Просмотр кода страницы Межзвёздный полёт

{{Wpspace}}
'''Межзвёздный полёт''' — путешествие между звёздами космических пилотируемых кораблей или автоматических станций, которые, таким образом, могут именоваться [[звездолёт]]ами.

Расстояние до ближайшей звезды ([[Проксима Центавра|Проксимы Центавра]]) составляет около 4,243 [[световой год|световых лет]], то есть примерно в 268 тысяч раз больше [[астрономическая единица|расстояния от Земли до Солнца]].

Четыре [[автоматическая межпланетная станция|автоматические межпланетные станции]] — [[Пионер-10]], [[Пионер-11]], [[Вояджер-1]], [[Вояджер-2]] — достигли [[третья космическая скорость|третьей космической скорости]] и покинули [[Солнечная система|Солнечную систему]]; теперь с их помощью изучают [[межзвёздное пространство]].

Аппаратов, прямым назначением которых был бы полёт до ближайших звёзд, на начало [[XXI век]]а не создано. Во второй половине XX века существовали проекты разработки пилотируемых межзвёздных кораблей «Орион» и «Дедал» на ядерной тяге. Их продолжением стали современные проекты ядерных звездолётов Longshot и «Икар». В 2011 году [[DARPA]] совместно с [[НАСА]] объявили о начале концептуального проекта «[[Столетний космический корабль|Через 100 лет к звёздам]]», целью которого является осуществление пилотируемого полёта к другим звёздным системам<ref>[http://www.gazeta.ru/science/2011/06/24_a_3674841.shtml Пентагон нацелился на звезды] {{Wayback|url=http://www.gazeta.ru/science/2011/06/24_a_3674841.shtml |date=20141129032530}} / [[Gazeta.ru]], 24 июня 2011.</ref><ref>[http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2011/2011/06/15_DARPA_Encourages_Individuals_and_Organizations_to_Look_to_the_Stars.aspx DARPA Encourages Individuals and Organizations to Look to the Stars; Issues Call for Papers for 100 Year Starship Study Public Symposium] {{Wayback|url=http://www.darpa.mil/NewsEvents/Releases/2011/2011/06/15_DARPA_Encourages_Individuals_and_Organizations_to_Look_to_the_Stars.aspx |date=20141129051945}} // [[DARPA]], 15 июня 2011{{ref-en}}</ref>. По словам Поля Ерёменко, координатора проекта в DARPA, целью данного проекта является не постройка космического корабля, а стимулирование нескольких поколений учёных на исследования в различных дисциплинах и создание прорывных технологий. По словам директора Исследовательского центра Эймса ([[НАСА]]) Симона П. Уордена, проект двигателя для полётов в дальний космос может быть разработан в течение 15-20 лет<ref>Ирина Шлионская, [http://www.pravda.ru/science/planet/space/02-07-2011/1082094-interstellar_overdrive-0/ Полет к звёздам всё-таки состоится?] {{Wayback|url=http://www.pravda.ru/science/planet/space/02-07-2011/1082094-interstellar_overdrive-0/ |date=20141129084700}} // Правда.ру, 02.07.2011.</ref>. В 2016 году инициирован частный проект [[Breakthrough Starshot]] по созданию сверхмалых автоматических межзвёздных аппаратов, использующих световой парус и разгон сверхмощной лазерной установкой, предусматривающий достижение ближайших звёзд за активное время жизни существующего поколения.

Полёты на звездолётах занимают существенное место в [[Научная фантастика|научной фантастике]].

== Цели полёта ==
[[Дайсон, Фримен|Фримен Дайсон]] главную цель освоения далёкого космоса видит в возрождении независимых маленьких групп людей, которые по его мнению всегда являлись двигателем прогресса<ref>Фримен Дайсон. Назад… в космос!</ref>. Однако по мнению его оппонентов ([[Штернфельд, Ари Абрамович|Ари Штернфельд]] и другие) все научные открытия совершались в крупных странах<ref>А. Штернфельд, Ю. Тюрин, О. Андреев. «В космос — ради будущего»]</ref>.

[[О’Нил, Джерард|Джерард О’Нил]] считает, что у человечества есть три пути развития: самоуничтожение, стагнация или космическая экспансия<ref name="bigear.org">{{Cite web |url=http://www.bigear.org/CSMO/HTML/CS02/cs02all.htm#cs02p16 |title=Gerard K. O’Neill on «Space Colonization and SETI» Article in magazine started on page 16 High energy physicist, teacher, astro-engineer and space colonizer, like a Columbus or a Magellan, O’Neill charts a course into a cosmic future. This interview with Gerard K. O’Neill was made by John Kraus of COSMIC SEARCH. |access-date=2017-11-29 |archive-date=2017-12-12 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171212220441/http://www.bigear.org/CSMO/HTML/CS02/cs02all.htm#cs02p16 |deadlink=no}}</ref>.

== Стратегия полёта ==
Выделяют два определения межзвёздных полётов:
* медленные путешествия в десятки тысяч лет (например, автоматические станции «Пионер 10», «11» и два «Вояджера» или предложенные некоторыми учёными проекты человеческих поселений на межзвёздных кометах) без специальных двигателей
* или быстрые путешествия (например, полёт к ближайшим звёздам за срок меньший человеческой жизни) со специальными двигателями или движителями (космические парусники, термоядерные двигатели и пр.)<ref name="amazon.com">{{Cite web |url=https://www.amazon.com/Interstellar-Migration-Human-Experience-Finney/dp/052005878X |title=Interstellar Migration and the Human Experience Paperback — January 1, 1985 by Ben R Finney (Author), Eric M Jones (Author) |access-date=2017-11-14 |archive-date=2016-04-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160404040905/http://www.amazon.com/Interstellar-Migration-Human-Experience-Finney/dp/052005878X |deadlink=no}}</ref>.

Джерард О’Нил помимо освоения человеком пригодных для колонизации землеподобных планет предлагает для изучения межзвёздного пространства использовать систему зондов-репликаторов, — один зонд достигает чужой планетной системы, собирает из местных материалов другой зонд, который отправляется в полёт к следующей звезде (первый зонд остаётся на месте для поддержания связи и изучения звёздной системы)<ref name="bigear.org"/>.

=== Корабли поколений ===
{{основная статья|Корабль поколений}}
Возможны также межзвёздные путешествия с использованием звездолётов, реализующих концепцию «[[Корабль поколений|кораблей поколений]]» (например, по типу [[колония О’Нейла|колоний О’Нила]]). В таких звездолётах создаётся и поддерживается замкнутая [[биосфера]], способная поддерживать и воспроизводить себя в течение нескольких тысяч лет. Полёт происходит с небольшой скоростью и занимает очень долгое время, на протяжении которого успевают смениться многие поколения космонавтов.

