Quels types de vaisseaux spatiaux interstellaires ont été proposés?
Les engins spatiaux interstellaires, ou des engins spatiaux capables de faire des allers-retours entre systèmes solaires, devraient être considérablement plus avancés que les engins interplanétaires déjà construits par l’humanité. Alors que la distance entre les planètes de ce système solaire peut être mesurée en minutes-lumière ou en heures-lumière, les distances entre les systèmes en étoile correspondent généralement à des dizaines d'années-lumière. Les systèmes solaires étant si petits par rapport aux vastes espaces vides dans lesquels ils sont intégrés, des systèmes de navigation et de propulsion de haute précision seront nécessaires pour qu'un vaisseau spatial interstellaire atteigne sa cible avec succès.
L'un des avantages des voyages interstellaires est le quasi-vide de l'espace. une fois que vous faites bouger un objet, il y a peu de résistance pour le ralentir. Cependant, avec la technologie des fusées chimiques modernes, il serait extrêmement difficile d'accélérer un objet à une vitesse supérieure à plusieurs millièmes de la vitesse de la lumière. Pour fabriquer un vaisseau spatial interstellaire, il a été reconnu que les fusées chimiques à combustible solide seront insuffisantes et que de nouvelles méthodes de propulsion doivent être mises au point.
L’autre obstacle technique majeur à la création d’un vaisseau spatial interstellaire est de veiller à ce que ses occupants restent confortables et en bonne forme psychologique tout au long du voyage, ce qui pourrait prendre des centaines, voire des milliers d’années. Un vaisseau spatial interstellaire devrait probablement servir de colonie spatiale autonome, abritant peut-être des générations d'individus et les moyens de leur survie et de leur prospérité. Les solutions proposées incluent les systèmes d’animation suspendus ou les humains conçus génétiquement pour vivre plus longtemps, manger moins ou résister à l’ennui.
L'une des premières propositions concrètes de création d'un vaisseau spatial interstellaire provient du projet Orion , né en 1958 chez General Atomics à San Diego. Le projet, considéré par plusieurs scientifiques spécialistes des sciences atomiques comme étant pratique avec la technologie actuelle, implique un navire équipé d'un énorme absorbeur de choc, propulsé vers l'avant par l'explosion de bombes thermonucléaires larguées à l'arrière de l'appareil. Les bombes vaporiseraient une partie de la plaque de sablage (une forme de plastique jugée optimale), qui servirait de propulseur pour fournir une poussée. Plusieurs dizaines de scientifiques et d'ingénieurs étaient sérieux au sujet de la construction d'un vaisseau spatial Orion dans les années 60 et de son utilisation pour faire le tour du système solaire dans les années 70 et 80, mais le projet a été abandonné en raison de la sensibilité politique des armes nucléaires.
Le statoréacteur Bussard est une autre forme plus avancée d’engins spatiaux interstellaires proposés. Ce statoréacteur consistera en une pelle géante à l'avant de l'appareil, conçue pour aspirer de l'hydrogène interstellaire de la même manière qu'un moteur à réaction prend de l'air. Les noyaux de l'hydrogène seraient fondus dans les réactions proton-proton, fournissant de l'énergie pour la poussée. Bien que la quantité d'hydrogène flottant librement dans les espaces interstellaires soit diffuse, une grande quantité d'hydrogène pourrait être récoltée si l'engin se déplaçait à une vitesse proche de celle de la lumière, comme l'exige sa conception. On a calculé qu'un tel navire pourrait se déplacer à environ 16% de la vitesse de la lumière.
Un autre engin spatial proposé est la voile solaire. Parce que même la lumière solaire exerce une certaine pression sur les surfaces, elle peut être utilisée pour pousser une charge utile attachée à une gigantesque voile solaire. Une telle voile devrait avoir une largeur de plusieurs kilomètres, mais peut-être une épaisseur de quelques atomes seulement, selon le matériau utilisé. Le graphène, un arrangement particulièrement solide et mince d'atomes de carbone, pourrait être un candidat potentiel. Une charge utile de quelques centaines de tonnes pourrait suffire à déployer une voile solaire capable d’accélérer la charge utile à une fraction substantielle de la vitesse de la lumière. Le seul problème est de ralentir une fois que vous atteignez votre système stellaire cible, une tâche qui pourrait être confiée aux rétro-fusées nucléaires.
De nombreux autres types de vaisseaux spatiaux interstellaires ont été envisagés, à la fois dans un contexte sérieux et dans la science-fiction. Les engins spatiaux qui utilisent des trous de ver ou la "courbure" de l'espace-temps sont couramment discutés, bien que de telles conceptions nécessitent généralement soit des quantités énormes d'énergie (environ de l'ordre de ce que le soleil libère en quelques minutes), soit l'utilisation de matière négative, une forme exotique de la matière qui peut ou peut ne pas exister réellement. La création de navires utilisant des propulseurs réels pour fournir une poussée est beaucoup plus réaliste, bien que leur création soit probablement dans des décennies, compte tenu de notre technologie actuelle. Compte tenu des conséquences véritablement radicales des voyages interstellaires et de la colonisation, quelques décennies ne semblent guère attendre.