

Luftfracht Flugzeug, wird bald jeder eines haben?

Energie

All die faszinierenden neuen Produkte und Möglichkeiten benötigen viel Energie. Es wird wohl die am stärksten belächelte Vorhersage sein, dass wir in Zukunft weniger Energie verbrauchen. richtig ist, wir werden weder Öl noch Kohle verbrauchen, sondern saubere Energiequellen nutzen. 

Naheliegend erscheint heute, dass wir sehr viel Solarenergie nutzen, im Extremfall sogar eine Dyson Sphere bauen. 

Die Energiequelle der Zukunft ist unbekannt

Allerdings sollte man hier warnen, in diesem Artikel geht es nicht um die nächsten 20 Jahre, sondern um die nächsten 85 Jahre. Ich kann mir gut vorstellen, dass völlig neue Energieformen zur Verfügung stehen, etwa die "Kalte Kernfusion". Aus energetischer Sicht gibt es einige Energieformen, die noch nicht genutzt werden. Entscheidend ist daher, welche technologischen Durchbrüche in den nächsten 80 Jahren gemacht werden, die heute eben nicht vorhergesagt werden können.

Künstliche Intelligenz

In den letzten 50 Jahren hat sich die Leistung der Computer immer exponentiell entwickelt. Die Vorhersagen, wie viel Computerleistung für den Aufbau einer künstlichen Intelligenz nötig ist, kann man zwar nicht genau ermitteln, allerdings sollte die notwendige Schwelle weit vor dem Jahr 2100 überschritten werden. 

Werden wir völlig in Computern versinken?

Mit dem Erreichen der künstlichen Intelligenz (KI) wird sich im günstigen Fall, das ist der Fall, dass die Menschheit nicht von dieser KI ausgerottet wird, das Leben erheblich vereinfachen. Da es dann nicht mehr die vielen mühevollen Arbeiten gibt, die man als Physiker oder Wissenschaftler hat, es genügt eine Intuition und das KI System hilft die Idee in eine funktionierende Theorie umzubauen oder den Irrtum zu erkennen. 

Auch alle anderen einfachen aber anstrengenden Entscheidungen, welche Strecke muss ich fahren, wo steht welche Information kann der Computer beantworten. Genaugenommen kann er das schon heute, aber wir trauen uns nicht, das künstliche Intelligenz zu nennen. In Zukunft wird in solchen Bereichen kaum ein Leistungsbeschränkung auftreten.

Zukunft

Wir kennen die Zukunft nicht, aber es macht immer wieder Freude, die eigene Phantasie in die Zukunft zu entführen. Ich hoffe dies ist mir ein wenig gelungen.
Eine Anleitung, eigene Zukunftsvisionen zu entwickeln finden sich in der Praxilogie von Otto Buchegger.

Das Ende des Fluglärm

Eine der schwierigsten politischen Probleme in Gegenden mit Flughäfen ist der Fluglärm. Einerseits ist ein Flughafen eine sehr praktische Sache, andererseits erscheint der Fluglärm unvermeidlich.

Kann man den Fluglärm vollständig vermeiden?

Ja, und zwar am einfachsten, indem man die Schallquelle, die Flugzeugturbine, am Boden nicht in Betrieb nimmt. Damit hat man das Problem, das Flugzeug in eine Höhe zu befördern, in der es keinen störenden Lärm verursacht. Bekanntlich nimmt der Lärm mit 1/r² ab und ab einigen tausend Metern ist der Fluglärm unbedeutend. 