=== Сверхсветовое движение ===
{{основная статья|Сверхсветовое движение}}
В [[научная фантастика|научно-фантастических]] произведениях нередко упоминаются методы межзвёздных перелётов, основанные на перемещении быстрее скорости света в вакууме. Хотя [[специальная теория относительности]] [[Эйнштейн]]а говорит о невозможности такого перемещения, существует несколько теорий, предлагающих возможность «обойти» это ограничение. (Существует мнение{{кого?}}, что [[специальная теория относительности]] в принципе не верна.) Уже Общая теория относительности (ОТО) может разрешать перемещение объекта быстрее света в искривлённом пространстве-времени — существуют решения уравнений Эйнштейна, допускающие такие концепции как [[Пузырь Алькубьерре]] и «[[Кротовина|кротовые норы]]». Сверхсветовое движение должен позволить теоретический [[варп-двигатель]].

Выгода же сверхсветового движения очевидна, — сверхсветовое движение позволит сократить длительность не только межзвёздных но и межгалактических перелётов до приемлемого.

[[Феоктистов, Константин Петрович|Константин Феоктистов]] считал, что абстрактная возможность [[Телепортация|телепортации]] человека например в виде электромагнитных волн решила бы все технические проблемы межзвёздного полёта<ref name="kvant.ras.ru">{{статья |автор=Док-р тех. наук К. Феоктистов |заглавие=Р — значит ракета. Полёт к звёздам |ссылка=http://kvant.ras.ru/1990/09/polet_k_zvezdam.htm |автор издания= |издание=«[[Квант (журнал)|Квант]]» |тип=Журнал |место= |издательство= |год=1990 |месяц= |число= |том= |выпуск= |номер=9 |страницы=50—57 |isbn= |issn= |doi= |bibcode= |arxiv= |pmid= |язык=ru |archivedate=2017-12-01 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20171201033039/http://kvant.ras.ru/1990/09/polet_k_zvezdam.htm }}</ref>. Однако новейшие исследования говорят о невозможности [[Телепортация|телепортации]] человека например именно в виде электромагнитных волн, — считается, что [[Телепортация|телепортации]] имеют иную физику.

== Кинематика межзвёздных полётов ==
Пусть полёт туда и полёт обратно состоят из трёх фаз:
# [[равноускоренное движение|равноускоренного]] разгона,
# полёта с постоянной скоростью
# и равноускоренного торможения.

Собственное время любых часов имеет вид:

: <center><math>\int\limits^t_0\sqrt{1-\mathbf{u}^2(t)/c^2}\cdot dt,</math></center>

где <math>\textstyle \mathbf{u}(t)</math> — скорость этих часов.

Земные часы неподвижны (<math>\textstyle \mathbf{u}=0</math>), и их собственное время равно координатному <math>\textstyle \tau_0=t</math>.

Часы космонавтов имеют переменную скорость <math>\textstyle \mathbf{u}(t)</math>.
Так как корень под [[интеграл]]ом остаётся всё время меньше единицы, время этих часов, независимо от явного вида функции <math>\textstyle \mathbf{u}(t)</math>, всегда оказываются меньше
<math>\textstyle t</math>. В результате <math>\textstyle \tau'_0<\tau_0</math>.

Если разгон и торможение проходят [[Релятивистски равноускоренное движение|релятивистски равноускоренно]] (с параметром собственного ускорения <math>\textstyle a</math>) в течение <math>\tau_1</math>, а равномерное движение — <math>\tau_2</math>, то по часам корабля пройдёт время<ref>[http://synset.com/wiki/Ускоренное_движение Ускоренное движение] {{Wayback|url=http://synset.com/wiki/%D0%A3%D1%81%D0%BA%D0%BE%D1%80%D0%B5%D0%BD%D0%BD%D0%BE%D0%B5_%D0%B4%D0%B2%D0%B8%D0%B6%D0%B5%D0%BD%D0%B8%D0%B5 |date=20230502114401 }} в специальной теории относительности.</ref>:

: <center><math>\tau_0 = \frac{2c}{a}\,\ln\left[\frac{a\tau_1}{c}+\sqrt{1+\left(\frac{a\tau_1}{c}\right)^2}\right] + \frac{\tau_2}{\sqrt{1+(a\tau_1/c)^2}} = \frac{2c}{a}\, \operatorname{arcsinh}\frac{a\tau_1}{c} + \frac{\tau_2}{\sqrt{1+(a\tau_1/c)^2}},</math></center>

где <math>\operatorname{arcsinh}</math> — [[Обратные гиперболические функции|гиперболический арксинус]].

Если корабль разгоняется до середины расстояния <math>S</math> до цели, а затем тормозится, то полное корабельное время полёта до цели в одном направлении равно{{sfn|Левантовский|с=452|1970}}:

: <center><math>T_{k} = \frac{2c}{a} \cosh^{-1} \left( 1 + \frac{aS}{2 c^{2}} \right)</math></center>

Рассмотрим предполагаемый полёт к звёздной системе [[Альфа Центавра]], удалённой от Земли на расстояние в 4,3 [[Световой год|световых года]]. Если время измеряется в годах, а расстояния в световых годах, то скорость света <math>\textstyle c</math> равна единице, а единичное ускорение <math>\textstyle a=1</math> св.год/год² близко к [[Ускорение свободного падения|ускорению свободного падения]] и примерно равно 9,5 м/c².

Пусть половину пути космический корабль двигается с единичным ускорением, а вторую половину — с таким же ускорением тормозит <math>\textstyle (\tau_2=0)</math>. Затем корабль разворачивается и повторяет этапы разгона и торможения. В этой ситуации время полёта в земной системе отсчёта составит примерно 12 лет, тогда как по часам на корабле пройдёт 7,3 года{{sfn|Левантовский|с=452|1970}}. Максимальная скорость корабля достигнет 0,95 от скорости света.

За 40 лет собственного времени такой космический корабль побывает в центре Галактики{{sfn|Левантовский|с=452|1970}}, за 59 лет собственного времени космический корабль с единичным ускорением потенциально может совершить путешествие (вернувшись на Землю) к [[Галактика Андромеды|галактике Андромеды]], удалённой на 2,5 млн [[Световой год|св. лет]]. На Земле за время такого полёта пройдёт около 5 млн лет. Развивая вдвое большее ускорение (к которому тренированный человек вполне может привыкнуть при соблюдении ряда условий и использования ряда приспособлений, например, [[анабиоз]]а), можно подумать даже об экспедиции к видимому краю Вселенной (около 14 млрд св. лет), которая займёт у космонавтов порядка 50 лет; правда, возвратившись из такой экспедиции (через 28 млрд лет по земным часам), её участники рискуют не застать в живых не то что Землю и Солнце, но даже нашу Галактику. Исходя из этих расчётов, чтобы космонавты избежали [[футурошок]]а по возвращении на Землю, разумный радиус доступности для межзвёздных экспедиций с возвратом не должен превышать нескольких десятков световых лет, если, конечно, не будут открыты какие-либо принципиально новые физические принципы перемещения в пространстве-времени. Впрочем, обнаружение многочисленных [[Экзопланета|экзопланет]] даёт основания полагать, что планетные системы встречаются у достаточно большой доли звёзд, поэтому космонавтам будет что исследовать и в этом радиусе (например, планетные системы [[ε Эридана]] и [[Глизе 581]]).

Правда есть одно «но»: как все будет на практике и сработает ли [[релятивистская механика]] в таком полёте пока не ясно<ref>источник?</ref>.

