Впрочем, первые баллистические ракеты тоже были далеки от идеала.
А как насчёт фантастики? К сожалению, ионные двигатели там отсутствуют как класс. У некоторых писателей упоминаются плазменные, но с реальными образцами вроде VASIMR у них общего только слово «плазменный» в названии. Причина, на самом деле, очевидна: кораблям любой уважающей себя космооперы нужны мощные двигатели, чтобы истребители могли маневрировать вокруг авианосцев, уклоняться от ракет и взрывать звёзды смерти. Для всего этого ионный двигатель годится чуть менее чем никак. Примерно так же дело обстоит и в твёрдой НФ, где в центре сюжета обычно совсем другие вещи, а перемещение в космосе — всего лишь костыль-обоснуй, и неважно, на чём там летает корабль, главное, что он прилетает с Земли на Марс за неделю или две, а лучше за пару дней.
Другими словами, медленный бережливый двигатель попросту непригоден для подавляющего большинства используемых в фантастике сюжетов.
У света есть своё собственное давление — слабое, но всё же есть. Осознание этого факта привело людей к идее солнечного паруса, который работает так же, как и обычный, но вместо ветра использует солнечный свет.
Плюсы такого подхода очевидны. В первую очередь это халява — солнце светит всем и бесплатно. Во вторую… э-э, в общем, на первом пункте плюсы заканчиваются и начинаются минусы.
Для начала это низкая — нет, действительно низкая — тяга. Если тяга ионного двигателя показалась вам до смешного маленькой, то вы просто ещё не видели солнечный парус: на земной орбите каждый метр полотна сообщает аппарату усилие в 9e-6 ньютон, т. е. 0,000009 ньютон. Соответственно, парус размером, скажем, 100 на 100 метров сообщит нашему лайнеру тягу в 0,09 ньютона — в десять раз меньше, чем ионный двигатель.
Кроме того, ускоряться на этом парусе можно только в сторону от солнца (можно и в сторону, но потребуется зеркало). Кроме того, указанная выше значение тяги — это для земной орбиты, а дальше оно будет падать, причём не линейно, а по квадратичной зависимости (а это нивелирует единственный плюс — на парусе нельзя ускоряться бесконечно). Кроме того, такой огромный парус надо ещё развернуть. Кроме того, из-за большой площади он становится уязвим для космического мусора — каждая песчинка будет пробивать это ультратонкое полотно, превращая его в решето. Кроме того…
Ну, в общем, дальше продолжать, наверное, будет излишним. О солнечных парусах почитать можно у Кларка в рассказе «Солнечный ветер», они упоминались у Пьера Буля в «Планете обезьян», да и ещё много где. Реальность, увы…
Почему бы не использовать в качестве дополнительного движителя лазерный луч, хотя бы теоретически? Потому что лазер, к сожалению, имеет угол расхождения, хоть и небольшой. Когда корабль улетит на достаточное расстояние, связь пропадёт. От Солнца до пояса Койпера (как у Уоттса в «Ложной слепоте») дострельнуть лазером не получится, а если бы даже и получилось, возникает другая проблема: настройка и точность. Изменение угла на долю угловой секунды вызвало бы срыв корабля с лазерного «поводка», а учитывая, что свет идёт до Плутона девять часов, вернуть его обратно было бы затруднительно.
Это тоже далеко не фантастический концепт — первые разработки ЯРД появились ещё в 50-х годах. Суть ядерного двигателя очень проста — есть ядерный реактор, есть рабочее тело (чаще всего старый добрый водород). Реактор нагревает рабочее тело, которое радостно устремляется в космос, разгоняя корабль. Вот так:
По сравнению с обычными ЖРД такой двигатель обладает значительно более высоким удельным импульсом и меньшей тягой (но повыше, чем у ионника), что делает его более эффективным в космосе, чем на земле. Лёгкие газы вроде водорода при той же энергии будут иметь более высокую скорость, чем тяжёлые продукты сгорания химического топлива.
Например, единственный советский ЯРД РД-0410 обладал тягой в 35,2 кН и удельным импульсом 9000 м/с, а американские NERVA — 333 кН и 8500 м/с (для сравнения, спейс-иксовские ЖРД «Мерлин» — 740 кН и 3000 м/с соответственно). Однако в ходе разработок возникло множество трудностей, в результате чего приоритет отдали жидкостным двигателям.