Вдесятеро и даже более высокую скорость истечения по сравнению с химическими ракетами могут развить ионные двигатели (Роберт Силверберг "Вселенские каннибалы", "Человек в лабиринте", "Хозяин жизни и смерти", Чарлз Шеффилд "Сверхскорость", "Холоднее льда", "Небесные сферы", Боб Шоу "Судный день Орбитсвиля", "Ночная прогулка", Пол Андерсон "Мы выбираем звезды", Артур Кларк "Земной свет", "Последняя теорема"). Их тягу создают ионы, ускоренные в электрическом поле, незаряженные частицы для этого не подходят. Однако глубокая и быстрая ионизация больших масс плотного рабочего тела — очень даже непростая задача, поэтому имеющиеся разработки таких двигателей не вышли из опытной стадии, развивают небольшую тягу и способны более или менее стабильно работать лишь вне атмосферы. Фантасты чаще рассматривают их как вспомогательные (Артур Кларк "3001: Последняя Одиссея", Чарлз Стросс "Небо сингулярности"). Тем не менее, мысль о возможности запуска таких ионных двигателей на космическом корабле, находящемся на дне океана из тяжелой воды (Чарлз Шеффилд "Небесные сферы"), выглядит не столько свежо, сколько авантюрно, потому что такое действие приведет лишь к грандиозному взрыву вследствие выделения огромной энергии в ограниченном объеме конденсированного вещества. Не зря же военные подводные лодки сначала забрасывают свои ракеты в воздух, и лишь затем подается команда на запуск их двигателей.
Ради достижения более высоких температур и скоростей истечения рабочего тела фантастические описания маршевых реактивных двигателей чаще всего идут по пути повышения энергоемкости топлива. В первые годы после открытия атомной энергии это топливо называли атомным (Пол Андерсон "Сумеречный мир", серия "Основание" Айзека Азимова), затем естественным образом перешли к термоядерному (Артур Кларк "2010: Одиссея Два", "2061: Одиссея Три", "Земная империя", Джек Макдевит "Чинди") как более эффективному. Очень высокую энергоемкость может дать антивещество, при взаимной аннигиляции с обычным веществом выделяющее, в соответствии с формулой Эйнштейна E=mc^2 (Артур Кларк, Стивен Бакстер "Перворожденный"), огромную энергию в виде достаточно "жесткого" гамма-излучения, нейтрино и заряженных частиц. Некоторые из предложенных и вымышленных схем таких реактивных двигателей перечислены в романе Кима Стенли Робинсона "2312". Другие фантасты считают возможным использование искусственной "черной дыры" в качестве тяговой энергоустановки космических кораблей (Дэвид Вебер "Дорогой ярости"), причем достаточно универсальной для движения корабля в различных режимах (Чарлз Стросс "Небо сингулярности"). Стремление понизить требования к запасам топлива на борту за счет повышенной энергоемкости похвально, но сталкивается с суровой необходимостью изолировать основную часть корабля от выделяемой энергии из-за далекого от идеала коэффициента полезного действия самого привода. Фантасты редко осознают, насколько ничтожно малым должен быть отток тепловой и электромагнитной энергии из межзвездного двигателя, в котором этой и еще более опасной энергии выделяется немереное количество каждую секунду, чтобы уцелел сам корабль и летящие на нем живые существа, в том числе экипаж и пассажиры. Почему-то считается, что эта проблема легко решается, например, с помощью некоторых абстрактных силовых полей, и якобы не заслуживает внимания. Одними из немногих на нее обратили внимание Ларри Нивен при описании конструкции корабля с далеко отнесенной от двигателя кабиной пилота в романе "Защитник" и Аластер Рейнольдс, изобразивший мощный дискообразный щит-экран, отделяющий термоядерный двигатель от основной части корабля ("Звездный лед"). Размещение двигателей сбоку и сзади от основного корпуса (серия "Орбитсвиль" Боба Шоу) вызвано скорее стремлением обеспечить безопасность при возможных неполадках, потому что небольшое удаление не решает проблему. Необходимость развивать немалые ускорения и выдерживать хотя и редкие, но огромные силовые нагрузки предполагает использование механических технологий и прочных материалов для конструирования межзвездных кораблей. Тем не менее, иногда встречаются мысли о возможности использования биотехнологий для таких целей и полетов межпланетных (Грегори Бенфорд "Левиафан") и даже гиперпространственных кораблей-биосистем, чаще создаваемых иными цивилизациями (Уолтер Йон Уильямс "Корабль беглецов", Аластер Рейнольдс "Город Бездны").