== Проблемы полёта ==
Межзвёздные путешествия имеют серьёзные технические препятствия и требуют чрезвычайно много времени для перелета. Необходимо научиться сохранять человеческий организм живым в течение нескольких сотен или тысяч лет. Потребуется техника, которая сможет работать сотни или тысячи лет и которую можно будет ремонтировать или заменять в глубинах космоса. Необходимы новые физические теории, технологии и материалы, позволяющие достичь [[скорость света|скорости света]]. Эти серьёзные барьеры делают межзвездные и межгалактические путешествия в настоящее время совершенно невозможными{{sfn|Кэрролл. Похищение инопланетянами. Словарь скептика}}.

[[Феоктистов, Константин Петрович|Константин Феоктистов]] выделял три главные проблемы межзвёздного полёта:
* время — даже при близких к свету скоростях для полётов в рамках галактики потребуются тысячи и десятки тысяч лет (при этом неизвестно, сможет ли космический корабль функционировать такой продолжительный срок),
* потоки пыли и газа — при близких к свету скоростях они могут испарять защитные экраны звездолётов,
* энергетические проблемы (например, при использовании термоядерной реакции и скоростях, близких к световым, отношение начальной и конечной массы корабля оказывается больше 10<sup>30</sup>)<ref name="kvant.ras.ru" />.

Существует попытка объяснения [[Парадокс Ферми|парадокса Ферми]] с точки зрения проблем межзвёздных путешествий. {{iw|Лэндис, Джеффри Алан|Джеффри Лэндис|en|Geoffrey A. Landis}} выдвигает следующую гипотезу: прямой межзвёздный полёт имеет ограниченную дальность, количество пригодных для колонизации звёздных систем ограничено (например, в радиусе 30 световых лет от Солнечной системы есть только 5 потенциально пригодных для колонизации звёздных систем), тогда как колония в новой звёздной системе будет иметь очень слабые связи с материнской культурой. При этом колонии могут как развиться в колонизирующие цивилизации (целью которой является межзвёздная экспансия), так и в неколонизирующие цивилизации (которым неинтересны межзвёздные полёты). Если колония будет неколонизирующей, то межзвёздная экспансия на этом остановится. Но даже для колонизирующей колонии потребуется много времени, чтобы достичь технологического уровня для межзвёздных полётов. Но всё равно межзвёздный полёт будет делом очень дорогостоящим, — например, Фримен Дайсон оценивал стоимость одного из вариантов межзвёздного полёта в весь [[Валовой национальный доход|ВНД]] при расстоянии в 4 световых года и времени полёта в 200 лет<ref>{{Cite web |url=http://www.geoffreylandis.com/percolation.htp |title=The Fermi Paradox: An Approach Based on Percolation Theory Geoffrey A. Landis NASA Lewis Research Center, 302—321 Cleveland, OH 44135 USA. |access-date=2017-11-27 |archive-date=2019-07-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20190718032320/http://www.geoffreylandis.com/percolation.htp |deadlink=no}}</ref>.

Для пилотируемых межзвёздных экспедиций потребуется поддерживать жизнеобеспечение и здоровье астронавтов на протяжении длительного периода времени, поэтому нужен замкнутый цикл жизнеобеспечения с многократным восстановлением и использованием питательных веществ. Эта система должна будет снабжать астронавтов пищей, воздухом и водой. Для сохранения прочности костей потребуется искусственная гравитация, для защиты от космического излучения — радиационная защита, а от попадания метеоритов — противометеорная защита. Длительное путешествие в один конец в замкнутом пространстве может породить психологические проблемы. Несмотря на все трудности, отправка людей предпочтительней роботов потому, что человеческий ум более гибок и способен быстрее ориентироваться в незнакомой обстановке, чем запрограммированный робот. Однако сам межзвёздный полёт потребует огромных ресурсных средств и немыслим без мощной политической поддержки (подобно выходу человека в космос или высадки на Луну)<ref>{{Cite web |url=http://discovermagazine.com/2003/aug/cover |title=FROM THE AUGUST 2003 ISSUE Star Trek NASA thinks we can find another Earth in another nearby star. When we do, how can we possibly travel light-years to get there? It might not be as hard as you’d think … By Don Foley, William Speed Weed{{!}}Friday, August 01, 2003 RELATED TAGS: SPACE FLIGHT, EXTRATERRESTRIAL LIFE 7 |access-date=2017-11-15 |archive-date=2017-12-29 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171229224643/http://discovermagazine.com/2003/aug/cover |deadlink=no}}</ref>.

По мнению профессора-антрополога [[Мур, Джон (антрополог)|Джона Мура]] на ежегодной конференции Американской ассоциации содействия развитию науки в 2002 году во время длительных космических путешествий длиной в несколько поколений будет предпочтительней традиционная семья как основа социальной жизни космонавтов. По его мнению, каждому мужчине и каждой женщине на борту межзвёздного корабля должен быть предоставлен выбор между 10 потенциальными жёнами и мужьями соответственно. По его модели численность команды должна составлять 80—100 человек, а женщины должны рожать не больше 2 детей<ref>{{Cite web |url=http://archive.svoboda.org/programs/ST/2002/ST.051802.asp |title=Радио свобода. 18.05.2002 г. Наука и техника наших дней. Ведущий Евгений Муслин. Темы передачи: Пилотируемый полёт к звёздам |access-date=2017-11-23 |archive-date=2017-12-01 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171201030601/http://archive.svoboda.org/programs/ST/2002/ST.051802.asp |deadlink=no}}</ref>.

Во время межзвёздного путешествия большую опасность для космонавтов будет представлять космическая радиация, поэтому потребуются меры защиты от неё. В качестве защиты предлагаются 3 варианта:
# толстый слой вещества (например, сферическая водяная оболочка толщиной 5 метров),
# магнитная защита (отталкивает заряженные космические частицы),
# и электростатическая (выбрасывает в пространство пучок электронов, корабль приобретает положительный заряд, который отталкивает космические высокоэнергичные частицы).

Каждый способ имеет свои достоинства и недостатки:
* первый вариант при простом и надёжном принципе действия имеет слишком большую массу,
* второй при куда меньшей массе не обеспечивает защиту вдоль оси,
* третий при отсутствии брешей в защите и опасного сильного магнитного поля сам создаёт опасный приток отрицательно заряженных частиц, — требуется электрическое поле гигантского напряжения<ref>[https://web.archive.org/web/20070505204508/http://www.sciam.ru/2006/6/asrtofizika.shtml Паркер Юджин. Как защитить космических путешественников] // «[[В мире науки]]». — 2006. — №. 6.</ref>.

Опасностью для межзвёздного корабля также будут частицы и вещество межзвёздной среды, которые при быстром полёте звездолёта обладают большей проникающей и разрушительной силой. Ещё одна проблема — большой уровень выделения тепла от мощных источников энергии, что потребует эффективных систем охлаждения или снижения тепловыделения<ref name="ReferenceB">А. В. Багров, М. А. Смирнов, С. А. Смирнов. «Межзвёздные корабли с магнитным зеркалом», [[Калуга]], 1985.</ref>. Отвод избыточного тепла — это проблема почти всех проектов межзвёздных кораблей<ref name="NiCh"/>.

