Jakie typy kosmicznych statków międzygwiezdnych zostały zaproponowane?
Statek międzygwiezdny lub statek kosmiczny zdolny do podróżowania między układami słonecznymi musiałby być znacznie bardziej zaawansowany niż statek międzyplanetarny, który ludzkość już zbudowała. Podczas gdy odległość między planetami w tym Układzie Słonecznym można zmierzyć w minutach świetlnych lub godzinach świetlnych, odległości między układami gwiezdnymi wynoszą zwykle dziesiątki lat świetlnych. Ponieważ układy słoneczne są tak małe w stosunku do ogromnych przestrzeni pustej przestrzeni, w których są osadzone, bardzo precyzyjna nawigacja i układy napędowe będą konieczne, aby statek międzygwiezdny mógł skutecznie dotrzeć do celu.
Jedną z zalet podróży międzygwiezdnych jest prawie próżnia kosmiczna; gdy obiekt się porusza, opór nie jest spowalniany. Jednak przy współczesnej technologii rakiet chemicznych przyspieszenie dowolnego obiektu do prędkości przekraczającej wiele tysięcznych prędkości światła byłoby ogromnie trudne. Aby zbudować statek międzygwiezdny, uznano, że rakiety chemiczne na paliwo stałe będą niewystarczające i należy opracować nowe metody napędu.
Inną poważną przeszkodą techniczną w tworzeniu międzygwiezdnego statku kosmicznego jest upewnienie się, że jego pasażerowie czują się komfortowo i są sprawni psychicznie podczas podróży, co może potrwać setki lub tysiące lat. Statek kosmiczny międzygwiezdny musiałby prawdopodobnie służyć jako autonomiczna kolonia kosmiczna, być może obejmująca pokolenia jednostek i środki ich przetrwania i dobrobytu. Proponowane alternatywy to zawieszone systemy animacji lub ludzie genetycznie zmodyfikowani, aby żyć dłużej, jeść mniej lub być odpornym na nudę.
Jedna z pierwszych konkretnych propozycji międzygwiezdnego statku kosmicznego pochodzi z Projektu Orion , który urodził się w 1958 roku w General Atomics w San Diego. Projekt, uważany przez wielu naukowców zajmujących się energią atomową za praktyczny w dzisiejszej technologii, obejmuje statek wyposażony w masywny amortyzator, napędzany przez wybuchy bomb termojądrowych wyrzuconych z tyłu statku. Bomby odparowałyby część płyty strzałowej (pewna forma plastiku została uznana za optymalną), która posłużyłaby jako propelent zapewniający ciąg. Wielu tuzinów naukowców i inżynierów poważnie podchodziło do budowy statku kosmicznego Orion w latach 60. i wykorzystywania go do podróży wokół Układu Słonecznego w latach 70. i 80., ale projekt został zawieszony z powodu politycznej wrażliwości broni jądrowej.
Inną, bardziej zaawansowaną formą proponowanego statku kosmicznego międzygwiezdnego jest ramjet Bussarda. Strumień ten składałby się z gigantycznej miarki z przodu jednostki, zaprojektowanej do pobierania wodoru międzygwiezdnego w sposób podobny do tego, w jaki silnik odrzutowy pobiera powietrze. Jądra wodoru zostaną stopione w reakcjach proton-proton, zapewniając energię ciągu. Chociaż ilość swobodnie pływającego wodoru w przestrzeniach międzygwiezdnych jest rozproszona, dużo wodoru można by zebrać, gdyby statek poruszał się z prędkością bliską prędkości światła, jak wymaga tego jego konstrukcja. Obliczono, że taki statek może poruszać się z prędkością około 16% prędkości światła.
Jeszcze innym proponowanym statkiem kosmicznym jest żagiel słoneczny. Ponieważ nawet światło słoneczne wywiera pewien nacisk na powierzchnie, można je wykorzystać do pchnięcia ładunku przymocowanego do gigantycznego żagla słonecznego. Taki żagiel musiałby mieć wiele kilometrów szerokości, ale być może tylko kilka atomów grubości, w zależności od użytego materiału. Grafen, szczególnie silny i cienki układ atomów węgla, może być potencjalnym kandydatem. Zwinięty ściśle, ładunek składający się z zaledwie kilkuset ton może wystarczyć do rozmieszczenia żagla słonecznego zdolnego do przyspieszenia ładunku do znacznej części prędkości światła. Jedynym problemem jest spowolnienie po dotarciu do docelowego układu gwiezdnego, zadanie, które można przypisać retro jądrowym rakietom.
Rozważano wiele innych rodzajów statków międzygwiezdnych, zarówno w poważnym kontekście, jak i science fiction. Statki kosmiczne wykorzystujące tunele czasoprzestrzenne lub „zginanie” czasoprzestrzeni są powszechnie dyskutowane, chociaż takie projekty zwykle wymagają albo olbrzymich ilości energii (mniej więcej w kolejności, co słońce uwalnia za kilka minut), albo użycia materii ujemnej, egzotycznej formy materii, która może, ale nie musi istnieć. Tworzenie statków, które wykorzystują rzeczywiste materiały napędowe do zapewnienia ciągu, jest znacznie bardziej realistyczne, chociaż ich stworzenie prawdopodobnie nastąpi już za kilkadziesiąt lat, biorąc pod uwagę naszą obecną technologię. Biorąc pod uwagę naprawdę radykalne konsekwencje podróży międzygwiezdnych i kolonizacji, kilka dekad nie wydaje się długo czekać.