Какие типы межзвездных космических аппаратов были предложены?

Межзвездный космический корабль, или космический корабль, способный совершать рейсы между солнечными системами, должен был бы быть значительно более продвинутым, чем межпланетный корабль, который человечество уже построило. Хотя расстояние между планетами в этой солнечной системе можно измерить в световых минутах или световых часах, расстояния между звездными системами обычно составляют десятки световых лет. Поскольку солнечные системы настолько малы по сравнению с обширными пространствами пустого пространства, в которые они встроены, высокоточным навигационным и двигательным системам будет необходимо, чтобы межзвездный космический корабль успешно достиг своей цели.

Одним из преимуществ межзвездных путешествий является почти вакуум пространства; как только вы заставляете объект двигаться, сопротивление замедляется. Тем не менее, с современной химической ракетной технологией было бы чрезвычайно трудно разогнать любой объект до скорости, превышающей многие тысячные скорости света. Для создания межзвездного космического корабля было признано, что химические ракеты на твердом топливе будут недостаточными и что должны быть разработаны новые методы движения.

Другое серьезное техническое препятствие при создании межзвездного космического корабля заключается в том, чтобы его пассажиры оставались комфортными и психологически здоровыми на протяжении всей поездки, которая может занять сотни или тысячи лет. Межзвездный космический корабль, вероятно, должен был бы служить автономной космической колонией, возможно, для размещения поколений людей и средств для их выживания и процветания. Предлагаемые альтернативы включают подвесные системы анимации или людей, генетически сконструированных для того, чтобы жить дольше, есть меньше или быть устойчивыми к скуке.

Одно из первых конкретных предложений по межзвездному космическому кораблю поступило от Project Orion , который родился в 1958 году в General Atomics в Сан-Диего. Проект, который, как полагают некоторые ученые-атомщики, будет практичным с использованием современных технологий, предполагает создание корабля, оснащенного массивным амортизатором, который движется вперед от взрывов термоядерных бомб, выброшенных из задней части корабля. Бомбы испарят часть взрывной плиты (определенная форма пластика была сочтена оптимальной), что послужит топливом для обеспечения тяги. Многие десятки ученых и инженеров серьезно относились к созданию космического корабля «Орион» в 60-х годах и использованию его для совершения поездок вокруг Солнечной системы в 70-х и 80-х годах, но проект был отложен из-за политической чувствительности ядерного оружия.

Другой, более продвинутой формой предлагаемого межзвездного космического корабля является ПВРД Bussard. Этот прямоточный реактивный двигатель будет состоять из гигантского совка в передней части корабля, предназначенного для впитывания межзвездного водорода в значительной степени, как реактивный двигатель всасывает воздух. Ядра водорода будут слиты в протон-протонных реакциях, обеспечивая энергию для тяги. Хотя количество свободно плавающего водорода в межзвездных пространствах является рассеянным, можно было бы собрать много водорода, если бы корабль двигался со скоростью, близкой к скорости света, как того требует его конструкция. Подсчитано, что такой корабль может двигаться со скоростью около 16% скорости света.

Еще один предложенный космический корабль - солнечный парус. Поскольку даже солнечный свет оказывает некоторое давление на поверхности, его можно использовать для перемещения полезной нагрузки, прикрепленной к гигантскому солнечному парусу. Такой парус должен иметь ширину в много километров, но, возможно, всего несколько атомов в зависимости от используемого материала. Графен, особенно сильное и тонкое расположение атомов углерода, может быть одним из потенциальных кандидатов. Плотно свернутая полезная нагрузка, состоящая всего из нескольких сотен тонн, может быть достаточной для развертывания солнечного паруса, способного ускорять полезную нагрузку до значительной доли скорости света. Единственная проблема - замедление, как только вы достигнете своей целевой звездной системы, задача, которая может быть назначена ядерным ретро-ракетам.

Многие другие типы межзвездных космических кораблей были рассмотрены, как в серьезном контексте, так и в научной фантастике. Широко обсуждаются космические корабли, которые используют червоточины или «изгиб» пространства-времени, хотя такие конструкции обычно требуют либо колоссальных количеств энергии (порядка того, что солнце выпускает за пару минут), либо использования отрицательной материи, экзотической формы материи, которая может или не может реально существовать. Создание кораблей, которые используют настоящие ракетные топлива для обеспечения тяги, гораздо более реалистично, хотя их создание, вероятно, займет десятилетия, учитывая наши современные технологии. Учитывая поистине радикальные последствия межзвездных путешествий и колонизации, вряд ли стоит ждать несколько десятилетий.