Mezihvězdná loď je samohybný prostor vozidla určená pro cestování mezi hvězdami , a to zejména mezi hvězdy s planetárními soustavami . Tento koncept, který je široce pokryt v pracích sci-fi, zůstává v oblasti teorie, i když by automatické stroje pro průzkum sluneční soustavy , jako jsou kosmické sondy Voyager nebo Pioneer, měly dosáhnout jiných hvězd jejich získanou rychlostí za několik desítek tisíc ... let.
V současném stavu našich technických kapacit je posun rychlosti blízké rychlosti světla neproveditelný. Kromě toho žádný objekt nemůže jít rychleji než světlo (použití červích děr v časoprostoru je otázkou čistých teoretických spekulací a jeho implementace se nejeví jako možná). Vezmeme-li v úvahu vzdálenosti mezi hvězdami (nejbližší jsou vzdálené několik světelných let), doba trvání cesty mezi dvěma hvězdami by proto byla enormní. Vesmírné sondy (Voyager, Pioneer), které opouštějí sluneční soustavu, se pohybují rychlostí několik desítek kilometrů za sekundu, neboli 0,0001 c (c = rychlost světla). U stávajících pohonných technik není možné je spustit mnohem vyšší rychlostí. Kromě toho jsou tyto sondy malé (několik stovek kilogramů) a jejich start směrem k hranicím sluneční soustavy vyžadoval odpalovací zařízení o hmotnosti téměř 1 000 tun. S chemickým pohonem, který je v současné době k dispozici ke startu směrem ke hvězdám (aniž bychom se zmínili o problému brzdění při příjezdu), při těchto, i když skromných rychlostech, plavidlo dostatečné velikosti, aby umožnilo posádce přežít dlouhou cestu, se proto ani nezdá možné.
Pohonný systém proto představuje hlavní překážku (ale ne jedinou) při realizaci mezihvězdné lodi. K překonání těchto obrovských vzdáleností by bylo nutné mobilizovat energii jaderné fúze, která by mohla být například spojena s iontovým motorem . Potřebná paliva, vodík a / nebo hélium tvoří největší část známé hmoty vesmíru. Uvažuje se také o zničení hmoty / antihmoty , jako v projektu Aimstar . Inženýři pracující v oblasti vesmíru provedli několik teoretických studií na toto téma:
Díky své izolaci a neschopnosti odpalovací rampy poskytnout jakoukoli podporu by byla mezihvězdná kosmická loď podobná plně autonomnímu vesmírnému stanovišti . Loď zrychlila na polovinu cesty a zpomalila na druhou. Pokud loď může dosáhnout rychlosti představující zlomek rychlosti světla, její posádka by mohla těžit z časového zrychlení spojeného s relativistickými efekty. Při těchto rychlostech by však bylo nutné postavit velmi složitý ochranný štít na ochranu před nárazem částic do cesty lodi.
K dosažení nejbližší hvězdy za 40 let ( Proxima Centauri při ~ 4,242 světelných letech) musí mít kosmická loď delta-V 60 000 km / s (polovina této rychlosti je věnována zastávce ve hvězdném systému). Maximální delta-V technologií, které budou pravděpodobně zvládnuty (včetně fúze a antihmoty), je však kolem 2300 km / s, jak je uvedeno v následující tabulce (jednostupňové plavidlo).
| Pohonný systém | Specifický impuls | Delta-V max | Max. Tah | |
|---|---|---|---|---|
Chemický pohon |
Tuhé palivo | 250 - 310 s | 5,7 - 7,1 km / s | 10 7 newtonů |
| Tekutá pohonná látka | 300 - 500 s | 6,9 - 11,5 km / s | 10 7 newtonů | |
| MHD | <200 s | 4,6 km / s | 10 5 newtonů | |
Jaderný pohon |
Štěpení | 500 - 800 s | 11,5 - 20,7 km / s | 10 6 newtonů |
| Fúze | 10 000 - 100 000 s | 230 - 2300 km / s | 10 5 newtonů | |
| Antihmota | 60 000 s | 1381 km / s | 10 2 newtonů | |
Elektrický pohon |
Elektrotermické | 150 - 1200 s | 3,5 - 27,6 km / s | 10 newtonů |
| Elektrostatický | 1200 - 10 000 s | 27,6 až 230 km / s | 3 × 10 -1 newtonů | |
| Elektromagnetické | 700 až 5 000 s | 16,1 až 115 km / s | 10 2 newtonů | |
| Bez paliva | Sluneční závoj | 30 000 000 s | Žadné limity | 10 -4 newtonů |
V tvrdé science fiction se studují dvě strategie: krátkodobé koncepty a dlouhodobé koncepty.
Dlouhodobé koncepce se spoléhají na dobu cestování delší, než je doba lidského života. Obsahují:
Krátkodobé koncepty se zaměřují na nižší efektivitu a dobu cestování kompatibilní s délkou života člověka. Patří mezi ně, rozlišené podle jejich způsobu pohonu: