「恒星船」の版間の差分

有人・無人の問題は恒星船に大きな違いをもたらすが、無人の場合なら運行に致命的な故支障となる機械的なトラブルも、十分な技術力を持つクルーがいる有人恒星船の場合であれば修復が可能であるため、フェイタルなものとはならない。しかし機械的な故障の問題は、基本設計的な部分の技術力によって克服されることが望ましく、現在の[[工学]]的な故障も将来的には克服される可能性もあるため、[[ロボット工学]]の発達で自動で修理する問題にようなら無人恒星船が現れれば、低速で航行することが可能とないる。

人間を恒星船に乗せて飛ばす場合、その人間の扱いに関しても色様々な方法がある。現在の科学で、比較的実現へのハードルが低いとされているのは、人間自身体をを冷凍して、限り無く無人恒星船に近付けて打ち上げる方法だである。この方法は[[冬眠船]]とも呼ばれている。

これには倫理的な問題もさる事ながら、安全性の確保に問題がある。たとえ冷凍したとしても、宇宙空間の[[素粒子]]や[[放射線]]は無遠慮に宇宙船を貫通して行き、衝突の際にはエネルギーを発生させる。この過程で凍結された人体は部分解凍と再凍結を繰り返し、また衝突した時のエネルギーは有機分子を変性させる可能性もあるため、人体を構成する分子構造が破壊される危険性がある。生命活動を行っている状態なら、少々の破壊は自己治癒するが、凍結されている場合は破壊される一方であるため、この問題はより顕著となる。

こそのため、できるだけ短い期間で目的地に到着させてることで被曝量を減らすか、何らかの[[シールド (サイエンス・フィクション)|シールド]]で凍結した人体を確実に守保護する必要があるが、前者は[[化学ロケット]]では速度に問題があるしり、後者はより技術的な進歩を待たなければならない。

また凍結に至らず一定温度に冷却しながら人工的な[[冬眠]]状態＝[[コールドスリープ]]によって代謝量を極端に下げ老化を防ぎ寿命を延長しようというアプローチも存在する。ただしこちらは活発に活動させたままにしておくと多く資源を消費してしまい、その資源を積むために宇宙船の限りある積載量に負担がかかるところを、コールドスリープの導入で人間をの生かすための存に必要な資源を必要最小限にしようというアプローチであり、また冬眠中は緩やかであるにせよ代謝をおこな行っていることから無制限に寿命を延長できるわけでもないため、2010年代において短期間であれば実用化の目途も立っている技術とはいえ、現状では惑星間航行のための有力技術とは目されてはいるが、恒星間航行に適用するためにはより強力な推進機関の開発も必要となっている。

『[[断絶への航海]]』（[[ジェイムズ・P・ホーガン]]）、や『[[遥かなる地球の歌]]』（[[アーサー・C・クラーク]]）、『[[ビブリオテーク・リヴ]]』（[[佐藤明機]]）等で言及されており、方法論的には2種類が想定され、活動している。実働する生身の人間がいない点が冷凍方式と共通する。

* 凍結精子及び卵もしくは凍結受精卵を搬送し、想定される目的地到着期間を前倒しで解凍受精されせる方法。

しかし、[[冬眠船]]と同様の倫理上の問題、宇宙船外的素粒子による被爆問題以上に、有機化技術、人工子宮の開発、凍結解除（受精）後もしくは有機化再生後に使用する教育用[[人工知能|AI]]の開発もしくは、遺伝子データを採取した人物のオリジナルの記憶を複製する技術、宇宙船のアクシデントを自動対処する修復システムの構築など技術的に克服しなければならない問題が多い。

凍結なら個体単位世代で「いつかは他の恒星系へ」移動可能となる訳だが、これとは別のアプローチとして、種族として低速恒星船に乗り込み、世代交代を繰り返しながら他の恒星系に到達する方法がある。この方法は[[世代宇宙船]]とも呼ばれる。

