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Le astronavi della classe Akira sono unità in costruzione nel XXIV secolo. Tale tipologia di vascello presenta la classica sezione a discoprodiera ma, a differenza delle altre unità federali, presenta due sezioni con decorso dorsale posteriore, costituenti la sezione ingegneria; tali sezioni sono unite a poppa da una struttura ad arco che funge anche da pilone di supporto per le due gondole di curvatura, orientate verso il basso ed un sistema di rilevamento sensoriale, posto a poppavia, in testa alla struttura ad arco.

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La classe Ambassador è un grande modello di astronave equipaggiata per missioni scientifiche a lungo termine e di combattimento. Il modello, disegnato da Rick Sternbach e Andrew Probert e costruito da Greg Jein, sembra essere una via di mezzo tra la classe Excelsior e la classe Galaxy. Le prime astronavi di questa classe sono varate all'inizio del XXIV secolo. L'Ambassador è la classe della quinta Enterprise.

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La classe Challenger è un modello di astronave del tardo XXIV secolo; combina una sezione a disco molto simile a quella della classe Galaxy a due gondole di curvatura poste sul dorso e sul ventre della piccola sezione ingegneria.

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La classe Constellation è un modello di astronave con quattro gondole di curvatura introdotta nel 2280. Le gondole di curvatura e la sezione a disco sono molto simili a quelle della classe Constitution e della Miranda; ha 15 ponti e un equipaggio di 535 persone. La maggior parte delle navi di questa classe sono messe in disarmo prima del 2370.

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La classe Constitution viene introdotta nel 2240: è costituita da vascelli federali veloci e potenti; nel 2267, dodici navi di questa classe risultano in servizio.

A partire dal 2271, l'Enterprise e molte altre navi vengono rimodernate, subendo un processo di refit, consistente nella sostituzione delle gondole di curvatura con modelli più avanzati (dimensioni maggiori e più performanti), sezioni ingegneria e collo vengono ampliate, la sezione a disco viene ampliata, aumentando la superficie esterna, la corazzatura e lo spazio interno, mentre viene ridisegnato il ponte di comando. Negli anni novanta del secolo XXIII, le varie unità di questa classe vengono avviate al disarmo, sostituite principalmente da vascelli di classe Excelsior; una classe Constitution è conservata presso il Museo della Flotta Stellare.

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La classe Daedalus è la prima classe di navi ad essere costruita sotto l'egida della Federazione. Costruita in cantieri orbitali in orbita terrestre, è un vascello esplorativo con 15 ponti, lungo 105 metri, dal peso di quasi 100.000 tonnellate; è l'equipaggio è composto da 229 persone, e dispone di due teletrasporti, due navette, ed è armato con due banchi phaser e un tubo lanciasiluri. Poteva raggiungere la velocità massima di curvatura 6.

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La classe Defiant è una classe di vascelli del XXIV secolo, designata a svolgere il ruolo di nave da combattimento. Inizialmente creata al fine di combattere i Borg (da questo compito deriva il motto della classe, "Assimilate this!"),fu poi usata nella guerra del Dominio. Vi appartiene la USS Defiant.

Le navi di questa classe incorporano le più avanzate tecnologie belliche disponibili all'epoca della loro costruzione; sono state le prime navi dotate di siluri quantici. Costruite nel cantiere navale di Utopia Planitia, hanno un equipaggio di 40 persone e possono raggiungere la velocità di curvatura 9,982. All'occorrenza, come per la classe Intrepid, possono atterrare direttamente sulla superficie.

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Le navi di questa classe, entrata in servizio alla fine del XXIII secolo, rappresentarono per diverso tempo le navi più avanzate della Flotta, e sono largamente utilizzate anche nel corso del XXIV secolo. Prodotte ai cantieri navali di Utopia Planitia, sono lunghe 467 metri, hanno un equipaggio di 750 persone e sono armate con 24 phaser e quattro tubi lanciasiluri.

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La classe Galaxy è la classe di navi più potente e capiente di tutta la Flotta Stellare nella seconda metà del XXIV secolo, tra la sua introduzione e il varo della classe Sovereign, tanto che la USS Enterprise D, l'ammiraglia della flotta tra il 2363 e il 2371, fa parte di questa classe. Può contenere fino a 5200 persone, tra personale della Flotta e personale civile in condizione di emergenza.