Проблему столкновения с межзвёздным веществом подробно рассмотрел Иван Корзников в статье «Реальности межзвёздных полётов». Столкновение с межзвёздной пылью будет происходить на околосветовых скоростях и по физическому воздействию напоминать микровзрывы. (Что будет происходить в условиях сверх светового движения пока неясно.) При скоростях больше 0,1 c защитный экран должен иметь толщину в десятки метров и массу сотни тысяч тонн. Но этот экран будет надёжно защищать только от межзвёздной пыли. Столкновение с макрометеором будет иметь фатальные последствия, сравнимые со воздействием с близким взрывом мощной термоядерной бомбы. Корзников приводит расчёты, что при скорости более 0,1 c космический корабль не успеет изменить траекторию полёта и избежать столкновения. Он считает, что при субсветовой скорости космический корабль разрушится до достижения цели. По его мнению, межзвёздное путешествие возможно только при существенно меньших скоростях (до 0,01cС)<ref>{{cite web|url=http://go2starss.narod.ru/pub/E009_RMP.html|title=Реальности межзвёздных полетов|author=Корзников, Иван Александрович|accessdate=2015-04-22|archiveurl=https://archive.today/20120708104514/http://go2starss.narod.ru/pub/E009_RMP.html|archivedate=2012-07-08}}</ref>. А. В. Багров и М. А. Смирнов скептически относятся к идее одеть корабль в толстую броню из-за возрастания массы, однако сами рассматривают вариант создания человеческих поселений для межзвёздного полёта внутри астероида для большей зоны обитания и лучшей защиты от межзвёздного вещества<ref name="NiCh" />.

=== Энергия и ресурсы ===
При движении космического корабля с околосветовой скоростью протоны межзвёздного газа Галактики (плотность один протон на кубический сантиметр) превратятся в пучок, направленный против направления полёта корабля, с энергией <math>10^{9}</math> [[Электронвольт|эВ]] и плотностью потока <math>10^{10}</math> частиц на квадратный сантиметр в секунду (на поверхности Земли интенсивность космического излучения составляет всего <math>2</math> частицы на квадратный сантиметр в секунду). Как обеспечить защиту экипажа корабля от такого излучения, неизвестно.<ref name="Hazen">{{книга |автор=[[Хазен, Александр Моисеевич|Хазен А. М.]] |часть= |ссылка часть= |заглавие=О возможном и невозможном в науке, или где границы моделирования интеллекта |ссылка=https://archive.org/details/isbn_5020139025_422|викитека= |ответственный= |издание= |место=М. |издательство=«[[Наука (издательство)|Наука]]» |год=1988 |том= |страницы=[https://archive.org/details/isbn_5020139025_422/page/n158 158] |столбцы= |страниц= |серия= |isbn=5-02-013902-5 |тираж=}}</ref>

Для межзвёздного полёта потребуются большие запасы энергии и ресурсов, которые придётся везти с собой. Это одна из малоизученных проблем в межзвёздной космонавтике.

Например, самый проработанный на сегодняшний день проект «Дедал» с импульсным термоядерным двигателем за полвека достиг бы звезды Барнарда (шесть световых лет), затратив 50 тысяч тонн термоядерного горючего (смесь дейтерия и гелия-3) и доставив к цели полезную массу в {{число|450|тонн}}<ref name=autogenerated1 />.

Существуют проекты новых более мощных источников энергии, которые можно будет использовать в межзвёздном полёте<ref>Журнал «[[Техника — молодёжи]]», март, 1976 г. С. 35—37. Джума Хамраев. Ядерно-взрывная электростанция</ref><ref>Журнал «[[Юный техник]]», октябрь 1992 г. С. 12—13 . С. Николаев. Электричество из бомб?!</ref><ref>Журнал «[[Техника — молодёжи]]», июнь, 1999. С. 26—27. Алексей Погорелов. Бомба в топке решит проблему века?</ref><ref>Взрывная дейтериевая энергетика. Г. А. Иванов, Н. П. Волошин, А. С. Танеев, Ф. П. Крупин, С. Ю. Кузьминых, Б. В. Литвинов, А. И. Свалухин, Л. И. Шибаршов. Снежинск: Изд-во РФЯЦ — ВНИИТФ, 2004. — 288 с., ил.</ref><ref>Журнал «[[Техника — молодёжи]]», март, 1965. С. 36. Г. Киллинг. Большая энергетика: вода? воздух? углекислота?</ref>.

Для движения корабля с околосветовыми скоростями, его двигатели должны иметь мощность порядка петаваттов<ref name="Hazen" />.

Одной из идей снижения мёртвой массы корабля является «автофаг» (autophage), или самопожиратель (self-consuming) — межзвёздный корабль частично построенный из замороженного водорода (или дейтерия и трития), который можно использовать как конструкционный материал, радиационную защиту, хладогент (радиатор) и топливо одновременно<ref>{{Cite web |url=http://www.magicdragon.com/ComputerFutures/SpacePublications/STAR.html |title=INTERSTELLAR. Hydrogen Ice Spacecraft for Robotic Interstellar Flight by Jonathan Vos Post, F.B.I.S.1 |access-date=2017-11-13 |archive-date=2017-11-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171122194851/http://www.magicdragon.com/ComputerFutures/SpacePublications/STAR.html |deadlink=no}}</ref>.

Одним из недостатков межзвёздных кораблей является необходимость иметь собственные бортовые энергоблоки, что увеличивает массу и, соответственно, снижает скорость. Поэтому появились идеи снабжать межзвёздные корабли энергией из внешнего источника<ref name="amazon.com" />.

Существуют проекты использования межзвёздного водорода, солнечного (светового) или ионного паруса в сочетании с лазерным давлением {{nobr|и т. д.}}

=== Межзвездные расстояния ===
Расстояния между планетами Солнечной системы часто измеряются в астрономических единицах (а. е.), определяемых как среднее расстояние между Солнцем и Землей, примерно {{num|149597870700|[[метр]]ов}} (93 миллионов миль). Венера, ближайшая к Земле планета, находится (при максимальном приближении) на расстоянии 0,28 а. е. Нептун, самая дальняя планета от Солнца, находится на расстоянии 29,8 а. е. По состоянию на 20 января 2023 года «Вояджер-1», самый дальний от Земли рукотворный объект, находился на расстоянии 159 астрономических единиц<ref name="voyager">{{cite web |author=Howell |first=Elizabeth |date=2022-01-19 |title=Voyager 1: Earth's farthest spacecraft |url=https://www.space.com/17688-voyager-1.html |accessdate=2022-04-08 |website=[[Space.com]] |archive-date=2022-02-22 |archive-url=https://web.archive.org/web/20220222120811/https://www.space.com/17688-voyager-1.html |url-status=live }}</ref>.

Ближайшая известная звезда, [[Проксима Центавра]], находится на расстоянии примерно 268 332 астрономических единиц, или более чем в 9 000 раз дальше, чем Нептун.

