thumb|300px|Um Bussard ramjet, em concepção artística da NASA. Viagem interestelar é, na ficção científica, uma viagem não-tripulada ou tripulada entre as estrelas, embora o uso do termo geralmente denote a última. O conceito de viagem interestelar em espaçonaves é uma matéria-prima básica da ficção científica. Há uma tremenda diferença entre viagem interestelar e viagem interplanetária, principalmente devido às distâncias muito maiores envolvidas.
Como um objetivo prático, a viagem interestelar tem sido ferozmente debatida por vários cientistas, autores de ficção científica, hobbistas e entusiastas.
Muitos artigos científicos têm sido publicados sobre conceitos correlatos. Dado suficiente tempo de viagem e trabalho de engenharia, viagem interestelar não-tripulada e geracional parece ser possível, embora represente um desafio tecnológico e econômico considerável, improvável de ser resolvido (particularmente no tocante a veículos tripulados) ainda por algum tempo. A NASA tem estado engajada em pesquisa sobre estes tópicos por vários anos e tem acumulado certo número de abordagens teóricas.
As dificuldades da viagem interestelar A viagem interestelar apresenta uma série de dificuldades. Há todas as dificuldades da viagem interplanetária, a incluir vácuo quase total, radiação, micrometeoroides e imponderabilidade, além do confinamento, isolamento e solidão que os nossos viajantes interestelares teriam que enfrentar. Estas dificuldades parecem ser solúveis; enviaram-se missões robóticas a cada planeta do Sistema Solar, humanos à Lua, e fizeram-se planos de missões tripuladas a Marte durante anos. A viagem interestelar é enormemente mais difícil pelas distâncias milhões de vezes maiores às estrelas vizinhas. Viagens intergalácticas teriam distâncias ainda outro milhão de vezes maiores do que as viagens interestelares.
Distâncias Interestelares Distâncias astronômicas são números extremamente gigantescos, assim quando nos referimos a elas não usamos Quilômetros, mas por exemplo entre os planetas do Sistema Solar são medidas em unidades astronômicas (UA), que foi definida como a distância média entre o Sol e a Terra, cerca de 1,510⁸ quilômetros. Netuno, o planeta mais distante da Terra, está a 29,8 UA de distância. Quando nos referimos a estrelas, essas distâncias aumentam quase exponencialmente, a estrela mais próxima do sistema solar é Proxima Centauri, que está a aproximadamente 268.332 UA de distância, ou mais de 9.000 vezes distante do que Netuno. Ou seja, se fizéssemos uma viagem para essa estrela na velocidade da luz (A luz no vácuo viaja cerca de 300.000 quilômetros por segundo, levaríamos cerca de 4,24 anos para chegar até ela.
Pelo fato das estrelas estarem muito distantes, essas medidas são representadas em anos-luz (que é definidos como a distância que a luz viaja no vácuo em um ano juliano) ou também parsecs (que é 3,26 anos-luz, ou seja, a distância na qual a paralaxe estelar é exatamente um segundo de arco).
A nave espacial de maior velocidade já enviada em uma missão espacial, a Voyager 1, cobriu 1/600 de um ano-luz em 30 anos e atualmente está se movendo a 1/18.000 da velocidade da luz. Nesse ritmo, uma viagem para Proxima Centauri levaria 80.000 anos.
Energia Necessária Um problema que se mostra aparente é o da energia necessária para uma viagem tão longa, de acordo com Brice N. Cassenti, professor associado ao Departamento de Engenharia e Ciencia do Instituto Politécnico Rensselaer, seriam necessários pelo menos 100 vezes a energia que o planeta produz em um ano para fazermos uma viagem até a estrela mais próxima, e essa seria apenas a energia suficiente para esta estrela, que está a 4,24 anos-luz da terra, no entanto, planetas com caracteristicas similares a Terra e estando na zona habitável da estrela ainda não foi detectado a pelo menos 50 anos-luz de distância.