Il design della classe Galaxy segue la classica combinazione di sezione a disco a prua, collegata tramite una colonna alla sezione motori, che è la parte bassa e la poppa della nave, a cui sono collegate due gondole di curvatura per mezzo di piloni.

La classe Galaxy è il primo modello di astronave "componibile" della Flotta: possiede infatti la capacità di separare la sezione a disco dalla sezione motori. Quest'ultima, chiamata anche "Sezione da battaglia", in caso di separazione viene comandata dal "Ponte di battaglia", che ne costituisce la sostituzione del Ponte di comando (chiamato anche plancia). La "Sezione da battaglia" mantiene la capacità di viaggiare a velocità di curvatura, mentre la sezione a disco possiede solamente la propulsione ad impulso; questa può essere utilizzata anche per manovre di salvataggio, nel caso in cui la sezione motori, che contiene il nucleo di curvatura, venga irreparabilmente compromessa e sia impossibilitata ad espellere il nucleo di curvatura.

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È una classe sperimentale, il cui unico modello è la USS Interceptor, NX-77197; non è mai apparsa in nessun episodio della serie Star Trek, tantomeno nei lungometraggi, ma il suo sviluppo, presso le Blindfold Ship Yards di Saturno, è stato previsto in merito alla crisi generata dall'incontro della Federazione con i Borg; in seguito al contatto e l'esito degli scontri, la Flotta Stellare ha richiesto la creazione di nuove unità in grado di fronteggiare la minaccia Borg: oltre al progetto NX-77197 "Interceptor", furono presentati anche progetti 'Defiant', 'Prometheus' e 'Sovereign', primo e terzo entrati subito in produzione dopo la realizzazione dei prototipi.

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I vascelli di questa classe, varati a partire dal 2370, sono classificati come incrociatori leggeri e vengono utilizzati prevalentemente come navi multimissione. Sono caratterizzati da dimensioni non troppo elevate, discreta potenza di fuoco e alta velocità di curvatura possono, all'occorrenza, atterrare direttamente sulla superficie di un pianeta, il che li rende ottimi "incursori". Sono navi tecnologicamente avanzate, il cui computer di bordo contiene anche parti parzialmente organiche (con gel bioneurale); hanno 15 ponti, 700.000 tonnellate di massa, 344 metri di lunghezza, 175 metri di larghezza, 45 metri di altezza. La velocità massima è di curvatura 9,975. Navi di questa classe sono la USS Intrepid (NCC-74600), che dà il nome alla classe, la USS Voyager (NCC-74656) e la USS Bellerofonte (NCC-74705).

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Questa classe è in servizio nel XXIV secolo. Vi fanno parte la USS Lalo (NCC-43837) e la USS Wyoming (NCC-43730): la prima sperimenta il cosiddetto effetto Manheim nel 2364 (TNG: Ricordare Parigi) e in seguito, nel 2366, avvista un cubo Borg in rotta verso la Terra, finendo probabilmente distrutta; la seconda, su cui presta servizio Tuvok al suo ritorno nella Flotta Stellare nel 2349, combatte nella guerra contro il Dominio.

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Le navi di classe Miranda sono entrate in servizio verso la fine del XXIII secolo, e grazie alla loro versatilità, sono in servizio anche durante il XXIV secolo. Di essa fa parte la USS Saratoga(NCC-31911), che è distrutta dai Borg durante la battaglia di Wolf 359: di essa è primo ufficiale Benjamin Sisko, che si salva con il figlio Jake, mentre molti membri dell'equipaggio muoiono, inclusi il capitano e la moglie di Sisko. 

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Le astronavi di classe Nebula, entrate a far parte della flotta negli anni sessanta del XXIV secolo, sono assimilabili per potenza e dimensioni alla classe Galaxy.

Il design è più compatto, con le gondole montate inferiormente e lo scafo di collegamento tra le due sezioni ridotto al minimo; caratteristico è anche il grande modulo dei sensori superiore, nel quale sono incorporati i tubi lanciasiluri. La classe Nebula, nelle sue varie versioni, viene impiegata come nave scientifica o vascello multimissione.

