Quali tipi di veicoli spaziali interstellari sono stati proposti?
La navicella spaziale interstellare, o navicella spaziale in grado di compiere viaggi tra i sistemi solari, dovrebbe essere notevolmente più avanzata rispetto all'astronave interplanetaria che l'umanità ha già costruito. Mentre la distanza tra i pianeti in questo sistema solare può essere misurata in minuti luce o ore luce, le distanze tra i sistemi stellari sono in genere decine di anni luce. Poiché i sistemi solari sono così piccoli rispetto alle vaste distese di spazio vuoto in cui sono incorporati, saranno necessari sistemi di navigazione e propulsione ad alta precisione affinché un veicolo spaziale interstellare raggiunga il suo obiettivo con successo.
Un vantaggio del viaggio interstellare è il quasi vuoto dello spazio; una volta che un oggetto si muove, c'è poca resistenza per rallentarlo. Tuttavia, con la contemporanea tecnologia dei razzi chimici, accelerare qualsiasi oggetto a una velocità superiore a molti millesimi della velocità della luce sarebbe tremendamente difficile. Per realizzare un veicolo spaziale interstellare, è stato riconosciuto che i razzi chimici a combustibile solido saranno insufficienti e che devono essere escogitati nuovi metodi di propulsione.
L'altro grande ostacolo tecnico nella creazione di un veicolo spaziale interstellare è assicurarsi che i suoi occupanti rimangano comodi e psicologicamente in forma durante tutto il viaggio, il che potrebbe richiedere centinaia o migliaia di anni. Un veicolo spaziale interstellare dovrebbe probabilmente fungere da colonia spaziale autonoma, forse ospitando generazioni di individui e i mezzi per la loro sopravvivenza e prosperità. Le alternative proposte includono sistemi di animazione sospesi o esseri umani geneticamente modificati per vivere più a lungo, mangiare di meno o resistere alla noia.
Una delle prime proposte concrete per un veicolo spaziale interstellare proviene dal Progetto Orion , nato nel 1958 alla General Atomics di San Diego. Il progetto, ritenuto da diversi scienziati atomici pratico con la tecnologia odierna, prevede una nave dotata di un enorme ammortizzatore, spinta in avanti dalle esplosioni di bombe termonucleari gettate fuori dalla parte posteriore dell'imbarcazione. Le bombe vaporizzerebbero parte della piastra di scoppio (una forma di plastica è stata giudicata ottimale), che servirebbe da propellente per fornire spinta. Molte dozzine di scienziati e ingegneri erano seriamente intenzionati a costruire un veicolo spaziale Orion negli anni '60 e ad usarlo per fare viaggi intorno al sistema solare negli anni '70 e '80, ma il progetto fu accantonato a causa della sensibilità politica delle armi nucleari.
Un'altra forma più avanzata di veicoli spaziali interstellari proposti è il ramjet Bussard. Questo ramjet consisterebbe in uno scoop gigante nella parte anteriore dell'imbarcazione, progettato per aspirare idrogeno interstellare molto nel modo in cui un motore a reazione aspira aria. I nuclei dell'idrogeno sarebbero fusi nelle reazioni protone-protone, fornendo energia per la spinta. Sebbene la quantità di idrogeno fluttuante libero negli spazi interstellari sia diffusa, molto idrogeno potrebbe essere raccolto se l'imbarcazione si muoveva vicino alla velocità della luce, come richiesto dal suo progetto. È stato calcolato che una tale nave potrebbe muoversi a circa il 16% della velocità della luce.
Ancora un altro veicolo spaziale proposto è la vela solare. Poiché anche la luce solare esercita una certa pressione sulle superfici, potrebbe essere utilizzata per spingere un carico utile attaccato a una gigantesca vela solare. Una tale vela dovrebbe essere larga molti chilometri, ma forse solo pochi atomi, a seconda del materiale utilizzato. Il grafene, una disposizione particolarmente forte e sottile di atomi di carbonio, potrebbe essere un potenziale candidato. Arrotondato strettamente, un carico utile costituito da poche centinaia di tonnellate potrebbe essere sufficiente per dispiegare una vela solare in grado di accelerare un carico utile a una frazione sostanziale della velocità della luce. L'unico problema è rallentare una volta raggiunto il sistema stellare bersaglio, un compito che potrebbe essere assegnato ai razzi nucleari retroattivi.
Sono stati considerati molti altri tipi di veicoli spaziali interstellari, sia in un contesto serio che nella fantascienza. I veicoli spaziali che usano wormhole o la "flessione" dello spaziotempo sono discussi in modo popolare, sebbene tali progetti richiedano tipicamente quantità stupende di energia (circa sull'ordine di ciò che il sole rilascia in un paio di minuti) o l'uso di materia negativa, una forma esotica di materia che può o meno esistere effettivamente. La creazione di navi che utilizzano propellenti reali per fornire la spinta è molto più realistica, sebbene la loro creazione sia probabilmente a distanza di decenni, data la nostra attuale tecnologia. Considerando le conseguenze veramente radicali del viaggio interstellare e della colonizzazione, alcuni decenni non sembrano molto tempo da attendere.