O Meio Interestelar Para realizar uma viagem desse tipo é necessário conhecer bem as propriedades do gás interestelar e da poeira através dos quais a nave deve atravessar. Um grande problema com viagens em velocidades extremamente altas é que a poeira interestelar pode causar danos consideráveis à nave. Vários métodos de blindagem para diminuir esse problema foram propostos nos últimos anos, mas muitas perguntas permanecem abertas e devido à distribuição heterogênea da matéria interestelar durante a viagem tanto a sua densidade quanto o seu tamanho podem variar, grãos macroscópicos são menos comuns de serem encontrados, contudo são mais destrutivos, e tudo isso precisa ser levado em consideração.
Perigos Em uma viagem interestelar muitas variáveis precisam ser consideradas quando se analisa o risco à tripulação da nave. Eles enfrentariam vários perigos significativos, incluindo os efeitos psicológicos devido ao isolamento de longo prazo, efeitos da exposição à radiação ionizante direta do universo pois não teriam mais a proteção natural do planeta Terra, efeitos fisiológicos como o detrimento muscular (pela falta da força gravitacional), articulações, ossos e sistema imunológico também devem ser afetados. Como discutido na seção anterior existe ainda o risco de algum impacto com poeira e/ou detritos espaciais. Todos esses riscos representam desafios que ainda precisam ser pensados profundamente.
Viagem tripulada vs. Viagem não-tripulada A massa de uma nave capaz de transportar humanos seria muitas ordens de grandeza maior que a de uma nave ou sonda espacial não-tripulada. Como exemplo, podemos citar as diferenças entre a primeira sonda espacial, Luna I, que pesava 361 kg e a primeira nave a levar um ser vivo (cadela Laika), o Sputnik 2, que pesava 508,3 kg. Isso, claro, é apenas um exemplo. As diferenças, no caso de uma viagem interestelar seriam enormes, pois as distâncias e o tempo envolvido seriam muito maiores. Além disso, uma nave tripulada exigiria um sistema fechado de suporte biológico.
Tipos de viagem interestelar Há dois tipos de viagem interestelar. Um é a viagem interestelar lenta, que já é tecnologicamente possível, mas que exige um grande intervalo de tempo, muitas vezes superior à expectativa de vida dos seres humanos. Outro é a viagem interestelar rápida, que ainda não é tecnologicamente possível , mas que poderia ser concretizada com futuros avanços técnicos e descobertas científicas.
Viagem interestelar lenta Uma viagem interestelar lenta normalmente faria uso de tecnologias de propulsão já disponíveis. Como resultado, tais viagens seriam extremamente longas, com duração variando de cem a milhares de anos. Viagens tripuladas lentas poderiam ser usadas como viagens de ida para o estabelecimento de colônias. Mesmo assim, o longo tempo da viagem seria um obstáculo imenso por si só. Seguem algumas propostas para contornar o problema:
Naves multigeracionais
Uma nave (multi)geracional seria uma espécie de arca interestelar. Os viajantes viveriam normalmente durante a viagem. A tripulação que chegaria ao destino seria formada por descendentes daqueles que deixaram a Terra.
Mas a possibilidade de criação de naves multigeracionais é pequena, por que elas apresentam grandes problemas. Elas teriam que ser muito grandes; pesariam tanto que teriam que ser construídas em órbita, o que seria muito caro. Outra exigência de uma nave multigeracional é a existência de um sistema fechado de suporte biológico, uma espécie de habitat artificial. Ecossistemas fechados, como a Biosfera 2 foram construídos com o intuito de estudar tal possibilidade. Os resultados, porém, têm sido insatisfatórios, e a um alto custo.
