Hoe zou je een interstellair ruimtevaartuig bouwen?
Het is in principe niet extreem moeilijk om een interstellair ruimteschip te bouwen: we hebben er al vijf gemaakt, zijnde Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 , Voyager 2 en New Horizons . Al deze ruimtesondes bewegen met ontsnappingssnelheid van het zonnestelsel en zullen op een dag andere sterrenstelsels bereiken.
Het probleem met deze vaartuigen vanuit praktisch oogpunt is dat ze allemaal miljoenen jaren nodig hebben om deze sterrenstelsels te bereiken. Hoewel deze sondes in de nabije toekomst geen andere sterren zullen verkennen, sturen sommigen van hen, met name Voyager 2, al gegevens terug op het raakvlak tussen onze zonnewind (de heliosfeer) en het diffuse interstellaire medium.
Als je een interstellair ruimtevaartuig wilt bouwen dat zijn doelster binnen een redelijke tijd, bijvoorbeeld 50 jaar, bereikt, dan vereist dit een vorm van aandrijving die aanzienlijk krachtiger is dan chemische raketten, die extreem inefficiënt zijn. Mogelijke bronnen zijn onder meer nucleaire, pulsimpuls- en kerngasvariantvarianten, zonnezeilen, elektromagnetische lanceerinrichtingen en antimaterie-aandrijfsystemen. Hoewel antimaterie-aandrijving en EM-lanceerinrichtingen technologie vereisen die geavanceerder is dan nu, liggen de opties voor nucleaire zeilen en zonnezeilen binnen het bereik van onze huidige technologie.
In de jaren '70 deed de British Interplanetary Society een gedetailleerde studie van een interstellair sondeontwerp dat in slechts vijftig jaar Bernard's Star (6 lichtjaar verwijderd) zou kunnen bereiken. Dit interstellaire sondeontwerp maakte gebruik van nucleaire pulsaandrijving, wat betekent dat het atoombommen achter zich gooide, waardoor ze een deel van hun energie konden overbrengen naar duwplaten, die het vaartuig vooruit zouden versnellen. Op basis van hun berekeningen kon de sonde snelheden bereiken van 10% van de lichtsnelheid. Dit is rond de limiet voor nucleaire aandrijving.
Met antimaterie of elektromagnetische lanceerinrichtingen kunnen snelheden worden bereikt die dichter bij die van licht liggen. Technische uitdagingen voor antimaterie zijn onder meer het produceren van de benodigde hoeveelheden (we kunnen vandaag alleen picogrammen van antimaterie produceren voor miljoenen dollars) en deze adequaat bevatten. Uitdagingen voor elektromagnetische lanceerinrichtingen zorgen voor de nodige energie (in het petawattbereik) en lengte (honderden kilometers) om een interstellaire sonde met bijna lichtsnelheid te lanceren.