SF作品としては、[[ロバート・A・ハインライン]]の[[SF小説]]『[[宇宙の孤児]]』（発表は[[1941年]]）に登場している。また[[アイザック・アシモフ]]の『[[ネメシス (小説)|ネメシス]]』（[[1989年]]）には「[[スペースコロニー|宇宙コロニー]]として既に機能していた宇宙国家そのものを他恒星系に飛ばす」というアイデアが登場しているが、こちらは超光速航法で1世代未満にて架空の太陽系近隣恒星系に到達しているため、世代宇宙船ではない。

これは航行期間にもよるが、到達時に目的を果たせるクルーが存在している必要性から、[[近親交配]]に陥らずに種族を維持できるのに十分な人数や、それらを教育出来る機能、更にはそれらの人員が生活できるだけの食糧や水・酸素を生産・消費可能なリサイクルを続けるために、循環する生物的な環境が必須となる。また居住スペースは人体活動を維持できる十分な重力がある必要がある。これらの必然性から、遠心力で擬似的な重力を作るためにも、ちょっとした宇宙コロニー並程度の居住スペースや食糧生産能力（いわゆる[[農業]]を行う機能）が必要になり、以下の諸問題が考えられる。

また、これらの必然性により* 人員の数もがスペースコロニー並み程度になる場合にはため、完全に孤立した[[社会]]の規模も小規模な[[都市国家]]並み程度となることもが予測される。この場合は、独力で航行する以上は、[[政治]]や[[経済]]も独自の形態を維持する必要があると考えることができる。前出のハインラインの小説では、遥かな昔に船内で大規模な暴動が発生、船の運航に必要な人員を教育できなくなり、文明は技術を含め急激に後退、[[中世]]さながらの後退した社会で、独自の文化・価値観が[[迷信]]となって混乱を招いている様が描写されている。アシモフの作品では、強烈なカリスマ性を持つ指導者が人心を束ねる様子が描かれており、世代宇宙船では無いものの、開拓に十分な人員をもっていることから、到着後にすぐさま恒星系宇宙域の開発を行っている。

これは* 非常に巨大な居住スペースを持つ宇宙船を必要とするため、それを[[慣性]]に抗って駆動する強力なエンジンも必要となり、更にはそのエンジンを働かせるための十分な動力源を必要とする。こうなると、大量の燃料を抱えて飛ぶために更に巨大な推力を必要とし、ひたすら巨大化の一途を辿った化学ロケットのようなエンジンでは、もはや進む事すら不可能に近航続距離が足りなくなるため、[[原子力ロケット]]や[[核融合ロケット]]・[[電気推進|電気ロケット]]などの、たとえ小さい反発力でも、継続的に高速のかつ強力な推進剤を噴出する事で、前進が可能なロケットエンジンの登場開発が不可欠になる。

=== 高速（亜光速）恒星船 ===

いかにして実現するかは一旦棚上げとして、仮に年単位で1G（船内での観測で9.8m毎秒毎秒）1[[重力加速度|G]]の加速が可能な宇宙船が存在したならば、その恒星船の速度は[[SFでは亜光速と言われる速度]]に近付き達し、目的地への到着時間をそれなりに短縮できる。SFの用語では亜光速などと言う。特にまた、[[特殊相対性理論|相対論]]による[[時間の遅れ]]により船内の時間は遅く流れるので、光速で100年かかる距離（100光年）であっても、たとえば船内時間で1年で目的地に到達することも理論上は可能である。しかし船外の時間ではやはり100光年なら100年以上かか経っているため、出発地に残してきた家族や友人と生きて再会することはできない（一度きりの片道航行ならそれでもよいが）。