Além disso, naves multigeracionais teriam outros problemas biológicos e sociais. Estimativas quanto ao número de tripulantes variam, mas o menor valor proposto é de 180. Uma população tão pequena seria bastante suscetível à deriva genética, o que colocaria o pool de genes abaixo dos níveis seguros. Dada a possibilidade de uma viagem com milhares de anos de duração (mais longa que a existência das civilizações humanas), há o sério risco de que a população que chegar ao destino não faça o que havia sido planejado; há também a possibilidade de se esquecerem que estão numa nave multigeracional. Na pior das hipóteses, a tripulação pode ter caído no barbarismo. Tais possibilidades foram exploradas por vários autores de FC, como Robert A. Heinlein num romance em dois volumes chamado Órfãos do Céu (Orphans of the Sky), e E.C. Tubb em Star Ship.
Animação suspensa
Tanto cientistas quanto escritores de ficção científica propõem várias técnicas de animação suspensa. Dentre essas, destacam-se os possíveis usos de hibernação humana e preservação criogênica. Atualmente, nenhuma das técnicas propostas está disponível, mas elas são preferidas pelos que defendem o uso de naves-dormitório, nas quais os passageiros ficariam inertes durante os longos períodos de tempo de uma viagem interestelar.
Expectativa de vida estendida
Uma outra possibilidade é a abordagem defendida por Aubrey de Gray. Segundo ele, seria possível estender a expectativa de vida humana até milhares de anos, através do uso de engenharia preventiva ou reparativa em nível celular. Tal técnica, entretanto, ainda não está disponível, e é pouco provável que tenha sucesso.
Isso possibilitaria uma única tripulação numa viagem interestelar, mas os efeitos psicológicos e biológicos de uma viagem tão longa ainda seriam um problema sem solução.
Embriões congelados Uma missão espacial robótica que carregasse certo número de embriões humanos é outra possibilidade teórica. Esse método de colonização espacial requer, entre outras coisas, o desenvolvimento de um meio artificial que simulasse as condições do útero, o que permitiria uma gestação. Além disso, seria necessário um maior desenvolvimento da robótica. Há ainda o problema de como educar crianças que se desenvolveriam a uma distância tão grande da Terra que a comunicação entre a nave e o nosso planeta levaria anos ou mesmo vários séculos. Também devemos nos perguntar como explicaríamos a tal indivíduo o que ele deveria fazer, isto é, qual seria sua missão. A questão psicológica, portanto, ainda persistiria nesta abordagem.
Viagem interestelar rápida A ideia de naves capazes de alcançar as estrelas rapidamente (em relação à expectativa de vida humana) é bastante atrativa. Entretanto, isso requer algum tipo exótico de propulsão ou mesmo uma Física exótica.
Viagem Sublumínica thumb|300px|Concepção artística de uma nave interestelar tipo Daedalus, movida a fusão nuclear e capaz de atingir 10% da velocidade da luz. Se uma espaçonave fosse capaz de viajar a uma velocidade média equivalente a 10% da velocidade da luz, seria possível alcançar Proxima Centauri em quarenta anos. Diversos sistemas de propulsão seriam capazes disso, mas nenhum deles é economicamente viável.
Conceitos sobre foguetes Toda a eficiência de um foguete será limitada pela equação de foguete de Tsiolkovski, que quantifica a velocidade adicional que um foguete pode ter em função da massa de combustíveis consumidos e da velocidade de escape de gases envolvidos no processo.
Devido a uma alta troca de calor durante o trajeto de um foguete numa viagem percorrendo grandes dimensões, o aquecimento das peças seria inevitável, fazendo com que o maior desafio de engenharia para a construção de foguetes interestelares seja o tratamento do calor, isto é, fazer com que os exaustores não transfiram tanto calor de volta para o foguete.
Motor iônico A mesma tecnologia usada na sonda Deep Space, a propulsão iônica utiliza feixes luminosos incidindo sobre gases como argônio ou xenônio, acelerando seus íons até velocidades altíssimas, o que aceleraria um foguete pela conservação de momento.
Motores nucleares