Versetzen wir uns um 50 bis 60 Jahre in die Zukunft. Wir sind auf dem Mars. Wir sehen einen Quadratkilometer Marsland, bepflanzt mit jungen Bäumen von etwa einem Meter Höhe. Ist das „Science Fiction“? Wenn wir die menschliche Zivilisation nicht in einem Atomkrieg oder durch Hungerkatastrophen und Seuchen als Folge malthusianischer Politik ausrotten, dann sollten wir in den Jahren zwischen 2030 und 2040 in der Lage sein, den Mars zu kolonisieren.

Schon Ende der sechziger Jahre hatte die NASA einen Großteil der Technologie entwickelt, die für die bemannte Erforschung des Mars notwendig ist. Die zwei größten Hindernisse für eine Besiedlung des Mars sind heute schon gelöst oder könnten in den nächsten zehn Jahren gelöst werden.

Das erste Problem ist die Bereitstellung stärkerer Energiequellen für die Raumflüge und von genügend Energie, um irdische Bedingungen auf dem Mars bzw. schon viel früher auf dem Mond zu schaffen. Bis jetzt beruhen interplanetarische Flüge, seien es die bemannten Raumflüge zum Mond oder die unbemannten Sonden zum Mars und anderen Planeten, auf der Ausnutzung der ballistischen Flugbahn. Die meiste Zeit fliegt das Raumschiff im freien Fall. Nehmen wir stattdessen an, dass wir es unseren Raumfahrern bequemer machen und das Raumschiff der Erdgravitation entsprechend beschleunigen. Nehmen wir an, während der ersten Hälfte seiner Reise erhöht das Raumschiff seine Geschwindigkeit jede Sekunde um 9,81 Meter pro Sekunde. Oder, wem das zu viel erscheint, der stelle sich die halbe Beschleunigung vor. Nach der Hälfte des Wegs verlangsamt die Sonde in gleichem Maße die Geschwindigkeit. Die Zeit von der Erde zum Mars kann so von gegenwärtig Monaten oder länger auf Wochen verkürzt werden.

Selbst wenn wir jedes Kilogramm des Raumschiffes nicht mehr beschleunigen als ein Auto, das von Null auf 100 km/h beschleunigt, und diese Beschleunigung Sekunde für Sekunde, Tag für Tag, Woche für Woche aufrechterhalten, erreicht das Raumschiff bald die Grenze „relativistischer Geschwindigkeit“. Je länger die Reise ist, desto höher wird die Durchschnittsgeschwindigkeit. (Anmerkung der Redaktion: Die folgenden drei Absätze sind in der deutschen Ausgabe von 1983 nicht enthalten.)

Die Frage ist, woher bekommen wir eine konstante Energiequelle, um solche Beschleunigungen über Wochen und länger konstant bereitzustellen? Die Antwort, die schon in den 60er Jahren bekannt war und heute viel näher an der Verwirklichung ist, ist die kontrollierte Kernfusion, auf die wir in unserem ersten Kapitel hingewiesen haben.

Diese kontrollierte Kernfusion ist die Energiequelle, die wir benötigen, um eine erdähnliche künstliche Umgebung auf dem Mond, dem Mars oder anderswo zu schaffen und erhalten.

Wir benötigen die kontrollierte Kernfusion auch für eine weitere Aufgabe: als Quelle sehr hoher Energieflussdichten zum Antreiben und Verstärken von Hochleistungslasern und relativistischen elektromagnetischen Systemen im allgemeinen. Der Grund, warum leistungsstarke Laser heute gewöhnlich so groß sind – zum Teil in Gebäudegröße –, liegt darin, dass die verfügbaren Energiequellen sehr niedrige Energieflussdichten haben. Wenn wir z. B. einen Röntgenlaser mit der Energieflussdichte einer kleinen Kernspaltungsexplosion betreiben, verringert sich die durchschnittliche Größe des erforderlichen Lasersystems für Hochleistungssysteme erheblich. Allerdings ist es nicht sehr empfehlenswert, menschliches Bedienungspersonal solchen kleinen Kernspaltungsexplosionen auszusetzen; wir würden das Verfahren vielleicht nur in Robotergeräten im Weltraum anwenden. Bei der kontrollierten Kernfusion stehen uns potenziell viel höhere Energieflussdichten zur Verfügung, und die Probleme bei der Isolierung von Menschen sind im Vergleich zur Kernspaltung gering.

Hochenergetische Laser und die damit verbundenen Technologien sind für die Kolonisierung des Weltraums praktisch unverzichtbar. Der Laser hat drei Eigenschaften, die ihn dafür prädestinieren. Erstens ist der Laserstrahl wie der normale Wechselstrom im Haushalt monochromatisch: Die Energie der Strahlung wird auf einer einzigen, nicht mehreren Frequenzen transportiert, und die Teilschwingungen der Welle bewegen sich im Gleichtakt (sind „in Phase”). Eine kohärente, monochromatische Welle ist die beste Form des Energietransports, die es gibt, weil hier am wenigsten Verluste entstehen. Der Energietransport im Laserstrahl kann daher gegenüber anderer Strahlung den tausendfachen Wirkungsgrad haben. Zweitens streuen Laserstrahlen im Gegensatz zu gewöhnlicher elektromagnetischer Strahlung nicht. Sie können auf Frequenzen eingestellt werden, bei denen nur sehr geringe Energieverluste dadurch auftreten, dass Arbeit in dem Medium verloren geht, das der Strahl durchquert (wie z. B. Luft), während am ausgewählten Ziel durch Stoßwellen Arbeit mit praktisch der gesamten Energie des Strahls verrichtet wird. Drittens haben Laserstrahlen die Eigenschaft der „Selbstfokussierung“! Ähnlich wie bei der Einstellung eines Rundfunkempfängers tritt Resonanz der Laserstrahlung mit dem Material auf, auf das sie gerichtet ist, wenn man die Wellenlänge der Strahlung geeignet wählt. Allgemein gilt: je höher die Frequenz (d. h. je kürzer die Wellenlänge), desto kleiner ist das Zielgebiet, mit dem der Laserstrahl in Resonanz tritt.