{| class="wikitable" style="margin: 1em auto 1em auto;"
! Объект
! Расстояние<br>(а. е.)
! Время прохождения света
|-
| [[Луна]]
| 0,0026
| 1,3 с
|-
| [[Солнце]]
| 1
| 8 мин
|-
| [[Венера]] (ближайшая планета)
| 0,28
| 2,41 мин
|-
| [[Нептун]] (самая дальняя планета)
| 29,8
| 4,1 ч
|-
| [[Вояджер 2]]
|133,1
|18,45 ч
|-
| [[Вояджер 1]]
| 159,4
| 22,1 ч
|-
| [[Проксима Центавра]] (ближайшая звезда с экзопланетой)
| 268 332
| 4,24 года
|}

== Способы полёта ==
[[Каку, Митио|Митио Каку]] в книге «[[Физика невозможного]]» для звездолётов рассматривал следующие способы движения: ионные и плазменные двигатели, солнечные паруса, прямоточный термоядерный двигатель, атомный ракетный двигатель и импульсный ядерный двигатель «[[Орион (взрыволёт)|Ориона]]» и «[[Дедал (проект)|Дедала]]»<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA221 Физика невозможного]. С. 221—231.</ref>.

А. В. Багров и М. А. Смирнов выделяют следующие проекты звездолётов: [[Фотонный двигатель|фотонная ракета]] со скоростью истечения рабочего вещества близким к скорости света, [[межзвёздный прямоточный двигатель Бассарда]] с гигантской воронкой для сбора межзвёздного водорода в качестве топлива, [[Орион (МКА)|проект «Орион»]], [[Дедал (проект)|проект «Дедал»]], [[световой парус]] на давлении солнечного света или направленного луча лазера и авторская идея использования магнитного поля для ускорения и придания нужного направления заряженным частицам из двигателя<ref name="NiCh">{{статья|автор=Багров А. В., Смирнов М. А.|заглавие=Каравеллы для звездоплавателей|издание=«[[Наука и человечество]]». 1992—1994|место=М.|издательство=[[Знание (издательство, Москва)|Знание]]|год=1994}}</ref>.

=== Пригодность двигателей и движителей для межзвёздных полётов ===
Для межзвёздного полёта за разумное время пригодны не все типы двигателей. В случае использования реактивной тяги для межзвёздного полёта на высоких скоростях требуются высокие скорости истечения рабочего вещества V<sub>0</sub> и большое значение ускорения (соотношение тяги двигателя и массы летательного аппарата). Химические ракетные двигатели не могут дать скорость истечения свыше {{число|5|км/с}}, зато ядерные источники энергии дают скорость истечения до 10—30 тыс. км/с, а скорость истечения близкую к скорости света можно достичь при аннигиляции и гравитационном коллапсе<ref name="ReferenceB"/>. Также [[Химический ракетный двигатель|химическим ракетам]] для межзвёздного путешествия потребуется неприемлемо огромное количество топлива, — космический корабль будет иметь слишком огромные размеры и массу<ref name="amazon.com"/>. По мнению [[Каку, Митио|Митио Каку]] в книге [[Физика невозможного]] хотя химические ракетные двигатели и имеют тягу в несколько тысяч тонн, однако работают только в течение нескольких минут, поэтому по величине конечного ускорения уступают например ионным двигателям хоть и с небольшой тягой, но продолжительностью работы в несколько лет<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA220 Физика невозможного]. С. 220—221.</ref>.

При непригодности химических ракет (которым для достижения ближайшей звезды потребуется 120 тысяч лет) для быстрых межзвёздных путешествий учёные предлагают следующие варианты:
* ракеты на управляемых ядерных реакциях (деление ядра, антиматерия и ядерный синтез),
* лазерный парус,
* термоядерный прямоточный корабль<ref>{{Cite web |url=http://discovermagazine.com/2003/aug/cover |title=FROM THE AUGUST 2003 ISSUE Star Trek NASA thinks we can find another Earth in another nearby star. When we do, how can we possibly travel light-years to get there? It might not be as hard as you’d think… By Don Foley, William Speed Weed{{!}}Friday, August 01, 2003 RELATED TAGS: SPACE FLIGHT, EXTRATERRESTRIAL LIFE |access-date=2017-11-15 |archive-date=2017-12-29 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171229224643/http://discovermagazine.com/2003/aug/cover |deadlink=no}}</ref>.
По мнению других специалистов, для межзвёздных полётов подходит только три источника энергии:
* ядерные и термоядерные реакции,
* аннигиляция,
* и гравитационный коллапс, при которых носителями энергии выступают элементарные частицы с энергией не менее нескольких МэВ.

При этом ядерные двигатели можно использовать и для планетолёта, — например, полёт до Плутона на таком двигателе займёт 2 месяца<ref name="ReferenceB"/>.

Ядерная энергия может использоваться для 3 видов тяги:
* наиболее близкая к реализации связка [[Электроракетная двигательная установка|электроракетного двигателя]] с [[Ядерный реактор|ядерным энергоблоком]],
* [[ядерный ракетный двигатель]]
* и самый перспективный [[термоядерный ракетный двигатель]]<ref>{{Cite web |url=https://mipt.ru/za-nauku/hardcopies/2003/1637/cosmo21-tne.php |title=Космонавтика XXI века: термоядерные двигатели |access-date=2017-12-05 |archive-date=2017-12-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171206005922/https://mipt.ru/za-nauku/hardcopies/2003/1637/cosmo21-tne.php |deadlink=no}}</ref>.

