A csillaggépek hipotetikus megastruktúrák egy osztálya , amelyek a csillagok sugárzását használják fel használható energia előállítására . Egyes fajtáik energiát használnak a tolóerő létrehozására és a csillag és bolygórendszerének adott irányban történő gyorsítására. Egy ilyen rendszer felépítése lehetővé teszi, hogy alkotóit a Kardasev-skála szerinti második típusú civilizációk közé soroljuk .
Háromféle ilyen megastruktúra létezik.
A csillaggépek egyik egyszerű példája a Shkadov-motor (amelyet Leonyid Mihajlovics Shkadovról neveztek el , aki először javasolta a tervezést), vagy az A osztályú csillaggép [1] . Egy ilyen motor egy csillagléptékű erőmű, amely egy hatalmas tükörből áll - egy kellően nagy méretű napvitorlából , amelynek fénynyomását a csillag gravitációs vonzása egyensúlyozza ki. Mivel a csillag sugárzási nyomása idővel aszimmetrikussá válik (vagyis több energia sugárzik ki valamelyik irányba), a nyomáskülönbség tolóerőt hoz létre, és a csillag gyorsulni kezd a felette lebegő vitorla irányába. Az ilyen tolóerő és gyorsulás rendkívül kicsi lenne, de egy ilyen rendszer évezredekig stabil maradhat. A csillag bolygórendszere magával a csillaggal együtt fog mozogni.
A Naphoz hasonló , 3,85⋅10 26 W fényerővel és 1,99⋅10 30 kg tömegű csillagnál a napsugárzás felének visszaverődése által keltett teljes tolóerő 1,28⋅10 18 Newton lenne. 1 millió év alatt ez 20 m/s sebességváltozást és 0,03 fényév távolságot eredményez az eredeti helyzettől. Egymilliárd év múlva a sebesség 20 km/s, az eredeti helyzettől való távolság pedig 34 000 fényév, ami valamivel több, mint a Tejút-galaxis szélességének egyharmada .
A B osztályú csillaggép egy Dyson-gömb , vagy annak egyik változata, amely egy csillag köré épül. A csillag és a csillagközi közeg közötti hőmérséklet-különbség felhasználásával lehetővé teszi az energia kinyerését a rendszerből, esetleg termoelektromos jelenségek segítségével . A Shkadov motorral ellentétben egy ilyen rendszert nem arra terveztek, hogy tolóerőt generáljon. A matryoshka agy koncepciója egy B osztályú gép ötletén alapul, amelyben az energiát egy meghatározott célra nyerik ki: adatfeldolgozás.
A C-osztályú csillaggép a két korábbi osztályt egyesíti, mind a tolóerőt, mind az energiatermelést teljesíti.
Egy Dyson shell, amelynek belső felülete részben tükröződik, egy ilyen rendszer lenne (bár, mint egy hagyományos shellnek, ennek is vannak stabilitási problémái). A Dyson-gömb kialakítása szintén Shkadov-motor, ha a statikus alkatrészek elrendezése aszimmetrikus; egy ilyen rendszer komponenseihez áramtermelő képességeket adni triviális feladat a kiépítéséhez képest.
Kaplan motorMatthew E. Caplan, az Illinoisi Egyetem asztrofizikusa egy olyan típusú csillagmotort javasolt, amely egy csillag fókuszált sugárzását használja (A osztályú gépi statikus tükrök segítségével) a csillag felszínén lévő területek felmelegítésére, és napszélnyalábokat hoz létre, amelyek a csillagokba gyűlnek össze. motorszerű motor teste Bassard , elektromágneses mezők. A motor magfúziót használva plazmaáramot állít elő, hogy stabilizálja helyzetét a csillaghoz képest, és radioaktív oxigén-14 áramot állít elő a tolóerő érdekében. Elemi számításokkal, maximális hatásfokot feltételezve Kaplan becslése szerint a hajtómű másodpercenként 10 12 kg csillaganyagot használ fel, hogy maximálisan 10–9 m/s 2 gyorsulást generáljon , ami 5 millió év alatt 200 km/s sebességet eredményez. 10 parszek távolságra 1 millió évig. Bár a hajtómű elméletileg 100 millió évig is működhetne, tekintettel a Nap tömegének elvesztésének ütemére, Kaplan úgy véli, hogy 10 millió év elegendő ahhoz, hogy megakadályozza a csillagok ütközését [2] . A koncepciót a Kurzgesagt [ 3 ] népszerű tudományos YouTube-csatorna felkérésére dolgozták ki .