Чтобы экипаж и пассажиры не пострадали от лучевой болезни, не меньшее значение имеет надежная изоляция от различных видов проникающего излучения, в изобилии рождающегося при высоких энергиях частиц (Джек Уильямсон "Судьба астероида"). Подобная изоляция в любом случае необходима также для защиты от действия космического излучения, которую жителям Земли обеспечивают ее атмосфера и магнитное поле и которой, например, нет на поверхности Луны (Роджер Желязны, Томас Т. Томас "Вспышка"). В межпланетных путешествиях нежелательные дозы облучения также можно получить из-за непредсказуемых вспышек местной звезды, в нашем случае Солнца, при которых резко и значительно, на несколько порядков величины, возрастает интенсивность испускаемого звездой излучения, в основном быстрых протонов (Артур Кларк "Солнечный ветер", Роджер Желязны, Томас Т. Томас "Вспышка"). На Земле от них защищают все те же магнитное поле и атмосфера, а при выходе за их пределы приходится заботиться о том, чтобы необходимую защиту обеспечивала конструкция корабля (Роберт Хайнлайн "Марсианка Подкейн", Артур Кларк "Последняя теорема"). Или отыскивать подобные благоприятные сочетания атмосферы и магнитного поля в других местах (Ларри Нивен "Интегральные деревья", "Дымовое кольцо"). Гораздо реже звездные путешественники могут встретиться со вспышками сверхновых звезд, способных нарушить жизнь цивилизации или даже погубить ее на большом удалении (Пол Андерсон "День причастия", "Мародер", Чарлз Стросс "Небо сингулярности", Джек Макдевит "Око дьявола").
Из воображаемого опыта работы термоядерных и аннигиляционных двигателей может показаться, что выгоднее всего использовать в качестве рабочего тела свет или другое электромагнитное излучение, движущееся с максимально возможной в природе скоростью 299 492,5 км/c (в вакууме), применяя так называемые фотонные реактивные двигатели (Ларри Нивен, Джерри Пурнель "Мошка в зенице господней"). На самом деле это заведомо проигрышный вариант. Хотя свет и оказывает давление на препятствие на своем пути за счет передачи импульса при поглощении или отражении, это давление исключительно мало из-за отсутствия массы покоя у частиц света — фотонов. Для солнечного света, например, оно составляет несколько паскалей на орбите Земли, что в десятки тысяч раз меньше нормального давления воздуха на ее поверхности. Это подтверждается отсутствием отдачи у лучевого оружия, испускающего мощное электромагнитное излучение (Джон Кэмпбелл "Трансплутон"). Если же взять имеющие значительный импульс "жесткие" фотоны рентгеновского или гамма-излучения, для них нет хороших зеркал, они не отражаются, а поглощаются, в том числе в живых тканях, генерируя опасное вторичное излучение (Джек Уильямсон "Судьба астероида").
Поэтому, например, фотонный парус как движитель годится лишь для сверхлегких конструкций типа гоночных яхт с тонкопленочными парусами (Артур Кларк "Солнечный ветер", Артур Кларк, Фредерик Пол "Последняя теорема", Артур Кларк, Стивен Бакстер "Перворожденный") и для перемещений внутри планетных систем. Известно предложение о его использовании для полетов небольших беспилотных корабликов, в том числе несущих записанные в компактном электронном виде "спящие" разумы (Чарлз Стросс "Небо сингулярности") или же эмбрионы (Пол Макоули "Девушка по имени Семнадцать"). Описывается его применение для пилотируемых путешествий между ближайшими звездными системами, и то с разгоном батареями сверхмощных лазеров (Ларри Нивен, Джерри Пурнель "Мошка в зенице Господней", Ларри Нивен "Четвертая профессия", Чарлз Стросс "Акселерандо"), поскольку вдали от звезд и без того малая тяга такого паруса становится совсем ничтожной. Парус с лазерной тягой предполагается использовать при челночных перелетах между искусственными мирами в системе слабо светящегося бурого карлика (Карл Шредер "Гало"). Возможно, солнечный парус может заинтересовать живущие чрезвычайно долго разумные существа, если такие обнаружатся (Ларри Нивен "Четвертая профессия", "Мир-Кольцо", Фредерик Пол "Встреча с хичи", Дэвид Брин "Небесные просторы"). О том, чтобы стартовать на нем с планеты, не стоит даже мечтать. Можно попытаться использовать для увеличения тяги удары протонов как основной части солнечного ветра (Ларри Нивен "Четвертая профессия"), но для этого нужна более толстая пленка, чем могут себе позволить конструкторы солнечных парусов. Тем не менее, Дэн Симмонс предполагает, что обосновавшиеся в открытом космосе модифицированные люди будущего могут использовать подобные крылья-паруса для собственного передвижения между удаленными частями орбитальных поселений (серия "Песни Гипериона"). Известна идея сбора материи в периферийной атмосфере звезды, красного гиганта, кораблями с солнечными парусами и дополнительными гравидвигателями (Дэвид Брин "Небесные просторы"). Или несрочной доставки крупных партий углеводородов со спутников газовых гигантов к Земле с помощью исполинских автоматизированных космолетов на солнечной тяге и ракетных буксиров, обслуживающих их на этапах загрузки и старта, торможения и выгрузки (Роджер Желязны, Томас Т. Томас "Вспышка"). Наверняка авторы не подсчитывали, какую площадь парусов должны нести такие космолеты, чтобы поддерживать движение гигантского груза и совершать с ним маневры, а то бы точно прослезились. И если уж строить супермощные лазеры, то, может быть, они были бы полезнее на этапе старта при испарении рабочего тела и реактивном отталкивании образующейся струей самого корабля, заменяя первую ступень (Чарлз Стросс "Небо сингулярности", Иэн Макдональд "Убежище"). Кстати, на ближних расстояниях такие лазеры представляют большую опасность в случае незапланированного попадания их излучения в незащищенные места, особенно, в глаза. Тем не менее, сейчас в США развивается проект отправки к Проксиме Центавра крохотного зонда с небольшим световым парусом, разгоняемого набором лазерных излучателей общей площадью порядка одного квадратного километра. Действующие вне атмосферы световые паруса надо отличать от аэродинамических парусов, которыми наряду с аэростатикой может пользоваться гипотетическая жизнь в атмосферах планет-гигантов (Элизабет Бир "В глубинах неба").