Хотя электроракетные двигатели имеют малую тягу по сравнению с [[Жидкостный ракетный двигатель|жидкотопливными ракетами]], они способны работать длительное время и осуществлять медленные полёты на большие расстояния<ref name="Choueiri">Choueiri, Edgar Y. (2009) [http://www.nature.com/scientificamerican/journal/v300/n2/full/scientificamerican0209-58.html New dawn of electric rocket] ''[[Scientific American]]'' 300, 58—65 {{doi|10.1038/scientificamerican0209-58}}</ref><ref name=ReferenceA>{{Cite web |url=http://alfven.princeton.edu/papers/sciam2009.pdf |title=«В мире науки» № 5 2009. С. 34—42. Эдгар Чуэйри. Новый рассвет электрических ракет |access-date=2015-03-31 |archive-date=2016-03-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160304030819/http://alfven.princeton.edu/papers/sciam2009.pdf |deadlink=no}}</ref>. Электроракетный двигатель с [[Ядерный реактор|ядерным энергоблоком]] рассматривался для [[Дедал (проект)|проекта Дедал]], но был отвергнут из-за малой тяги, большого веса ядерного энергоблока и, как следствие, малого ускорения, из-за которого потребовались бы столетия для достижения нужной скорости<ref name="scholar.googleusercontent.com" /><ref name="Project Daedalus — Origins" /><ref name="go2starss.narod.ru" />. {{нп3|Лэндис, Джеффри Алан|Джеффри Лэндис|en|Geoffrey A. Landis}} рассматривал использование ионного двигателя для межзвездных полетов при внешнем источнике энергопитания через [[лазер]] на [[солнечные батареи]] космического аппарата<ref name="scholar.google.ru">[http://scholar.google.ru/scholar?cluster=13405813666529688188&hl=ru&as_sdt=2005&sciodt=0,5 Laser-Powered Interstellar Probe G Landis — APS Bulletin, 1991]</ref><ref>[http://www.geoffreylandis.com/laser_ion.htp Geoffrey A. Landis. Laser-powered Interstellar Probe] {{Wayback|url=http://www.geoffreylandis.com/laser_ion.htp |date=20120722013713}} on the [http://www.geoffreylandis.com/science.html Geoffrey A. Landis: Science. papers available on the web] {{Wayback|url=http://www.geoffreylandis.com/science.html |date=20130915102946}}</ref><ref>{{Cite web |url=http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html |title=Джеффри А. Лэндис. Межзвёздный ионный зонд, снабжаемый энергией по лазерному лучу |access-date=2013-03-17 |archive-date=2017-09-27 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170927155457/http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html |deadlink=no}}</ref>. Но по мнению [[Каку, Митио|Митио Каку]] ионные и плазменные двигатели слишком маломощные для полёта человека к звёздам<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA223 Физика невозможного]. С. 223.</ref>. Самые совершенные на сегодняшний день электрические ракетные двигатели имеют [[Формула Циолковского|характеристическую скорость]] ΔV около {{число|100|км/с}} и при использовании ядерных источников энергии пригодны для полётов к внешним планетам [[Солнечная система|Солнечной системы]] за «разумное время» по выражению {{нп3|Эдгара Чуэйри|Эдгара Чуэйри|en|Edgar Choueiri}}, но слишком медленные для путешествий к далёким звёздам<ref name="Choueiri" /><ref name=ReferenceA /><ref>Choueiri, Edgar Y. (2009) [https://www.scientificamerican.com/article/the-efficient-future-of-deep-space/ The Efficient Future of Deep-Space Travel--Electric Rockets] {{Wayback|url=http://alfven.princeton.edu/papers/sciam2009.pdf |date=20160304030819}} ''[[Scientific American]]'' 300, 58—65 {{doi|10.1038/scientificamerican0209-58}}</ref>.

Пригодность различных типов двигателей для межзвёздных полётов в частности была рассмотрена на заседании [[Британское межпланетное общество|Британского межпланетного общества]] в 1973 году доктором Тони Мартином (Tony Martin), Тони Мартин пришёл к выводу, что для межзвёздного путешествия пригодны только термоядерные звездолёты типа «Дедала»<ref name="scholar.googleusercontent.com" /><ref name="Project Daedalus — Origins">[https://web.archive.org/web/20091026192110/http://geocities.com/televisioncity/2049/DAEDALUS.HTM Project Daedalus — Origins]</ref><ref name="go2starss.narod.ru">{{Cite web |url=http://go2starss.narod.ru/sem/S016_zased.html |title=Пер. А. Семенова. Заседание общества благородных джентльменов |access-date=2012-01-26 |archive-date=2015-02-02 |archive-url=https://web.archive.org/web/20150202154504/http://go2starss.narod.ru/sem/S016_zased.html |deadlink=no}}</ref>.

Отдельную тему представляют собой разнообразные возможные и гипотетических двигатели сверхсветового движения. Следует признать что, межзвёздный корабль, способный летать на сверхсветовых скоростях предпочтительней корабля с досветовым двигателем. Но также следует учитывать, что любой сверхсветовой корабль по скорости движения получится двухрежимным:
* в режиме сверхсветового движения полет выполняется на скорости, превышающей скорость света, — проблема сверхсветового движения представляет собой самостоятельную проблему космонавтики;
* в режиме досветового движения полет выполняется на скорости, меньшей скорости света, — режим же досветового движения сопряжён с теми же вышеописанными проблемами, что и полет досветового межзвёздного корабля.

=== Двигатели на управляемых ядерных процессах ===
[[Электрический ракетный двигатель|Электроракетный двигатель]] с [[ядерный реактор|ядерным реактором]] имеет малую тягу, большой вес необходимого для преобразования ядерной энергии в электрическую оборудования и как следствие небольшое ускорение, поэтому потребуются столетия для достижения нужной скорости<ref name="scholar.googleusercontent.com" /><ref name="Project Daedalus — Origins" /><ref name="Project Daedalus — Origins" /><ref name="go2starss.narod.ru" /><ref name="scholar.googleusercontent.com">{{Cite web |lang=en |url=http://daedalus-zvezdolet.narod.ru/doceng/07eng.doc |title=«Project daedalus»: the propulsion system. Part 1. Theoretical considerations and calculations. 2. Review of advanced propulsion systems |accessdate=2013-06-28 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20130628001133/http://daedalus-zvezdolet.narod.ru/doceng/07eng.doc |archivedate=2013-06-28 |deadlink=yes}}</ref><ref name="adsabs.harvard.edu">{{статья |ссылка=http://adsabs.harvard.edu/abs/1978JBIS...31S...5B |заглавие=Project Daedalus |издание=Journal of the British Interplanetary Society (Supplement) |страницы=S5—S7 |bibcode=1978JBIS...31S...5B |язык=en |автор=Bond, A.; Martin, A. R. |год=1978 |archivedate=2019-03-26 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20190326055234/http://adsabs.harvard.edu/abs/1978JBIS...31S...5B }}</ref>, что позволяет использовать его только в [[Корабль поколений|кораблях поколений]]. [[Ядерный ракетный двигатель|Термические ядерные двигатели]] типа [[NERVA (двигатель)|NERVA]] имеют достаточную величину тяги, но низкую скорость истечения рабочей массы (порядка 10 км/сек), поэтому для разгона до нужной скорости потребуется огромное количество топлива<ref name="scholar.googleusercontent.com" /><ref name="Project Daedalus — Origins" /><ref name="Project Daedalus — Origins" /><ref name="go2starss.narod.ru" /><ref name="scholar.googleusercontent.com" /><ref name="adsabs.harvard.edu" />.

По мнению [[Каку, Митио|Митио Каку]] главной проблемой ядерных ракетных двигателей является безопасность: в обычном ядерном реакторе используется низкообогащенный уран, поэтому опасность ядерного взрыва невелика, однако в ядерных ракетных двигателях для получения максимальной тяги используется высокообогащенный уран с большой вероятностью возникновения самопроизвольной цепной реакции<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA227 Физика невозможного]. С. 227—229.</ref>.

=== [[Орион (МКА)|Проект «Орион»]] ===
В 1950—1960 годах в [[США]] разрабатывался космический корабль с ядерно-импульсным ракетным двигателем для исследования межпланетного пространства «[[Орион (МКА)|Орион]]»<ref>{{Cite web |url=http://galileo.phys.virginia.edu/classes/321.jvn.fall02/Dyson.pdf |title=FREEMAN J. DYSON INTERSTELLAR TRANSPORT |access-date=2017-11-13 |archive-date=2016-03-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20160304022941/http://galileo.phys.virginia.edu/classes/321.jvn.fall02/Dyson.pdf |deadlink=no}}</ref>. В ходе работ были предложены проекты большого и малого [[звездолёт]]ов («[[Корабль поколений|кораблей поколений]]»), способных добраться до звезды [[Альфа Центавра]] за 1800 и 130 лет соответственно.

