스타십

3. 이론적 유형

SF에서 등장하는 스타십은 초광속 추진 시스템 (예: 워프 드라이브)을 배치하거나 초공간을 통과하는 방식으로 추진한다.

• 인체냉동보존 기술을 사용하는 슬리퍼가 있다.
• 빛보다 빠르며, 매우 빠르게 장소 사이를 이동할 수 있는 우주선(워프 드라이브 또는 웜홀 사용)이 있다.

3. 1. 저속 항성선

4. 항성 엔진

항성 엔진은 우주선이 아닌 태양계 자체를 이동시켜 다른 항성계를 목표로 하는 개념이다.

구체적으로는, 태양이 방출하는 에너지를 이용하여 거대한 추진력을 발생시켜 태양 자체를 천구상에서 이동시킨다. 그러면 태양계를 구성하는 모든 행성이나 소천체도 태양의 중력에 이끌려 함께 이동한다. 이 방법을 사용하면 인류는 지구에 거주한 채로 다른 항성계를 목표로 할 수 있으므로, 일반적인 항성선이 가지는 승무원의 생명 유지 문제는 일단 피할 수 있다.

태양계는 은하수 내를 약 2억 3000만 년이라는 매우 긴 시간을 들여 공전한다. 이렇게 긴 시간 동안에는 공전 궤도상에서 초신성 폭발이나 이에 따른 감마선 폭발, 블랙홀 등 태양계에 파국적인 현상이나 거대 천체와 조우할 가능성도 예측된다. 항성 엔진은 원래 이러한 현상에서 태양계 전체를 피하기 위해 고안되었다. 1987년 소련 중앙 항공 유체역학 연구소의 Leonid Shkadov|레오니드 슈카도프^영어는 태양을 반 정도 덮는 반구형의 초거대 태양 돛을 구축하여, 태양이 방사하는 태양풍의 반 정도를 수동적으로 추력으로 전환하는 '''슈카도프 스러스터'''를 제안했다. 슈카도프 스러스터는 다이슨 구를 구축 가능한 항성 문명이라면 충분히 실현 가능한 아이디어로 여겨지며, '''클래스 A의 항성 엔진'''으로 분류되었다. 다이슨 구는 '''클래스 B의 항성 엔진'''으로 분류되지만, 다이슨 구 자체는 추력을 발생시키지 않는다.

그러나 슈카도프 스러스터는 태양풍에서 전환된 추력이 태양계 행성을 파괴하는 것을 막기 위해, 태양의 자전축의 양극 쪽에만 배치할 수밖에 없다. 그래서 태양계를 자전축의 평행 방향으로만 움직일 수밖에 없고, 태양계 전체가 20m의 속도를 얻는 데 100만 년, 20km의 속도까지 가속하는 데 10억 년이 걸린다는 가속력의 둔함도 단점으로 지적되었다. 이러한 단점을 극복하기 위해, 다이슨 구에서도 에너지를 얻는 형태로 보다 능동적으로 추력을 발생시키는 '''클래스 C의 항성 엔진'''의 가능성이 모색되기 시작했다. 2019년에는 교육용 YouTube 채널 Kurzgesagt - In a Nutshell의 의뢰를 받아 Illinois State University|일리노이 주립 대학교^영어의 매튜 E. 카플란은 태양풍과 다이슨 구로부터의 에너지 공급으로 가동하는 거대한 바자드 램제트를 이용하여, 500만 년 만에 태양계 전체에 200km의 추력을 부여할 수 있는 '''카플란 스러스터'''를 고안했다^[10]。

5. 동력원

로켓과 같은 기술을 사용하여 합리적인 시간 안에 별 사이를 여행하려면 매우 높은 유효 배기 속도 제트와 이를 구동할 막대한 에너지가 필요하며, 이는 핵융합 에너지 또는 반물질에 의해 제공될 수 있다.

현재 항성 간 항행을 가능하게 하는 우주선의 동력이 될 고에너지원으로서, 가장 유망하게 여겨지는 것은 반물질이다.^[1] 가속기에 의해 생성된 반입자를 충분히 냉각한 상태로 반응시킴으로써, 안정된 반물질을 생성할 수 있다는 것이 확인되었으며, 이를 안전하게 보존할 수 있다면, 장래적인 에너지원으로 이용할 수 있는 가능성이 있다.^[1] 다만, 현대의 기술 수준에서는 1g의 반물질을 제조하기 위해서는 거대한 가속기를 100억 년 동안 가동해야 한다.^[1]

다이슨 구라고 불리는, 항성을 거대한 인공 구조물로 덮어, 항성에서 발생하는 에너지를 이용하는 초거대 구조물의 아이디어가 있지만, 이것을 이용하여 항성이 발하는 에너지를 전부 반물질 제조에 사용한다면, 수 년 ~ 수십 년 정도로 항성 간 항행에 필요한 동력을 얻을 수 있다는 계산이 있다.^[1] 그만큼 대규모 장치가 아니더라도, 공전 궤도상에 직경 750m 정도의 큰 입자 가속기 부착 인공 행성(태양을 향한, 거대한 나팔꽃의 꽃과 같은 형태를 한 것)을 200개 설치하면, 약 20년 정도에 항성 간 항행이 가능하게 충분한 반물질 20톤이 축적된다고 한다.^[1]

그러나, 우주 엘리베이터나 궤도상의 공장 위성 등도 실용화되지 않은 현재의 기술 수준에서는, 직경 750m의 인공 행성 200개를 태양의 공전 궤도에 올리는 것 역시 매우 어려운 것이 현실이다.^[1]

6. 가공의 예시

다양한 SF 작품에서 항성 간 우주선이 등장한다. "스타십"이라는 용어가 가장 두드러지게 문화적으로 사용된 예시 중 하나는 스타 트렉: 오리지널 시리즈이다.

(이 목록은 완전하지 않다.)

참조

_[1] 웹사이트 What Would a Actually Look Like? https://www.yahoo.co[...] Popularmechanics 2016-04-09
_[2] 웹사이트 Oahspe - Index http://gailallen.com[...] 2015-11-30
_[3] 웹사이트 Voyager 1 Has Date with a Star in 40,000 Years http://www.space.com[...] 2015-07-24
_[4] 웹사이트 Breakthrough Starshot: Mission to Alpha Centauri http://www.centauri-[...] 2016-04-14
_[5] 뉴스 A Visionary Project Aims for Alpha Centauri, a Star 4.37 Light-Years Away https://www.nytimes.[...] 2016-04-12
_[6] 뉴스 Stephen Hawking and a Russian Billionaire Want to Build an Interstellar Starship https://gizmodo.com/[...] 2016-04-12
_[7] 웹사이트 Breakthrough Starshot http://breakthroughi[...] 2016-04-12
_[8] 간행물 The warp drive: hyper-fast travel within general relativity https://iopscience.i[...] Institute of Physics 1994
_[9] 간행물 The warp drive: hyper-fast travel within general relativity 2000-09-05
_[10] 웹사이트 M. Caplan – Stellar Engines: Design Considerations for Maximizing Acceleration, 2019 https://sites.google[...] 2022-09-18
_[11] 웹인용 What Would a Actually Look Like? https://www.yahoo.co[...] Popularmechanics 2016-04-09
_[12] 웹인용 Oahspe - Index http://gailallen.com[...] 2015-11-30
_[13] 웹인용 Voyager 1 Has Date with a Star in 40,000 Years http://www.space.com[...] 2015-07-24
_[14] 트윗 Renaming BFR to Starship