Start eines Flugzeugs durch anheben mit einem Quadrocopter

Wie bekommt man ein Passagierflugzeug in eine Höhe, in der dieser Turbinenlärm nicht mehr stört? Am einfachsten ist ein Seil, das ähnlich wie bei einem Baukran, das Flugzeug in 1000 m Höhe anhebt. Jetzt benötigt man noch einen Kran, der am anderem Ende des Seils ist. Diese Aufgabe kann ein großer Quadrocopter übernehmen. Dieser Quadrocopter muss einen geeigneten Auftrieb erzeugen, sollte praktisch keinen Lärm machen und zudem ökologisch unbedenklich sein. All diese Forderungen können erfüllt werden. Ein hinreichend großer Quadrocopter, jeder Rotor in der Dimension eines heutigen Windkraftwerks, wird elektrisch angetrieben. Der Strom kommt aus erneuerbaren Quellen und wird über ein frei hängendes Kabel zugeführt.

Start mit Seilwinde

Unterhalb des Quadrocopters hängt ein Seil. Das Seil wird an die Tragflächen des zu startenden Flugzeugs gehängt und der Quadrocopter steigt um 1000 m auf. Jetzt starten die Triebwerke des Flugzeugs und beschleunigen das Flugzeug auf Startgeschwindigkeit. Dann wird einfach das Seil gelöst und das Flugzeug fliegt selbsttragend weiter und erreicht nach einiger Zeit seine Reisehöhe.

Landung

Eine Landung wäre prinzipiell nach dem gleichen Prinzip möglich, allerdings erscheint das einfangen des Seils schwierig. Daher sollte die Landung weiterhin konventionell erfolgen. Zudem ist bei der Landung nur ein sehr geringer Turbinenschub nötig, der Lärm ist daher nicht so störend.

Aussicht auf Verwirklichung

Zunächst erscheint das Verfahren sehr exotisch, und unrealistisch. Doch sollte man die einzelnen Aspekte genauer betrachten. Zunächst ist der Betrieb einer Startbahn eine sehr teure Angelegenheit, geht man davon aus, dass eine Startbahn pro Jahr mindestens 100 Millionen verschlingt, ohne Fluglärmkosten, so ist bereits klar, dass erhebliche Mittel einsetzbar sind, wenn man einen geeigneten Ersatz findet. 

Als nächstes ist der Aufwand für den Quadrocopter abzuschätzen. Ein einfacher Quadrocopter, der problemlos ein Kilogramm Last tragen kann, kostet 1000 Euro. Um ein Flugzeug wie den A380 mit einem Startgewicht von 421 Tonnen anzuheben, wäre bei linearer Vergrößerung eine Investition von 400 Millionen Euro notwendig.

Leistung des Quadrokopters

Damit der Lift gut funktioniert, benötigt man natürlich einen ausreichend leistungsfähigen Quadrocopter, der in fünf Minuten das Flugzeug (A380) auf 1000 m (Für Piloten: 3000 feet) anheben kann. Dies entspricht einer Leistung von 3,6 MW. Zum Vergleich, ein handelsübliches Windkraftwerk hat eine Leistung von 5 MW. Berücksichtigt man jetzt, dass auch der Quadrocopter fliegen muss, nicht alle Wirkungsgrade optimal sind und dass man noch diverse Seile und Kabel anheben muss, verwendet man am besten einen Quadrokopter, der aus vier Windkraftwerken besteht. Damit hat man eine Leistung von 20 MW zur Verfügung.
Zu beachten ist, dass die Quadrokopter direkt an das Stromnetz über ein Stromkabel angeschlossen sind, das frei seitlich herabhängt. Damit entfällt die sehr teure Batterie.

Der Quadrocopter in 3 km Höhe hebt ein Flugzeug in 1000 m Höhe, am Ende des Seils ist ein Ball, damit das Seil nach dem Ausklinken nicht schwingt. Der Quadrocopter ist über eine Stromleitung mit einem Masten verbunden.

Startkosten

Der Preis eines Windgenerators, den man natürlich auch als Windmaschine betreiben kann, liegt bei 3 Millionen Euro, damit kostet der Antrieb 12 Millionen Euro. 

Die Stromkosten eines solchen Starts liegen bei  30 Euro für das Anheben des A380, plus vielleicht nochmal 100 Euro für Stromkosten für den sonstigen Betrieb, wenn es Wartezeiten gibt oder ähnliches.

