Welche Arten interstellarer Raumfahrzeuge wurden vorgeschlagen?
Interstellare Raumfahrzeuge oder Raumfahrzeuge, die in der Lage sind, Reisen zwischen Sonnensystemen durchzuführen, müssten wesentlich weiter entwickelt sein als die interplanetaren Raumfahrzeuge, die die Menschheit bereits gebaut hat. Während die Entfernung zwischen Planeten in diesem Sonnensystem in Lichtminuten oder Lichtstunden gemessen werden kann, betragen die Entfernungen zwischen Sternensystemen typischerweise Dutzende von Lichtjahren. Da Sonnensysteme im Vergleich zu den riesigen Weiten des leeren Raums so klein sind, dass sie darin eingebettet sind, sind hochpräzise Navigations- und Antriebssysteme erforderlich, damit ein interstellares Raumschiff sein Ziel erfolgreich erreichen kann.
Ein Vorteil der interstellaren Bewegung ist das Nahe-Vakuum des Weltraums. Sobald Sie ein Objekt in Bewegung setzen, gibt es wenig Widerstand, um es zu verlangsamen. Mit der heutigen chemischen Raketentechnologie wäre es jedoch äußerst schwierig, ein Objekt auf eine Geschwindigkeit zu beschleunigen, die viele Tausendstel der Lichtgeschwindigkeit überschreitet. Um ein interstellares Raumschiff herzustellen, wurde anerkannt, dass chemische Feststoffraketen nicht ausreichen und dass neue Antriebsmethoden entwickelt werden müssen.
Die andere große technische Hürde bei der Schaffung eines interstellaren Raumschiffs besteht darin, sicherzustellen, dass die Insassen während der gesamten Reise, die Hunderte oder Tausende von Jahren dauern kann, komfortabel und psychisch fit bleiben. Ein interstellares Raumschiff müsste wahrscheinlich als autonome Weltraumkolonie dienen und möglicherweise Generationen von Individuen beherbergen sowie die Mittel für ihr Überleben und ihren Wohlstand. Vorgeschlagene Alternativen sind suspendierte Animationssysteme oder gentechnisch veränderte Menschen, die länger leben, weniger essen oder gegen Langeweile resistent sind.
Einer der ersten konkreten Vorschläge für ein interstellares Raumschiff stammt von Project Orion , das 1958 bei General Atomics in San Diego geboren wurde. Das Projekt, von dem mehrere Atomwissenschaftler glauben, dass es mit der heutigen Technologie praktikabel ist, umfasst ein Schiff mit einem massiven Stoßdämpfer, der durch die Explosionen von thermonuklearen Bomben, die aus dem Heck des Fahrzeugs abgeworfen wurden, vorwärtsgetrieben wird. Die Bomben würden einen Teil der Sprengplatte verdampfen (irgendeine Form von Kunststoff wurde als optimal beurteilt), die als Treibmittel zur Bereitstellung von Schub dienen würde. Viele Dutzende von Wissenschaftlern und Ingenieuren wollten in den 60er Jahren ein Orion-Raumschiff bauen und damit in den 70er und 80er Jahren Reisen durch das Sonnensystem unternehmen. Das Projekt wurde jedoch aufgrund der politischen Sensibilität von Atomwaffen eingestellt.
Eine andere, fortgeschrittenere Form des vorgeschlagenen interstellaren Raumfahrzeugs ist der Bussard-Staustrahl. Dieser Staustrahl würde aus einer riesigen Kugel an der Vorderseite des Fahrzeugs bestehen, die so konstruiert ist, dass sie interstellaren Wasserstoff auf ähnliche Weise aufnimmt, wie ein Strahltriebwerk Luft ansaugt. Die Kerne des Wasserstoffs würden in Proton-Proton-Reaktionen fusioniert und Energie für den Schub liefern. Obwohl die Menge an freischwebendem Wasserstoff in interstellaren Räumen diffus ist, könnte viel Wasserstoff gewonnen werden, wenn sich das Fahrzeug in der Nähe der Lichtgeschwindigkeit bewegt, wie es das Design erfordert. Es wurde berechnet, dass sich ein solches Schiff mit etwa 16% der Lichtgeschwindigkeit bewegen könnte.
Ein weiteres vorgeschlagenes Raumschiff ist das Sonnensegel. Da selbst Sonnenlicht Druck auf Oberflächen ausübt, kann es verwendet werden, um eine an einem riesigen Sonnensegel befestigte Nutzlast zu drücken. Ein solches Segel müsste viele Kilometer breit sein, aber vielleicht nur ein paar Atome dick, abhängig vom verwendeten Material. Graphen, eine besonders starke und dünne Anordnung von Kohlenstoffatomen, könnte ein potenzieller Kandidat sein. Fest zusammengerollt könnte eine Nutzlast von nur einigen hundert Tonnen ausreichen, um ein Sonnensegel zu entfalten, das eine Nutzlast auf einen wesentlichen Bruchteil der Lichtgeschwindigkeit beschleunigen kann. Das einzige Problem ist, sich zu verlangsamen, sobald Sie Ihr Zielsternsystem erreicht haben, eine Aufgabe, die nuklearen Retro-Raketen zugewiesen werden könnte.
Viele andere Arten interstellarer Raumfahrzeuge wurden sowohl in einem ernsthaften Kontext als auch in der Science-Fiction in Betracht gezogen. Raumfahrzeuge, die Wurmlöcher oder das "Biegen" der Raumzeit verwenden, werden allgemein diskutiert, obwohl solche Konstruktionen typischerweise entweder enorme Energiemengen (etwa in der Größenordnung dessen, was die Sonne in ein paar Minuten abgibt) oder die Verwendung von negativer Materie, einer exotischen Form, erfordern von Materie, die tatsächlich existieren kann oder nicht. Die Schaffung von Schiffen, bei denen Schub durch Treibmittel erzeugt wird, ist weitaus realistischer, obwohl ihre Entstehung angesichts unserer derzeitigen Technologie wahrscheinlich Jahrzehnte entfernt ist. Angesichts der wirklich radikalen Konsequenzen interstellarer Reisen und Kolonialisierung scheint es kaum lange zu dauern, bis ein paar Jahrzehnte vergangen sind.