По мнению [[Каку, Митио|Митио Каку]] главная проблема «Ориона» состоит в заражении радиоактивными осадками места старта, а также в коротких замыканиях в близлежащих электрических системах от электромагнитного импульса взрывов<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA230 Физика невозможного]. С. 230.</ref>.

=== [[Дедал (проект)|Проект «Дедал»]] ===
С [[1973]] по [[1978 год]] [[Британское межпланетное общество]] разрабатывало [[Дедал (проект)|проект «Дедал»]], целью которого было создать наиболее правдоподобный проект автоматического аппарата с термоядерным ракетным двигателем, способного достичь [[звезда Барнарда|звезды Барнарда]] за {{число|50|лет}}<ref name="study">Project Daedalus Study Group: A. Bond et al., ''Project Daedalus — The Final Report on the BIS Starship Study'', JBIS Interstellar Studies, Supplement 1978</ref>.

Ракетный корабль по проекту «Дедал» оказался таким громадным, что строить его пришлось бы в открытом космосе. Он должен был весить {{число|54000|т}} (почти весь вес — ракетное топливо) и мог бы разогнаться до {{число|7,1|%}} скорости света, неся на себе полезную нагрузку весом {{число|450|т}}. В отличие от проекта «Орион», рассчитанного на использование крохотных атомных бомб, проект «Дедал» предусматривал использование миниатюрных водородных бомб со смесью дейтерия и гелия-3 и системой зажигания при помощи электронных лучей. Но огромные технические проблемы и опасения, связанные с ядерным двигателем, привели к тому, что проект «Дедал» также был отложен на неопределённое время<ref>{{Cite web |url=http://quantum-tech.ru/ion_plazma_motor.htm |title=Звездолёты. Звёздные двигатели |access-date=2010-04-03 |archive-date=2010-04-29 |archive-url=https://web.archive.org/web/20100429224912/http://www.quantum-tech.ru/ion_plazma_motor.htm |deadlink=no}}</ref>.

В 1982 году в журнале «[[Юный техник]]» появился проект межзвёздного зонда на основе технологий «Дедала»<ref>Журнал «[[Юный техник]]» N 9 1982 г. О. Борисов. Звёздный зонд. страницы 33—35</ref>. В 1987 году появился проект межзвёздного зонда на реактивной термоядерной системе с массой научной аппаратуры не меньше 150 кг и сроком полёта к одной из ближайших звёзд в 40—60 лет<ref>У. Н. Закиров О КОСМИЧЕСКОМ ЗОНДЕ К БЛИЖАЙШИМ ЗВЕЗДАМ, Калуга, 1987.</ref>.

=== Прямоточный термоядерный двигатель ===
{{Смотри также|Межзвёздный прямоточный двигатель Бассарда}}
Принцип прямоточного двигателя предложил в 1960 году физик {{нп3|Роберт Буссард|Роберт Буссард|en|Robert W. Bussard}}), позднее его популяризировал [[Саган, Карл|Карл Саган]]. По расчетам Буссарда прямоточный термоядерный двигатель весом в 1 тысячу тонн мог бы теоретически поддерживать постоянное ускорение в 1 g (за 1 год такого ускорения корабль достиг бы 77 % от скорости света). По мнению [[Каку, Митио|Митио Каку]] в книге [[Физика невозможного]] прямоточный термоядерный двигатель является самым перспективным для межзвездных путешествий, который за счет сбора топлива по пути мог бы теоретически работать бесконечно и за счет постоянного ускорения и релятивистского замедления времени внутри корабля через 11 лет по корабельным часам достичь звездного скопления Плеяды на расстоянии 400 световых лет от Земли, Туманности Андромеды на расстоянии 2 миллионов световых лет за 23 года корабельного времени, а за продолжительность жизни членов экипажа — пределов видимой Вселенной (в то время, как на Земле прошло бы несколько миллиардов лет). Однако такой корабль имеет определённые технические сложности. С учётом плотности водорода в межзвездном пространстве для поддержания постоянного ускорения в 1 g собирающая водород воронка должна иметь диаметр около 160 километров. Также для прямоточного термоядерного двигателя необходима [[Протон-протонный цикл|протон-протонная реакция синтеза]], которая в настоящее время недостаточно изучена. Также при приближении к скорости света возрастет сопротивление межзвездной среды<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA225 Физика невозможного]. С. 225—227.</ref>.

=== Прямоточный термоядерный звездолёт на фотонном двигателе ===
В 1960-х годах за десятилетие до проекта «Дедал» в СССР [[Бурдаков, Валерий Павлович|Валерием Бурдаковым]] разрабатывался проект космического корабля на основе термоядерного двигателя, который посредством магнитной воронки собирает водород из окружающего пространства и запускает в действие фотонный двигатель. По сути это был гибрид трёх идей межзвёздных путешествий: термоядерной реакции, прямоточного корабля на основе магнитной воронки и фотонного двигателя. Эта идея имела преимущество перед термоядерным звездолётом в отсутствии необходимости нести топливо на борту (которое составляло большую часть массы)<ref>Валерий БУРДАКОВ, профессор, доктор технических наук. Межзвёздное путешествие. Аспекты проблемы. Журнал «[[Техника — молодёжи]]» № 07 2006 г. С. 30—34.</ref>. Проект корабля Бурдакова-Данилова предусматривает разгон на термоядерном двигателе, затем включается прямоточный двигатель, а собранное межзвёздное вещество взаимодействует с запасами антивещества на борту корабля для работы фотонного двигателя (таким образом решался вопрос с низкой плотностью межзвёздного вещества, которого для аннигиляции антивещества в фотонном двигателе нужно меньше, чем для работы термоядерного двигателя)<ref>[http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/burdakov/rakety-bud/raceti-buduchego.pdf В. П. Бурдаков. Ю. И. Данилов. Ракеты будущего] {{Wayback|url=http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/burdakov/rakety-bud/raceti-buduchego.pdf |date=20171222220252}}. 1980 г. М., [[Атомиздат]].</ref>.

=== Современные проекты ядерных звездолётов ===
В 1992 году [[Зубрин, Роберт|Роберт Зубрин]] опубликовал идею [[Ядерный ракетный двигатель на гомогенном растворе солей ядерного топлива|ядерной ракеты на гомогенном растворе солей ядерного топлива]], которая двигается на основе управляемого непрерывного ядерного взрыва и тормозит магнитным парусом<ref name="npl.washington.edu">{{Cite web |url=https://www.npl.washington.edu/AV/altvw56.html |title=Analog Science Fiction & Fact Magazine. «The Alternate View» columns of John G. Cramer. Nuke Your Way to the Stars by John G. Cramer Alternate View Column AV-56 Keywords: nuclear salt water rocket fission space drive high specific impulse Published in the Mid-December-1992 issue of Analog Science Fiction & Fact Magazine; This column was written and submitted 6/5/92 and is copyrighted ©1992 by John G. Cramer. All rights reserved. No part may be reproduced in any form without prior explicit permission of the author. |access-date=2017-11-14 |archive-date=2017-11-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171114145302/https://www.npl.washington.edu/AV/altvw56.html |deadlink=no}}</ref>.

