محرك النجوم

يُعدّ دافع شكادوف (نسبةً إلى الدكتور ليونيد شكادوف ، الذي اقترحه لأول مرة) أحد أبسط الأمثلة على المحركات النجمية ، أو ما يُعرف بمحرك نجمي من الفئة أ . ^{[ 6 ]} يتكون هذا المحرك من نظام دفع نجمي، يتألف من مرآة/ شراع ضوئي ضخم - وهو في الواقع نوع هائل من الهياكل الشمسية الكبيرة بما يكفي لتصنيفها كبنية عملاقة - يعمل على موازنة قوة الجذب الثقالي نحو النجم وضغط الإشعاع بعيدًا عنه. ونظرًا لأن ضغط إشعاع النجم سيكون غير متماثل ، أي أن الإشعاع المنبعث في اتجاه ما سيكون أكبر من الإشعاع المنبعث في اتجاه آخر، فإن ضغط الإشعاع "الزائد" سيعمل كقوة دفع صافية ، مما يُسرّع النجم في اتجاه الهيكل الشمسي المُعلق. ستكون قوة الدفع والتسارع ضئيلة للغاية ، لكن هذا النظام قد يكون مستقرًا لآلاف السنين. أي نظام كوكبي مُرتبط بالنجم سيُسحب معه بواسطة نجمه الأم. بالنسبة لنجم مثل الشمس ، الذي يبلغ لمعانه 3.85 × 10 ²⁶ واط وكتلة 1.99 × 10 ^{إذا كان وزنها 30} كجم ، فإن إجمالي قوة الدفع الناتجة عن عكس نصف الطاقة الشمسية سيكون 1.28 × 10 ^١٨ شمالاً . بعد مليون سنة، ستصل السرعة المكتسبة إلى ٢٠متراً في الثانية، مع إزاحة عن الموقع الأصلي تبلغ ٠.٠٣ سنة ضوئية . بعد مليار سنة، ستصبح السرعة ٢٠كيلومتراً في الثانية والإزاحة ٣٤٠٠٠ سنة ضوئية، أي ما يزيد قليلاً عن ثلث العرض المُقدَّر لمجرة درب التبانة .    

يتكون المحرك النجمي من الفئة ب من كرتين متحدتي المركز تحيطان بنجم. تتلقى الكرة الداخلية (التي قد تندمج لتشكل غلاف دايسون) الطاقة من النجم وتصبح أكثر سخونة من الكرة الخارجية. ويُشغل فرق درجة الحرارة بين الكرتين محركات حرارية قادرة على توليد شغل ميكانيكي.

على عكس محرك شكادوف، فإن المحرك النجمي من الفئة ب ليس محركًا دافعًا.

يجمع محرك نجمي من الفئة C ، مثل محرك باديسكو-كاثكارت ^{[ 5 ]} ، بين الفئتين الأخريين، إذ يوظف كلاً من الجوانب الدافعة لمحرك شكادوف والجوانب المولدة للطاقة لمحرك من الفئة B. ويُعد غلاف دايسون ذو درجة حرارة عالية ، مغطى جزئيًا بمرآة، مع كرة خارجية ذات درجة حرارة منخفضة، أحد تجليات هذا النظام. تضمن المرآة غير الكروية تحويل النبضة الضوئية إلى قوة دفع فعالة (مثل محرك نجمي من الفئة A)، بينما يمكن استخدام فرق درجة الحرارة لتحويل طاقة النجم إلى شغل ميكانيكي (مثل محرك نجمي من الفئة B). تجدر الإشارة إلى أن هذا النظام يعاني من نفس مشاكل الاستقرار التي يعاني منها الغلاف غير الدافع، كما هو الحال في سرب دايسون ذي مرآة ستاتيت كبيرة (انظر الصورة أعلاه). ويُعد نوع فقاعة دايسون محرك شكادوف (شريطة أن يكون ترتيب مكونات ستاتيت غير متماثل).

يستخدم المحرك النجمي من الفئة D كتلة النجم لدفعه. ^{[ 3 ]} ومن أمثلة المحركات النجمية من الفئة D الصاروخ النجمي الذي وُصف عام 1989، ^{[ 7 ]} والذي يستند إلى تعديل لمفهوم "رفع النجوم" الذي طُرح عام 1985، ^{[ 8 ]} ومحرك كابلان الذي طُرح عام 2019، ومحرك سفورونوس ستار توغ الذي طُرح عام 2020.