Wie würden Sie ein interstellares Raumschiff bauen?
Es ist im Prinzip nicht sehr schwierig, ein interstellares Raumschiff zu konstruieren: Wir haben bereits fünf gebaut, nämlich Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 , Voyager 2 und New Horizons . Alle diese Raumsonden bewegen sich mit Fluchtgeschwindigkeit aus dem Sonnensystem und werden eines Tages andere Sternsysteme erreichen.
Das Problem mit diesen Fahrzeugen aus praktischer Sicht ist, dass alle von ihnen Millionen von Jahren benötigen werden, um diese Sternensysteme zu erreichen. Obwohl diese Sonden in naher Zukunft andere Sterne nicht erforschen werden, senden einige von ihnen, insbesondere Voyager 2, bereits Daten über die Schnittstelle zwischen unserem Sonnenwind (der Heliosphäre) und dem diffusen interstellaren Medium zurück.
Wenn Sie ein interstellares Raumschiff bauen möchten, das seinen Zielstern in einer angemessenen Zeitspanne von beispielsweise 50 Jahren erreicht, ist ein wesentlich leistungsstärkerer Antrieb erforderlich als chemische Raketen, die äußerst ineffizient sind. Mögliche Quellen sind Nuklear-, Pulsantriebs- und Kerngasreaktorvarianten, Sonnensegel, elektromagnetische Trägerraketen und Antimaterieantriebssysteme. Obwohl Antimaterie-Antriebe und EM-Trägerraketen eine ausgefeiltere Technologie erfordern würden als bisher, sind die nuklearen und solaren Segeloptionen in Reichweite unserer aktuellen Technologie.
In den 70er Jahren führte die britische Interplanetary Society eine detaillierte Studie über ein interstellares Sondendesign durch, das es in nur fünfzig Jahren zu Bernards Stern (6 Lichtjahre entfernt) schaffen würde. Bei dieser interstellaren Sondenkonstruktion wurde ein nuklearer Impulsantrieb verwendet, was bedeutete, dass Atombomben hinter sich geworfen wurden, sodass sie einen Teil ihrer Energie auf Schubplatten übertragen konnten, wodurch das Schiff schneller vorwärts kam. Basierend auf ihren Berechnungen konnte die Sonde Geschwindigkeiten von 10% der Lichtgeschwindigkeit erreichen. Dies ist ungefähr die Grenze für den nuklearen Antrieb.
Mit Antimaterie oder elektromagnetischen Abschussvorrichtungen könnten Geschwindigkeiten erreicht werden, die näher an der Lichtgeschwindigkeit liegen. Zu den technischen Herausforderungen für Antimaterie gehört die Herstellung in den erforderlichen Mengen (wir können heute nur Pikogramme Antimaterie für Millionen von Dollar produzieren) und die angemessene Eindämmung. Herausforderungen für elektromagnetische Trägerraketen sind die Bereitstellung der erforderlichen Energie (im Petawattbereich) und Länge (Hunderte von Kilometern), um eine interstellare Sonde auf nahezu Lichtgeschwindigkeit zu starten.