Стоит помнить, что если космический двигатель остается реактивным, то для его действия равно необходимы как выбрасываемое в исходном или преобразованном виде рабочее тело, так и высокая скорость его истечения. Повышенная энергоемкость топлива и соответствующее увеличение скорости истечения могут лишь снизить требования к массе рабочего тела, достаточной для достижения кораблем заданной скорости, но не отменить ее совсем. Так, летящий со скоростью тысяча километров в секунду вымышленный пассажирский лайнер за одну секунду расходует сто граммов водорода, вылетающего из двигателя со скоростью в треть световой, а на весь путь от Сатурна до Земли требуются сотни тонн этого водорода (Артур Кларк "Земная империя"). Похожий межпланетный корабль с термоядерным двигателем несет по бокам четыре громадных, длиной с основной корпус, бака с запасом топлива (Аластер Рейнольдс "Звездный лед"). Поэтому описание межзвездных кораблей, разгоняемых до сверхсветовых скоростей и преодолевающих расстояния в десятки световых лет с помощью работающих исключительно на антивеществе реактивных двигателей при массе антивещества в сотни граммов (Энн Маккефри "Заря драконов", "Все Вейры Перна"), выглядит слишком противоречащим элементарным соображениям. Даже если при этом не учитывается невозможность превышения скорости света кораблем с реактивным двигателем, и не только таким, а любым. Межзвездные корабли Аластера Рейнольдса летают со скоростями всего 8% от световой, но масса антивещества, питающего их двигатели, тоже не слишком велика ("Город Бездны"). Правда, в одном из следующих романов автор упоминает необходимую для полета реактивную массу уже наравне с антивеществом ("Ковчег спасения").
Понимание необходимости рабочего тела в реактивном двигателе отчасти послужило стимулом в разработке концепции двигателя Бассарда. Этот вариант привлекателен тем, что он использует хотя и чрезвычайно разреженный по земным меркам, но все же присутствующий межзвездный водород, ионизируя и собирая его на своем пути, сжимая до наступления термоядерной реакции и выбрасывая ее продукты. Ионизация необходима для управления движением частиц, поскольку манипулировать отдельными нейтральными атомами чрезвычайно сложно. В идеале при этом исходные запасы топлива на корабле необходимы лишь для разгона и торможения, а при накапливании собранного водорода — лишь в начале полета. Такие двигатели кратко описаны, например, Бобом Шоу в серии романов "Орбитсвиль", Стивеном Бакстером ("Многообразие космоса") или Ларри Нивеном во многих его произведениях, в том числе в романах о мире-Кольце, их используют для межзвездных перелетов (Пол Андерсон "Тау ноль", Дэйв Волвертон "Мой путь в рай", Аластер Рейнольдс "Пространство откровения", "Дом Солнц"). Встречающихся атомы и частицы ионизируются направленным вперед мощным электронным пучком, и реакторы двигателей могут работать не только на протонах, но на любых других ионах (Боб Шоу "Орбитсвиль"). Для ионизации можно также использовать лазерные пучки (Стивен Бакстер "Многообразие космоса").
Схема Бассарда относится к прямоточным (таранным) двигателям, в которых рабочее тело или хотя бы один из компонентов топлива заимствуются из окружающей среды (Артур Кларк "Прелюдия к космосу", Ларри Нивен "Мир вне времени"). Она тоже сталкивается с ограничениями. В частности, средняя плотность межзвездного водорода весьма мала (менее одного атома на кубический сантиметр объема) и для его сбора в достаточном количестве нужны труднореализуемые пространственные конструкции с гигантским поперечным сечением, что делает маловероятной ионизацию с помощью направленного электронного пучка, если только все время не менять направление этого пучка. Потенциальный барьер реакции слияния четырех протонов (ядер наиболее распространенного изотопа водорода) в ядро гелия через промежуточное образование двух нейтронов (основной реакции термоядерного синтеза) достаточно высок, и это, в частности, хорошо для долгой жизни звезд типа Солнца. Но осуществление ее в реакторе за короткое время пребывания в нем сжатой плазмы требует очень высоких давлений и температур, превышающих стандартные внутризвездные (Роджер Желязны, Томас Т. Томас "Вспышка"), что затрудняет даже воображаемую постройку и действие подобных двигателей. Отчасти положение спасает то, что доля участвующего в реакции водорода может быть небольшой (Артур Кларк "Земная империя", Стивен Бакстер "Многообразие космоса"), остальная часть служит рабочим телом. Для снижения требований к степени сжатия реагирующего водорода предлагается к нему добавлять антивещество, аннигиляция с которым служит запалом для "термояда" (Чарлз Стросс "Железный рассвет"). На последнем решении явно сказались сегодняшние дефицит и дороговизна антиматерии, производимой в количестве считанных атомов. Использование двигателем чрезвычайно мощных электромагнитных полей, необходимых для стабилизации и управления образующейся сверхгорячей плазмой, может оказаться несовместимым с выживанием экипажа (Ларри Нивен "Подарок с Земли", Аластер Рейнольдс "Префект"). Кроме того, чем выше скорость корабля с двигателем Бассарда, тем сильнее тормозит его собственная система сбора водорода (Аластер Рейнольдс "Префект"). По некоторым оценкам, это ставит предел достигаемой скорости в десятки тысяч километров в секунду. Неплохо по сравнению с химическими или ионными двигателями, но все равно слишком медленно для полетов к другим звездным системам.