В первые несколько десятилетий ракетно-космической фантастики считалось, что один и тот же корабль пригоден и для полетов между небесными телами, и для взлетно-посадочных операций (Герберт Уэллс "Война миров", Алексей Толстой "Аэлита", Гордон Диксон "Пограничник", Пол Андерсон "Сумеречный мир", "Звездный лис", Роберт Хайнлайн "Астронавт Джонс"). Но на основном этапе космического полета требования к двигателям сильно отличаются от требований при взлете и посадке на планету. В первом случае малая тяга должна действовать непрерывно в течение длительного времени, в отличие от краткосрочных маневров с большой и варьируемой тягой при старте и приземлении. Поэтому быстро стало понятно, что удобнее и надежнее иметь минимум два разных типа корабельных двигателей (Джек Уильямсон "Легион пространства", Роберт Силверберг "Пасынки Земли", Боб Шоу "Орбитсвиль", Чарлз Шеффилд "Схождение", "Небесные сферы", серии произведений Пола Андерсона о Торгово-технической лиге и Доминике Флэндри, серии "Алекс Бенедикт" и "Космоархеология" Джека Макдевита). Это нужно также по соображениям безопасности для обитаемых планет, которые могут пострадать от мощных потоков горячего рабочего тела реактивных двигателей (Клиффорд Симак "Космические инженеры"). Кроме того, при полетах в атмосфере крайне желательна аэродинамическая форма корабля (Билл Болдуин "Рулевой"), в то время как в безвоздушном пространстве она не имеет никакого значения (Артур Кларк "Острова в небе", "Пески Марса"). Поэтому удивительно, как тот же Билл Болдуин в другом своем романе "Наемники" приписывает конструкторам космического корабля стремление увеличить скорость движения за счет меньшего поперечного сечения корпуса. Или когда Аластер Рейнольдс изображает обтекаемые стреловидные формы околосветовых кораблей, якобы способствующие проходам через межзвездные бури. Самое интересное идет дальше: эти корабли летают на двигателях Бассарда, собирающих необходимый им межзвездный водород не только в узком конусе вблизи направления полета, но и с более широких углов ("Пространство откровения"). И для чего бы им нужна обтекаемость?
По названным выше причинам многие авторы стали склоняться к разделению функций. При этом большой корабль с наиболее удобной для длительного скоростного полета конструкцией преодолевает основную часть дистанции, а для посадки на поверхность планет и взлета с них, внутрисистемных межпланетных путешествий используются малые посадочные аппараты с аэродинамическим качеством (Пол Андерсон "Нелимитированная орбита", серия "Песни Гипериона" Дэна Симмонса). Ими могут быть катера (Пол Андерсон "Эпилог", Энн Маккефри "Хроники Перна: первое Падение", Чарлз Шеффилд "Сверхскорость"), боты (Роберт Хайнлайн "Фрайди", Пол Андерсон "Аватара"). Или шлюпки (Пол Андерсон "Мичман Флэндри", "Планета, с которой не возвращаются", Роберт Хайнлайн "Пасынки Вселенной", Андре Нортон "Неведомые звезды"), в том числе одноразовые (Роджер Желязны "Остров мертвых"). Те же функции выполняют многоразовые челноки или шаттлы (Артур Кларк "Острова в небе", Пол Андерсон "Мир без звезд", Роберт Хайнлайн "Между планетами", Гордон Диксон "Космическая лапа", Энн Маккефри "Заря драконов", Чарлз Шеффилд "Сверхскорость", "Объединенные разумом"). Так же считают Дэйв Волвертон ("Мой путь в рай"), Тимоти Зан ("Ангелмасса"), Грег Бир ("Эон", "Бессмертие"), Аластер Рейнольдс ("Дождь забвения", "Дом Солнц"), Джек Макдевит (серии "Алекс Бенедикт", "Космоархеология"). Один и тот же похожий аппарат называется то шаттлом, то паромом в переводе романа Иэна Бэнкса "Вспомни о Флебе". Подобная классификация достаточно условна, ряд авторов предлагает иные версии.