しかし、理論の範囲内でも加速した恒星船には様々な問題が発生する。また、加速を続ける方法に関しては、様々な可能性が示唆されている。

宇宙空間には一立方m当たり数個程度の[[水素]]分子があり、これ以外にも様々な塵や破片が存在するなど、完全な真空では無いため、宇宙船は絶えずそれらの衝突空間中に晒され散在している。地球の衛星軌道に捕ま水素分子を主とするような[[第一宇宙速度星間物質]]ですら、秒速8kmで、この速度の微細な物体が衝突しただけで致命的な破壊をもたらす運動エネルギーを持つのに、これが光速の何分の一かの速度で航行していたとすれば、宇宙船はひっきり強力なしに[[水素爆弾|水爆磁場]]の直撃を食らうにような状況ってかき集めて燃料（推進剤）に晒されする危険性が高、とい。こと恒星近辺でう、バサード・ラムジェット（[[微惑星:en:Bussard ramjet]]などは[[太陽風]]で粗方吹き飛ば、恒星間ラムジェットとも）が提唱されている。[[ラムジェットエンジン]]が、外宇宙空気との相対速度にはそういよった微細て作動することにな天体がまばぞらに浮遊しえていると考え。理論上、作動させられている速度までの加速に必要な燃料があれば作動原理上燃料は十分である。

原理的には、既存の天体の引力を利用して船の運動を変化させる[[スイングバイ]]と呼ばれる方法を用いて、化学ロケットで得られるよりもはるかに早く加速する事が可能である。実際にこの方法を用いるためには、

これを非常に莫大な確率の問題を解決して行けば、やがては送受信関係にある転送装置間で原子レベルに分解・再構築する事も可能になるかも知れないが、同じ方法で宇宙船を何も無い遥か先の天体近くで再構成させるのは、確実に原子の流れをコントロール出来ない事にはまず無理だと考えられている。

上記のような不確実な[[量子テレポーテーション]]が恒星間航行に使用されるとは考えにくい。く、一方の空間を操作する方法に至っては、数学的モデル上では亜空間や異次元は存在するものの、物理現象として空間の歪みなりや穴なりを発見した事例は無く、これらを移動に利用できるかは未知数である。

一般的に[[ブラックホール]]と[[ホワイトホール]]や[[ワームホール]]はSFファンにはお馴染みだが、ブラックホールは物質を吸い込む際に素粒子レベルにまで分解してしまうし、数学モデル上で存在が指摘されているホワイトホールでにおいて分解された素粒子が再構築されて吐き出されるとは考えにくい。たとえ再構築されても、ブラックホールの高重力で潰さられている最中の状態で再構築されても技術的有用性は低ない。ワームホールも同様である。

このような航法では、時空間的な特異現象を利用するか、まさにその特異現象を人工的に起こす必要がある。しかしが前者はそのような現象が起きている場所まで到達できしなければならず、後者に至っては、天体が発生させるような超高エネルギーを必要とする。

== 動力源としての可能性を持つ反物質 ==

現在、恒星間航行を可能にする宇宙船の動力となる高エネルギー源として、もっとも有望視されているのは[[反物質]]である。加速器によって生成した反粒子を十分に冷却した状態で反応させる事により、安定した反物質（反水素）が生成できる事はが確認されており、これを安全に保存できるなら、将来的なエネルギー源（正しくはエネルギーを保有する方法）として利用できる可能性がある。ただし、現代の技術水準では1gの反物質を製造するには巨大な加速器を100億年にわたって反物質の製造に専念稼働させる必要がある。

[[ダイソン球]]と呼ばれる、恒星を巨大な人工構造物で覆って、恒星から発生するエネルギーを利用する超巨大な構造物のアイデアがあるが、これを利用して恒星の発するエネルギーをすべて反物質製造に費やせるすなら、数年～数十年程度で恒星間航行に必要な動力が得られると云いう計算がある。そこまで大掛かりな装置で無くとも、[[公転軌道]]上に直径750m程の大きな粒子加速器付きの人工惑星（形状としては、太陽に向いた巨大[[アサガオ]]のような物）を200個設置すれば、約20年程で恒星間航行が可能になるのに十分な反物質20トンが蓄えられるという。

現在の技術水準では、直径750mの人工惑星200個を太陽の公転軌道に乗せることも非常に難しいかもしれないが、月面の[[マスドライバー]]や惑星軌道上の工場衛星が現実的な未来の話として挙がっている以上、途方もない夢物語と云う水準の話ではない。