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Le astronavi di classe Norway sono incrociatori in servizio nella seconda metà del XXIV secolo. Secondo il Deep Space Nine Technical Manual, sono prodotti in cantieri posti in orbita attorno alla Terra, sono lunghi quasi 365 metri, larghi 225 e alte 52, hanno una massa di 622.000 tonnellate, un equipaggio di 190 persone e possono sostenere una velocità massima di curvatura 9,7 per 12 ore; inoltre hanno sei emettitori phaser e due tubi lanciasiluri.

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La classe Nova è una classe di navi adatte per l'esplorazione planetaria e scientifica, ma non per le missioni a lungo raggio. Costruite in orbita a Rigel II e alla Terra, sono lunghe 221 metri, larghe 81 ed alte 31, e possiedono otto ponti. Hanno un equipaggio di 80 persone, possono viaggiare ad una velocità massima di curvatura 9 e sono armate di phaser e due tubi lanciasiluri.

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La classe NX è stata la prima classe di vascelli spaziali terrestri progettata per esplorare lo spazio profondo, di cui fa parte l'Enterprise NX-01, protagonista della serie televisiva Star Trek: Enterprise.

La classe NX sfrutta un nuovo tipo di propulsori, ideati da Henry Archer (padre di Jonathan Archer); per i test furono costruiti diversi prototipi, biposto, che furono le prime navi terrestri a superare la velocità di curvatura 2. La NX-Alpha, al comando del capitano Robinson, fu la prima a riuscire in quest'impresa, nel 2143 distruggendosi tuttavia al rientro nello spazio normale; per questo incidente il programma NX rischiò (anche per l'insistenza dei consiglieri vulcaniani) di venir cancellato, ma un secondo test di volo, effettuato senza autorizzazione da Archer e da Robinson (con la supervisione di Tucker), riesce a dimostrare la possibilità per l'altro prototipo (l'NX-Beta) di viaggiare a curvatura 2,5 in maniera stabile. Ulteriori prototipi permetteranno poi di superare la barriera di curvatura 3 nel 2145 (con Duvall al timone) e di arrivare alla classe NX vera e propria, capace di viaggiare a curvatura 5.

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Le navi di classe Oberth sono caratterizzate da una forma non canonica rispetto alla configurazione delle altre navi della Flotta Stellare: la sezione motori e la sezione a disco non sono collegate dal classico pilone bensì direttamente dalle gondole di curvatura. Nell'insieme è una nave piccola e molto compatta, sebbene non dia la sensazione di robustezza che invece danno, per esempio, le navi di classe Miranda o di classe Nebula.

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La classe Prometheus è una classe sperimentale della seconda metà del XXIV secolo; la sua particolarità è di potersi dividere in tre parti, che possono attaccare autonomamente il bersaglio(sequenza di "auto-separazione" avviata dall'MOE di tipo due che aiuta il dottore a riprendere il possesso della nave precedentemente abbordata dai romulani che intendono darla alla loro flotta per incrementarne la potenza). 

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Le navi di classe Saber, entrate in servizio alla fine del XXIV secolo, sono incrociatori leggeri, più piccole della navi di classe Defiant. Prodotte in cantieri orbitali attorno alla Terra; possono raggiungere una velocità massima di curvatura 9,7 e sono armate con quattro phaser e due tubi lanciasiluri; l'equipaggio è di 40 uomini.

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La Classe Sovereign, introdotta nel film Star Trek: Primo contatto, è la classe di navi più potente e capiente di tutta la Flotta Stellare; a tale classe appartiene anche la nave stellare USS Enterprise (NCC-1701-E)

Il design della Classe Sovereign segue più o meno la classica configurazione delle navi federali: è composta da una sezione a disco a prua, collegata alla sezione motori da una colonna quasi inesistente. Le due gondole di curvatura sono molto slanciate e sono collegate alla sezione motori per mezzo di piloni. Questi tipi di nave sono state concepite appositamente per contrastare in maniera "bruta" la minaccia dei Borg al Quadrante Alfa. Infatti il design della Classe Sovereign è affusolato e molto compatto. La sezione a disco richiama la forma aerodinamica adottata per la Classe Intrepid, mentre la struttura delle gondole è completamente innovativa, specialmente per quanto riguarda i collettori di Bussard.

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Questa classe è in servizio nel tardo XXIII secolo, non oltre gli anni ottanta del secolo. è armata di numerosi cannoni phaser ed è progettata per la guerra più che per l'esplorazione. La configurazione delle gondole di curvatura è simile alla classe Miranda, ma è più arretrata