Interessanterweise spart natürlich das Anheben des Flugzeugs viel Kerosin, das normalerweise gerade in der Startphase verbraucht wird, bei einem A380 sind das viel Tonnen.

Gefahren
Wie jede Technologie in der Luftfahrt, muss natürlich das Risiko durch die neue Technologie überschaubar sein. Zunächst könnte ein Seil reißen, das kann man aber beherrschen, wie der Betrieb zahlloser Bergbahnen zeigt.
Sollte aus irgendeinem Grund das Ausklinken des Flugzeugs nicht gelingen, kann das gesamte System wieder abgesenkt werden, nicht sehr kritisch. Jedenfalls vergleichbar mit Vorfällen, bei denen das Fahrwerk nicht ausgefahren wird. Wobei hier die Technik wesentlich einfacher ist.

Zusammenfassend
Das neue Verfahren zum Anheben von Flugzeugen um den Lärm einzudämmen erscheint sehr vielversprechend. Aktuell sehe ich keine wirklichen Probleme bei der Verwirklichung, freue mich aber auf Kommentare.

Ende einer Weltmacht?

USA am Ende
Weltmacht: *1969 - 2011 
Im Jahre 1969, dem Land der Mondlandung, dem Jahr der Internetgründung, im Jahr des 747 Erstflugs, begann die eindeutige Positionierung als bedeutendste Weltmacht. 
Die USA war führend in den Gebieten Computer, Luftfahrt, Raumfahrt, Automobilindustrie, Hochhausbau und, was viele vergessen, in der Ölförderung!
Heute 

• steht der schnellste Computer in China,
• kommt das größte Flugzeug aus Europa,
• kommen die meisten Autos (Umsatz) aus Deutschland,
• die höchsten Häuser stehen in Arabien,
• kommt das Öl aus Russland
• die Energie wird in China verbraucht
• die USA kann seit heute keine Astronauten in das Weltall senden!

Genau nach magischen 42 Jahren ist die Weltmacht am Ende.
Schade, ich fand die USA gut, war von der Technik begeistert, aber die Innovationen gehen woanders weiter.

Airbus A380 Werk Toulouse

In den letzten Tagen hatte ich Gelegenheit, die A380 Produktion in Toulouse zu besichtigen. Das Flugzeug ist wirklich groß, auch wenn man das nur begrenzt wahrnimmt, da alles im Umfeld auch sehr groß ist, etwa die Produktionshalle. Die Halle besteht aus vier Segmenten, eines, in dem die 10 Einzelteile, die aus ganz Europa unter großem Aufwand angeliefert werden, zusammengeschraubt werden, was eine Woche dauert, und drei Segmente, in denen die grün lackierten Riesen drei Wochen lange vermessen und getestet werden. Danach werden sie in die frische Luft gebracht und mit Triebwerken versehen. Nochmals etwa drei Wochen getestet und nach Hamburg zum Lackieren und zur Kundenübergabe geflogen.

Was auffällt, fast keine Produktionstiefe in Toulouse, und mehr Testen als produzieren, fast wie in der Softwareindustrie.

Was ist Innovativ? Ein Flugzeug, das nur 2,9 Liter auf 100km pro Passagier benötigt.

Was fällt noch auf? Die Besichtigung ist sehr virtuell, fast nur LCD Screen Filme und die Halle hinter Glas. Die echte Produktionshalle wird nicht gezeigt! Und für die Luftfahrt unglaublich, der Testflug mit französisch sprechendem Cockpit, da wird der Verkauf in den USA noch etwas auf sich warten lassen. Das Visitorcenter wirkt provinziell und lieblos, ein paar Container, nur französische Bücher, für das Vorzeigeprojekt eines vereinten Europas traurig. Insbesondere wenn man bedenkt, dass bereits vier weitere Produktionshallen gebaut wurden, für den Fall, dass man mehr als 44 Stück pro Jahr liefert.