Универсальным средством борьбы с тяготением и ростом инерциальной массы многие авторы считают антигравитацию. На первый взгляд, она действительно способна не только преодолеть тяготение Земли или другого тела, но и обеспечивать защиту от метеоритов, тягу кораблям в космосе, создавать внутри них искусственную силу тяжести, компенсирующую ускорение (Пол Андерсон "Мятежные миры", Айзек Азимов "Край Основания", Ларри Нивен "Мир-Кольцо", серия "Песни Гипериона" Дэна Симмонса). Она же будто бы позволяет космическим кораблям садиться на поверхность планет и взлетать с них (Боб Шоу "Ночная прогулка"), правда, предпочтительно на воду и с воды из-за сопутствующих больших разрушений на суше (Билл Болдуин "Рулевой", "Галактический конвой"). Препятствием на пути реализации этих идей может послужить неразрывная связь гравитации с массой. Вполне возможно, что нейтрализация гравитации будет означать устранение массы корабля. Например, за счет превращения корабля со всем его содержимым в пакет частиц-волн с нулевой массой покоя и обратным восстановлением в исходное состояние в месте назначения или применения аналогичной процедуры по отношению к живым существам (Клиффорд Симак "Заповедник гоблинов", Грег Иган "Оседлав крокодила"). Но "безмассовые" фотоны, как и гравитационные волны (серия "Доминик Флэндри" Пола Андерсона, Билл Болдуин "Рулевой"), все равно движутся лишь с конечной скоростью света, что известно из классических опытов по ее измерению и подтвердилось недавними экспериментами по обнаружению гравитационных колебаний. Этого явно маловато для галактических расстояний, поэтому гравидвигатели чаще рассматриваются как взлетно-посадочные (серия "Доминик Флэндри" Пола Андерсона, Боб Шоу "Ночная прогулка", серия "Рулевой" Билла Болдуина). К тому же возникают каверзные вопросы по сохранению информации и, в частности, сознания при подобном преобразовании, по стабильности такого волнового пакета в процессах его транспортировки и обратной реконструкции. Обходной путь заключается в компенсации или снижении инерции (Грег Бир "Эон", "Бессмертие"). Предложенный Аластером Рейнольдсом механизм снижения инерции за счет регулирования взаимодействия массы корабля с квантовым вакуумом ("Ковчег спасения") явно намекает на механизм Хиггса обретения масс известными "элементарными" частицами (Аластер Рейнольдс "Город Бездны"). Реализация идеи пока кажется трудно достижимой вследствие того, что при рождении Вселенной из квантовых флуктуаций вакуума ощущаемое нами материальное вещество производится путем нескольких последовательных кардинальных превращений частиц с потерей прямой связи с вакуумом.
Если решены основные технические проблемы, главным препятствием на пути субсветовых космических полетов остается малая продолжительность человеческой жизни — ее не хватит на одно достаточно дальнее путешествие туда и обратно. Один из выходов - применение экипажей со многими сменами последовательных поколений (Аластер Рейнольдс "Город Бездны"). К сожалению, небольшой изолированный коллектив, занятый ограниченным кругом задач, может постепенно утратить первоначальные знания и исказить их до верований, несовместимых с целью полета (Клиффорд Симак "Поколение, достигшее цели"). Не исключен регресс до уровня поглощенного выживанием необразованного племени (Роберт Хайнлайн "Пасынки Вселенной", Брайан Олдисс "Без остановки"). Поэтому весьма популярны фантастические способы замедления биологических процессов в организме. Особняком стоит анестезирующий газ, который замораживает нервные окончания и одновременно замедляет метаболизм до необходимости лишь глотка воздуха в неделю (Пол Андерсон "Дуэль на Марсе). Чаще предполагается применение низких температур. Это гибернация (Роберт Силверберг "Стеклянная башня"), глубокий анабиоз (Пол Андерсон "Мы выбираем звезды", "Нелимитированная орбита", Энн Маккефри "Заря драконов", Джон Барнс "Миллион открытых дверей", Ларри Нивен "Подарок с Земли"), анабиоз-гиперсон (Алан Дин Фостер "Чужой"). На охлаждение прямо указывают "холодный сон" (Клиффорд Симак "Планета Шекспира", Роберт Силверберг "Пасынки Земли"), криосон (Аластер Рейнольдс "Дом Солнц"), "заморозка" (Аластер Рейнольдс "Город Бездны"), глубокий сон (Аластер Рейнольдс "Космический апокалипсис"), криогенная фуга (серия "Песни Гипериона" Дэна Симмонса). Их эквивалентом с точки зрения конечного результата могут служить стазисные устройства, способные замедлять ход времени. Вполне мыслимо комбинирование криосна, стазиса и релятивистского замедления времени вместе с клонированием и периодическими возвращениями клонов ради обмена накопленной информацией (Аластер Рейнольдс "Дом Солнц"). Хотя перечисленные возможности остаются фантастическими и, возможно, будут таковыми еще долгое время, последний автор наметил путь исследования всей Галактики с помощью субсветовых космических полетов, не нарушающих фундаментального ограничения на предельную скорость.
