Welke soorten interstellair ruimtevaartuigen zijn voorgesteld?
Interstellaire ruimtevaartuigen, of ruimtevaartuigen die reizen tussen zonnestelsels kunnen maken, zouden aanzienlijk geavanceerder moeten zijn dan het interplanetaire vaartuig dat de mensheid al heeft gebouwd. Hoewel de afstand tussen planeten in dit zonnestelsel kan worden gemeten in lichtminuten of lichturen, zijn afstanden tussen sterrenstelsels meestal tientallen lichtjaren. Omdat zonnestelsels zo klein zijn in verhouding tot de uitgestrekte lege ruimte waarin ze zijn ingebed, zijn zeer nauwkeurige navigatie- en voortstuwingssystemen nodig voor een interstellair ruimteschip om zijn doel succesvol te bereiken.
Een voordeel van interstellair reizen is het bijna-vacuüm van de ruimte; zodra u een object in beweging krijgt, is er weinig weerstand om het te vertragen. Met de hedendaagse chemische rakettechnologie zou het echter enorm moeilijk zijn om elk object te versnellen tot een snelheid boven vele duizenden van de lichtsnelheid. Om een interstellair ruimtevaartuig te maken, is erkend dat chemische raketten met vaste brandstoffen onvoldoende zullen zijn en dat nieuwe methoden voor voortstuwing moeten worden bedacht.
De andere belangrijke technische hindernis bij het creëren van een interstellair ruimtevaartuig is ervoor zorgen dat de inzittenden comfortabel en psychologisch fit blijven tijdens de reis, die honderden of duizenden jaren kan duren. Een interstellair ruimtevaartuig zou waarschijnlijk moeten dienen als een autonome ruimtekolonie, die misschien generaties van individuen huisvest en de middelen voor hun overleving en welvaart. Voorgestelde alternatieven zijn onder meer opgeschorte animatiesystemen of mensen die genetisch zijn ontworpen om langer te leven, minder te eten of bestand te zijn tegen verveling.
Een van de eerste concrete voorstellen voor een interstellair ruimteschip komt van Project Orion , dat in 1958 werd geboren bij General Atomics in San Diego. Het project, dat door verschillende atoomwetenschappers als praktisch wordt beschouwd met de technologie van vandaag, omvat een schip uitgerust met een enorme schokdemper, voortgestuwd door de explosies van thermonucleaire bommen die uit de achterkant van het vaartuig zijn geworpen. De bommen zouden een deel van de explosieplaat verdampen (een vorm van plastic werd als optimaal beschouwd), die zou dienen als drijfgas om stuwkracht te bieden. Vele tientallen wetenschappers en ingenieurs waren serieus bezig met het bouwen van een Orion-ruimtevaartuig in de jaren '60 en het gebruiken ervan om rond het zonnestelsel te reizen in de jaren '70 en '80, maar het project werd opgeschort vanwege de politieke gevoeligheid van kernwapens.
Een andere, meer geavanceerde vorm van voorgestelde interstellaire ruimtevaartuigen is de Bussard-ramjet. Deze ramjet zou bestaan uit een gigantische schep aan de voorkant van het vaartuig, ontworpen om interstellaire waterstof op te nemen, net zoals een straalmotor lucht opneemt. De kernen van de waterstof zouden worden gefuseerd in proton-protonreacties, die energie leveren voor stuwkracht. Hoewel de hoeveelheid vrij zwevende waterstof in interstellaire ruimtes diffuus is, zou veel waterstof kunnen worden geoogst als het vaartuig met de snelheid van het licht zou bewegen, zoals het ontwerp vereist. Er is berekend dat een dergelijk schip met ongeveer 16% van de lichtsnelheid zou kunnen bewegen.
Nog een ander voorgesteld ruimteschip is het zonnezeil. Omdat zelfs zonlicht enige druk op oppervlakken uitoefent, kan het worden gebruikt om een nuttige lading op een gigantisch zonnevaartje te duwen. Een dergelijk zeil zou vele kilometers breed moeten zijn, maar misschien slechts enkele atomen dik, afhankelijk van het gebruikte materiaal. Grafeen, een bijzonder sterke en dunne rangschikking van koolstofatomen, kan een potentiële kandidaat zijn. Als het strak wordt opgerold, kan een laadvermogen van slechts een paar honderd ton voldoende zijn om een zonnezeil in te zetten dat in staat is een nuttige lading te versnellen tot een aanzienlijk deel van de lichtsnelheid. Het enige probleem vertraagt zodra je je doelsterrenstelsel hebt bereikt, een taak die misschien wordt toegewezen aan nucleaire retro-raketten.
Veel andere soorten interstellaire ruimtevaartuigen zijn overwogen, zowel in een serieuze context als in science fiction. Ruimtevaartuigen die wormgaten gebruiken of het "buigen" van ruimtetijd worden in de volksmond besproken, hoewel dergelijke ontwerpen meestal ofwel enorme hoeveelheden energie vereisen (ongeveer in de volgorde van wat de zon in een paar minuten vrijgeeft) of het gebruik van negatieve materie, een exotische vorm van materie die al dan niet daadwerkelijk bestaat. De creatie van schepen die feitelijke drijfgassen gebruiken om stuwkracht te leveren is veel realistischer, hoewel hun creatie waarschijnlijk tientallen jaren verwijderd is, gezien onze huidige technologie. Gezien de werkelijk radicale gevolgen van interstellair reizen en kolonisatie, lijkt een paar decennia nauwelijks een lange tijd te wachten.