Vilka typer av interstellar rymdfarkoster har föreslagits?
Interstellar rymdfarkoster, eller rymdfarkoster som kan göra resor mellan solsystem, skulle behöva vara betydligt mer avancerade än det interplanetära farkosten som mänskligheten redan har byggt. Medan avståndet mellan planeter i detta solsystem kan mätas i ljusminuter eller ljustimmar, är avståndet mellan stjärnsystemen vanligtvis dussintals ljusår. Eftersom solsystemen är så små relativt de stora utrymmena av tomt utrymme som de är inbäddade i, kommer navigations- och framdrivningssystem med hög precision att behövas för att ett interstellärt rymdskepp ska nå sitt mål framgångsrikt.
En fördel med interstellär resa är rymdets nästan vakuum; när du väl får ett föremål att röra sig finns det lite motstånd för att bromsa det. Men med modern kemisk raket-teknik skulle det vara oerhört svårt att accelerera alla objekt till en hastighet över många tusendelar av ljusets hastighet. För att skapa ett interstellärt rymdskepp har man erkänt att kemiska raketer med fast bränsle kommer att vara otillräckliga och att nya framdrivningsmetoder måste utformas.
Det andra stora tekniska hindret när det gäller att skapa ett interstellärt rymdskepp är att se till att passagerarna förblir bekväm och psykologiskt passande under resan, vilket kan ta hundratals eller tusentals år. Ett interstellärt rymdskepp skulle troligtvis behöva fungera som en autonom rymdkoloni, kanske hyser generationer av individer och medel för deras överlevnad och välstånd. Föreslagna alternativ inkluderar avstängda animationssystem eller människor som är genetiskt konstruerade för att leva längre, äta mindre eller vara motståndskraftiga mot tristess.
Ett av de första konkreta förslagen för ett interstellärt rymdskepp kommer från Project Orion , som föddes 1958 på General Atomics i San Diego. Projektet, som av flera atomforskare tros vara praktiskt med dagens teknik, innebär ett fartyg utrustat med en massiv stötdämpare, framdrivet av explosioner av termonukleära bomber sprängda ut bakom farkosten. Bomberna förångade en del av sprängplattan (någon form av plast bedömdes vara optimal), vilket skulle fungera som ett drivmedel för att ge drivkraft. Många dussintals forskare och ingenjörer var allvarliga med att bygga ett Orion-rymdskepp på 60-talet och använda det för att göra resor runt solsystemet på 70- och 80-talet, men projektet stängdes på grund av kärnvapens politiska känslighet.
En annan, mer avancerad form av föreslagen interstellär rymdfarkoster är Bussard ramjet. Denna ramjet skulle bestå av en gigantisk skopa framtill på farkosten, utformad för att ta interstellärt väte mycket på det sätt som en jetmotor tar luft. Vätskekärnorna skulle smältas i proton-protonreaktioner, vilket ger energi för drivkraft. Även om mängden fritt flytande väte i interstellära utrymmen är diffus, kan mycket väte skördas om farkosten rör sig nära ljusets hastighet, som dess design kräver. Det har beräknats att ett sådant fartyg kan röra sig med cirka 16% av ljusets hastighet.
Ännu ett föreslaget rymdskepp är solseglet. Eftersom även solljus utövar ett visst tryck på ytor kan det användas för att driva en nyttolast som är kopplad till ett gigantiskt solsegel. Ett sådant segel skulle behöva vara många kilometer bredt, men kanske bara några atomer tjocka, beroende på vilket material som används. Grafen, ett särskilt starkt och tunt arrangemang av kolatomer, kan vara en potentiell kandidat. Rullade upp tätt, en nyttolast bestående av bara några hundra ton kan vara tillräcklig för att distribuera ett solsegla som kan påskynda en nyttolast till en väsentlig del av ljusets hastighet. Det enda problemet är att sakta ner när du når ditt målstjärnsystem, en uppgift som kan tilldelas nukleära retro-raketer.
Många andra typer av interstellär rymdfarkoster har beaktats, både i ett allvarligt sammanhang och inom science fiction. Rymdfarkoster som använder maskhål eller "böjning" av rymdtiden diskuteras populärt, även om sådana konstruktioner vanligtvis kräver antingen enorma mängder energi (ungefär i storleksordningen vad solen släpper på några minuter) eller användning av negativt material, en exotisk form av materia som kanske eller kanske inte existerar. Skapandet av fartyg som använder faktiska drivmedel för att tillhandahålla drivkraft är mycket mer realistiskt, även om deras skapande förmodligen är decennier bort, med tanke på vår nuvarande teknik. Med tanke på de verkligt radikala konsekvenserna av interstellar resor och kolonisering verkar det knappast några decennier att vänta.