БЫСТРЕЕ СВЕТА?
Отмеченные ограничения и желание летать между звездами за приемлемое время заставляют изобретать другие возможности, обычно гораздо более невероятные. Примером может служить роман Чарлза Стросса "Небо сингулярности", в котором автор сначала признает невозможность превысить скорость света и тут же следом утверждает, что есть целых несколько способов обойти это ограничение, правда, приводит лишь их вымышленные названия. Другой похожий случай — нереактивная тяга, якобы снимающая путы закона сохранения импульса. Реализовать ее предлагается гашением импульса перемещаемого тела в одновременных реакциях рождения различных атомов (Фредерик Пол, Джек Уильямсон "Рифы космоса"). Это вам не какой-нибудь примитивный "холодный" термоядерный синтез, такая идея выглядит гораздо затейливей. Вот только как это сделать, в каких условиях и с помощью каких суперхитрых катализаторов, авторы не подсказывают, да и сами не знают, естественно. Лишь говорят, что так научилась делать жизнь, возникшая в межпланетном пространстве, что само по себе маловероятно. Кроме того, они не задумываются над тем, что одно лишь образование атомов расходует энергию, но не компенсирует импульс тела, так как законы сохранения импульса и энергии относятся к разным физическим величинам и не означают тождества между ними. При такой компенсации импульс тела должен передаваться образующимся атомам, которые, следовательно, должны двигаться с большими скоростями, но не образовывать неподвижные скопления, необходимые для формирования чего-то более крупного. С другой стороны, одной компенсации импульса недостаточно для приведения покоящегося тела в движение, она способна облегчить такое движение, но не столкнуть тело с места и придать ему ускорение. Для последнего нужна некоторая сила, не очень большая, если работает воображаемое гашение импульса, но все же конечная по своей величине. А что способно служить такой силой, авторы забыли сказать. Либо необходимо допустить стабильно неидеальную компенсацию, при которой некомпенсированная часть импульса используется для приведения тела в движение.
Примерно на том же уровне аргументируется существование двигателя "це-квадрат" (Роджер Макбрайд Аллен "Факел чести"). Он будто бы способен придать кораблю эффективную скорость, примерно равную квадрату скорости света в вакууме, но каким образом это возможно сделать и почему именно вторая степень, автор, похоже, не имеет ни малейшего представления. Кроме двигателей "це-квадрат", межзвездные корабли в этом романе несут реактивные и химические двигатели. Терминологически это разделение не совсем удачно, так как химические ракетные двигатели являются реактивными.
Сверхсветовую скорость передвижения якобы способен придавать двигатель, превращающий массу корабля в равную ему отрицательную (Джеймс Блиш "Ни железная решетка..."). Из такой же массы будто бы изготовлена вторая решетка сооружения, способного создать непроницаемый для материи силовой барьер вокруг звезды (сага Питера Гамильтона о Содружестве). С математической точки зрения смена знака массы эквивалентна антигравитации. В нашей Вселенной отрицательная масса не наблюдается, и методы превращения в нее обычной массы тоже неизвестны.
Оригинально, но не очень конструктивно, выглядит идея Джастина Стэнчфилда в рассказе "Река", где некая раса галактов путешествует между звезд как в потоке жидкости, используя энергию нулевых колебаний вакуума и миниатюрные двигатели, основанные на логике, отличной от нашей. Уподоблять движение в открытом космосе движению в потоке жидкости не совсем продуктивно, так как законы гидродинамики, применимые для перемещений в плотных средах, в вакууме сводятся все к тому же закону сохранения импульса. Использование для движения энергии нулевых колебаний вакуума не совместимо с квантовой механикой, и другая логика здесь не поможет. Хотя надо сказать, что одна из моделей "темной материи" и "темной энергии" объединяет их в некой гидродинамической схеме. В конце романа "Время для звезд" Роберт Хайнлайн упоминает двигатель, основанный на концепции одновременности. Что это такое, понять трудно, автор говорит лишь о том, что он появился в результате экспериментального подтверждения и теоретического осмысления бесконечной скорости и бесконечной дальности телепатии и обеспечивает преодоление десятков световых лет за несколько часов. То есть для его изобретения должна существовать телепатия, и вдобавок она еще должна действовать мгновенно и не ослабевая с расстоянием. Тут приходится иметь дело с тремя, по всей видимости, независимыми событиями, возможная вероятность каждого из которых чересчур мала. Что же в таком случае можно сказать о вероятности их одновременной реализации, которая приблизительно оценивается произведением этих трех совсем малых величин? Только то, что шансы на это гораздо меньше, чем просто крохотные.
