Hur skulle du bygga ett interstellärt rymdskepp?

I princip är det inte särskilt svårt att konstruera ett interstellärt rymdskepp: vi har redan gjort fem, Pioneer 10 , Pioneer 11 , Voyager 1 , Voyager 2 och New Horizons . Alla dessa rymdprober rör sig med flyghastighet från solsystemet och kommer en dag att nå andra stjärnsystem.

Problemet med dessa hantverk från en praktisk synvinkel är att alla av dem kommer att kräva miljoner år för att nå dessa stjärnsystem. Även om dessa sonder inte kommer att utforska andra stjärnor i den omedelbara framtiden, skickar redan några av dem, särskilt Voyager 2, data om gränssnittet mellan vår solvind (heliosfären) och det diffusa interstellära mediet.

Om du vill bygga ett interstellärt rymdskepp som når sin målstjärna inom rimlig tid, säg 50 år, då kräver detta någon form av framdrivning som är betydligt kraftigare än kemiska raketer, som är extremt ineffektiva. Möjliga källor inkluderar kärnkrafts, i pulsframdrivnings- och kärnreaktorvarianter, solseglar, elektromagnetiska utskjutare och antimateriella framdrivningssystem. Även om antimateriell framdrivning och EM-lanseringar skulle kräva teknik mer sofistikerad än vi har nu, är kärnkrafts- och solseglingsalternativen inom räckhåll för vår nuvarande teknik.

På 70-talet gjorde det brittiska interplanetära samhället en detaljerad studie av en interstellär sondesign som skulle kunna komma till Bernard's Star (6 ljusår bort) på bara femtio år. Denna interstellära sondesign använde kärnkraftspulsframdrivning, vilket innebar att den kastade atombomber bakom sig själv, vilket låter dem överföra en del av sin energi till pusherplattor, vilket skulle påskynda farkosten framåt. Baserat på deras beräkningar kan sonden uppnå hastigheterna 10% av ljusets hastighet. Detta är ungefär gränsen för kärnkraftsdrivning.

Med antimateriella eller elektromagnetiska utskjutare kan hastigheter närmare ljusets uppnås. Tekniska utmaningar för antimateria inkluderar att producera den i nödvändiga mängder (vi kan bara producera piktogram antimateria idag, för miljontals dollar) och tillräckligt innehålla det. Utmaningar för elektromagnetiska lanseringar ger den nödvändiga energin (i petawattområdet) och längd (hundratals kilometer) för att starta en interstellär sond till nära ljushastighet.