Jaké typy mezihvězdných kosmických lodí byly navrženy?
Mezihvězdná kosmická loď nebo kosmická loď schopná cestovat mezi solárními systémy by musela být podstatně pokročilejší než meziplanetární plavidlo, které již lidstvo vytvořilo. Zatímco vzdálenost mezi planetami v této sluneční soustavě může být měřena ve světelných minutách nebo světelných hodinách, vzdálenosti mezi hvězdnými systémy jsou obvykle desítky světelných let. Vzhledem k tomu, že solární systémy jsou tak malé vzhledem k obrovskému rozměru prázdného prostoru, ve kterém jsou zabudovány, bude pro dosažení mezihvězdné kosmické lodi nezbytná vysoká přesnost navigačních a pohonných systémů, aby bylo možné úspěšně dosáhnout cíle.
Jednou z výhod mezihvězdného cestování je téměř vakuum prostoru; jakmile se objekt pohne, existuje jen malý odpor k jeho zpomalení. Při současné technologii chemických raket by však bylo zrychlení jakéhokoli objektu na rychlost vyšší než mnoho tisícin rychlosti světla nesmírně obtížné. Pro vytvoření mezihvězdné kosmické lodi bylo uznáno, že chemické rakety na pevná paliva budou nedostatečné a že je třeba vymyslet nové metody pohonu.
Další významnou technickou překážkou při vytváření mezihvězdné kosmické lodi je zajistit, aby její cestující zůstali po celou cestu pohodlní a psychologicky fit, což by mohlo trvat stovky nebo tisíce let. Mezihvězdná kosmická loď by pravděpodobně musela sloužit jako autonomní vesmírná kolonie, možná s bydlením generací jednotlivců a prostředkem k jejich přežití a prosperitě. Navrhované alternativy zahrnují pozastavené animační systémy nebo lidi geneticky upravené tak, aby žili déle, jedli méně nebo byli odolní vůči nudě.
Jeden z prvních konkrétních návrhů na mezihvězdnou kosmickou loď pochází z projektu Orion , který se narodil v roce 1958 v General Atomics v San Diegu. Projekt, o kterém se domnívají, že několik atomových vědců je praktický s dnešní technologií, zahrnuje loď vybavenou masivním tlumičem nárazů, poháněným vpřed explozemi termonukleárních bomb, které byly vyhozeny zezadu plavidla. Bomby by odpařovaly část tryskací desky (některá forma plastu byla považována za optimální), která by sloužila jako pohonná látka k zajištění tahu. Mnoho desítek vědců a techniků vážně stavělo kosmickou loď Orion v 60. letech a použilo ji k výletům kolem sluneční soustavy v 70. a 80. letech, ale projekt byl odložen kvůli politické citlivosti jaderných zbraní.
Další, pokročilejší forma navrhované mezihvězdné kosmické lodi je Bussardova ramjet. Tato náporová tryska by se skládala z obří lopatky v přední části plavidla, která by měla přijímat mezihvězdný vodík mnohem způsobem, jakým proudový motor nasává vzduch. Jádra vodíku by byla roztavena v proton-protonových reakcích, čímž by poskytla energii pro tah. Ačkoli množství volně plovoucího vodíku v mezihvězdných prostorech je rozptýlené, mohlo by se získat mnoho vodíku, pokud by se plavidlo pohybovalo rychlostí světla blízkou rychlosti, jak to vyžaduje jeho konstrukce. Bylo vypočítáno, že taková loď by se mohla pohybovat přibližně 16% rychlosti světla.
Další navrhovanou kosmickou lodí je sluneční plachta. Protože i sluneční světlo vyvíjí určitý tlak na povrchy, mohlo by být použito k tlačení užitečného zatížení připojeného k obrovské sluneční plachtě. Taková plachta by musela být široká mnoho kilometrů, ale možná jen několik atomů silná, v závislosti na použitém materiálu. Jedním z potenciálních kandidátů by mohl být grafen, zvláště silné a tenké uspořádání atomů uhlíku. Při pevném navinutí by užitečné zatížení skládající se pouze z několika set tun mohlo stačit k rozvinutí sluneční plachty schopné urychlit užitečné zatížení na podstatnou část rychlosti světla. Jediným problémem je zpomalení, jakmile dosáhnete svého systému cílových hvězd, což je úkol, který může být přiřazen jaderným raketám.
Bylo zvažováno mnoho dalších typů mezihvězdných kosmických lodí, a to jak ve vážném kontextu, tak ve sci-fi. Kosmická loď, která používá červí díry nebo „ohýbání“ časoprostoru, se běžně diskutuje, ačkoli takové návrhy obvykle vyžadují buď ohromné množství energie (asi na pořadí toho, co slunce uvolní za pár minut), nebo použití záporných látek, exotická forma hmoty, která může nebo nemusí existovat. Vytváření lodí, které používají skutečné pohonné hmoty k zajištění tahu, je mnohem realističtější, i když je vzhledem k naší současné technologii pravděpodobně jejich desetiletí pryč. S ohledem na skutečně radikální důsledky mezihvězdného cestování a kolonizace se zdá, že pár desetiletí se jen stěží čeká.