Replikatorsysteme

Replikatoren allgemein

Das Replikatorprinzip allgemein beruht auf dem Transportersystem. Sie dienen zur Molekularsynthese und und ermöglichen praktisch eine exakte Replikation von jedem unbelebten Objekt mit unglaublicher Originaltreue und relativ geringen Energiekosten. Grundsätzlich kann man zwischen zwei verschiedenen Replikatorsystemen unterscheiden. Dabei handelt es sich um Nahrungssynthetisierer und Hardware-Replikatoren. Die Nahrungsreplikatoren sind auf eine höhere Auflösung eingestllt, da es notwendig ist, die chemische Zusammensetzung von Nahrungsmitteln genau zu replizieren. Hardware-Replikatoren sind im Gegensatz dazu auf eine geringere Auflösung eingestellt, um höhere Energieeffizienz und weniger "Speicherplatz" für die zu replizierenden Objekte zu erfordern. Eine Reihe von speziell modifizierten Nahrungsreplikatoren sind auf Krankenstationen und Wissenschaftslabors zur Synthese von bestimmten Medikamenten und anderen wissenschaftlichen Materialien installiert und sind sogar dazu in der lage, funktionierende Organe oder Körperteile, wie beispielsweise einen Arm, zu erschaffen.

Funktionsweise

Alle Replikatorsysteme dematerialisieren zunächst das gleiche Rohmaterial mit der gleichen Methode, die auch Standardtransporter verwenden. Der entstehende Materiestrom wird durch ein Netz von Wellenleitern zum jeweiligen Replikator geführt. Dort wird das gewünschte Objekt dann in der PU-Kammer materialisiert. Dieses Prinzip kann auch umgekehrt werden, sodass Objekte im Replikator dematerialisiert (recycelt) werden.

Um die Energieanforderungen für die Nahrungsmittelreplikation zu senken, wird der Bestand des Rohmaterials für diese, in Form von sterilisierter organischer Teilchensuspension gelagert, die statistisch gesehen die gerinste molekulare Rekonstruktion zur Nahrungsmittelreplizierung erfordert.

Nahrungsreplikationssystem

Das Nahrungsrepliktationssystem der USS Enterprise, NCC 1701-D kann in völliger Echtzeit ca. 4500 verschiedene Nahrungsmittel für die verschiedensten Spezies produzieren. Das Nahrungsrohmaterial ist eine organische Partikular-Suspension, eine Kombination lankettiger Moleküle, die auf minimalen Energieaufwand bei der Replikation ausgelegt sind. Obwohl der Nahrungsstoffvorrat normalerweise auf Sternenbasen ersetzt wird, kann durch osmotische und elektrolytische Zerlegung des Schmutzwassers bis zu 82% der Nahrungsstoffe zurückgewonnen und wiederverwertet werden. Während einer Mangelsituation können Nahrungsrohstoffe aus allgemeinen Rohstoffen oder Abfallmaterialien erzeugt werden. Da aber der Energieaufwand wesentlich höher ist, sollte man ein solches Vorgehen vermeiden.

Wie alle auf Transportern basierenden Replikationssysteme, arbeiten auch die Nahrungsreplikatoren auf molekularer Auflösung. Aus diesen Grund kommt es zu zahlreichen Einzelbit-Fehlern im entstehenden Material. Diese Fehler machen zwar keinen ernährungsmäßigen Unterschied (obwohl manche Personen behaupten, sie könnten bei bestimmten Gerichten den Unterschied schmecken), führen aber dazu, dass bestimmte altrianische Gewürze leicht gifitg werden, so dass man auf ihre Benutzung bei replizierten Gerichten verzichtet.

Replikation über Lagerung

Der Einsatz von Replikatoren hat die Notwendigkeit eines Transports von Nahrung und Ersatzteilen dramatisch reduziert. Ob sich der Transport oder das Replizieren von Gütern lohnt oder nicht, hängt von den Energiekosten des Transports oder zur Synthese ab. Im Falle von Nahrungsmitteln sind die Energiekosten für das Transportieren einer großen Menge verderblicher Güter unerschwinglich. (Hier geht es nicht um Kosten in Form von Geld) Hier ist der Energieaufwand für das Replizieren von der Nahrung gerechtfertigt. Auf der anderen Seite gibt es bestimmmte Arten von häufig genutzten Ersatzteilen und Materialien, deren Replikatoon häufig nicht lohnt. Dabei handelt es sich um Dinge, die häufig benötigt werden. Beispielsweise EPS-Leitungen. Desweiteren werden größere Mengen wichtiger Ersatzteile für Notsituationen auf Schiffen gelagert, in denen das Replikatorsystem stark eingeschränkt oder nicht verfügbar ist. 

Grenzen der Replikation

Die größte Begrenzung ist die Auflösung, mit der die molekularen Muster gespeichert werden. Während Transporter die (in Echtzeit operieren) Objekte mit einer Quantenebenen-Auflösung wiedererschaffen, die für Lebensformen geeignet ist, werden Objekte im Replikator mit einer wesentlich einfacheren Auflösung auf Molekularebene gelagert und wiedererschaffen, die für Lebewesen keineswegs geeignet ist. Aufgrund dieser riesigen Datenmengen werden ausgedehnte Datenkomprimierungen verwendet. Diese Technik reduziert die nötige Speicherkapazität beträchtlich. Die daraus jedoch resultierende Einzelbit-Ungenauigkeit beeinträchtigt die Qualität der meisten replizierten Objekte nicht wesentlich, schließen aber die Synthese von lebenden Objekten aus. Diese Einzelbit-Fehler können extrem schädliche Auswirkungen auf lebende DNA und neurale Aktivitäten ausüben. Diese ähneln stark den Schäden, die radioaktive Strahlung verursacht. Selbst wenn jedes Atom eines jeden Moleküls reproduziert würde, wäre es nicht möglich, die Aktivitätsmuster der Elektronenschalen oder die atomaren Bewegungen, die die Dynamik der biochemischen AKtivitäten des Bewusstseins und Denkens steuern, genau wiederherzustellen.

Auch gibt es eine Vielzahl von nicht-synthetisierbaren Stoffen. Beispiele hierfür sind: Antimaterie, Latinum, Dilithium oder besonders komplexe Bauteile. Zudem sind alle Sternenflotten-Replikatiorsysteme mit einer Schutzvorrichtung versehen, die das Replizieren von tödlichen Giftstoffen verhindern.