Технологические идеи ранних проектов ядерных звездолётов использованы в современных проектах термоядерных межзвёздных кораблей «Longshot» и «Икар».

В конце 1980-х годов Военно-морской академией США и НАСА разрабатывался проект автоматического зонда-звездолёта «[[Longshot (проект)|Longshot]]», основанный на использовании исключительно существующих технологий с настолько ближним сроком реализации, что зонд предполагалось собирать на также проектировавшейся орбитальной станции «Фридом», которая позже была преобразована в [[Международная космическая станция|МКС]]. Проект использовал ядерный двигатель и имел время полёта со скоростью около 4,5 % световой до Альфа Центавра (с выходом на её орбиту, вместо просто пролёта как в проекте «Дедал») около 100 лет.

По инициированному в 2009 году фондом Tau Zero и Британским межпланетным обществом проекту «[[Икар (проект)|Икар]]» автоматический межзвёздный зонд может быть создан за несколько лет, будет иметь термоядерную двигательную установку и разгоняться до 10—20 % от скорости света, что дало бы достижение Альфа Центавра в течение активной жизни одного поколения за 20—40 лет<ref name=autogenerated1>{{Cite web |url=http://www.membrana.ru/particle/15834 |title=Учёные мечтают отправить к звёздам термоядерный «Икарус» |access-date=2012-03-26 |archive-date=2012-03-17 |archive-url=https://web.archive.org/web/20120317103638/http://www.membrana.ru/particle/15834 |deadlink=no}}</ref>.

=== Современные проекты звездолётов на термоядерном синтезе ===
В настоящее время специалистами разработано два проекта звездолётов на инерционном термоядерном синтезе: магнитного сопла для ракеты на лазерно-инерционном термоядерном синтезе<ref>{{Cite web |url=https://www.jstage.jst.go.jp/article/tjsass/48/161/48_161_180/_pdf |title=Trans. Japan Soc. Aero. Space Sci. Vol. 48, No. 161, pp. 180—182, 2005. Thrust Efficiency Calculation for Magnetic Nozzle in Laser Fusion Rocket By Nobuyasu SAKAGUCHI, Yoshihiro KAJIMURA and Hideki NAKASHIMA |access-date=2017-11-14 |archive-date=2017-11-14 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171114202520/https://www.jstage.jst.go.jp/article/tjsass/48/161/48_161_180/_pdf |deadlink=no}}</ref> и ракетный двигатель на инерционном лазерном синтезе, основанном на концепции быстрого воспламенения<ref>{{Cite web |url=http://art.aees.kyushu-u.ac.jp/research/LFR/papers/IAC05.pdf |title=Nakashima, H., Kajimura, Y., Kozaki, Y., & Zakharov, Y. P. (2005). A Laser Fusion Rocket based on Fast Ignition Concept. In 56 th International Astronautical Congress. |access-date=2018-01-04 |archive-date=2018-01-05 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180105070115/http://art.aees.kyushu-u.ac.jp/research/LFR/papers/IAC05.pdf |deadlink=no}}</ref>. Также существует проект термоядерного ракетного двигателя на стационарном магнитном удержании плазмы в открытых линейных ловушках<ref>{{Cite web |url=http://go2starss.narod.ru/pub/E028_WJ.html |title=К ВОПРОСУ О ХАРАКТЕРИСТИКАХ ТЕРМОЯДЕРНОГО РАКЕТНОГО ДВИГАТЕЛЯ (ТЯРД) Попытка экстраполятивной вероятностной оценки |access-date=2017-12-03 |archive-date=2017-12-04 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171204114534/http://go2starss.narod.ru/pub/E028_WJ.html |deadlink=no}}</ref>. Для магнитного удержания термоядерной плазмы могут использоваться открытые ловушки<ref>Рютов Д. Д. «Открытые ловушки» УФН 154 565—614 (1988).</ref> (например амбиполярная ловушка<ref>Димов Г. И. «Амбиполярная ловушка» УФН 175 1185—1206 (2005)</ref>).

=== Межзвёздные корабли с магнитным зеркалом ===
Для защиты от межзвёздного вещества, а также для ускорения и перенаправления потока заряженных частиц из работающего двигателя в нужную сторону А. В. Багров, М. А. Смирнов и С. А. Смирнов предлагают использовать магнитное поле от кольцевого магнита в виде тора (по их расчётам такой корабль доберётся до Плутона за 2 месяца)<ref name="NiCh"/><ref name="ReferenceB"/>. Также они разработали проект корабля с импульсным термоядерным двигателем и электромагнитом в виде сверхпроводящего тора: по их подсчётам такой корабль может добраться до [[Плутон]]а и вернуться обратно за 4 месяца с затратой 75 тонн топлива, до [[Альфа Центавра|Альфы Центавра]] за 12 лет, а до [[Эпсилон Эридана|Эпсилона Эридана]] за 24,8 года<ref>Международный ежегодник «Гипотезы прогнозы наука и фантастика», 1991 г. «XXI век: строим звездолёт». А. В. Багров, М. А. Смирнов</ref>.

=== Движители на давлении электромагнитных волн ===
{{Смотри также|Солнечный парус}}
Разработано несколько вариантов межзвёздных кораблей на основе солнечного и других видов космического паруса<ref name="amazon.com"/><ref>{{Cite web |url=http://www.transorbital.net/Library/D001_AxA.html |title=Роберт Л. Форвард К звёздам на острие луча |access-date=2017-11-14 |archive-date=2017-11-06 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171106175011/http://www.transorbital.net/Library/D001_AxA.html |deadlink=no}}</ref><ref>{{Cite web |url=http://casa.colorado.edu/~danforth/science/magsail/magsail.html |title=Ч. Дэнфорт Под парусом в протонном ветре |access-date=2017-11-13 |archive-date=2017-10-31 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171031044038/http://casa.colorado.edu/~danforth/science/magsail/magsail.html |deadlink=no}}</ref><ref>{{статья |автор=Jones, E. |заглавие=A Manned Interstellar Vessel Using Microwave Propulsion: A Dysonship |ссылка=http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/inostr-yazyki/jbis/1985/6/JBIS-1985-6.pdf#page=32 |язык=en |издание=Journal of the British Interplanetary Society |год=1985 |volume=38 |pages=270—273 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20171115144301/http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/inostr-yazyki/jbis/1985/6/JBIS-1985-6.pdf#page=32 |archivedate=2017-11-15}}</ref><ref>{{Cite web |url=http://path-2.narod.ru/design/base_e/sss.pdf |title=Грегори Мэтлофф, Юджин Малов. Звездолёты на солнечных парусах: клипера галактики |access-date=2017-11-13 |archive-date=2018-01-07 |archive-url=https://web.archive.org/web/20180107092214/http://path-2.narod.ru/design/base_e/sss.pdf |deadlink=no}}</ref><ref>{{Cite web |url=http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.pdf |title=Ден Спиз, Роберт Зубрин. Ультратонкие солнечные паруса для межзвёздного путешествия |access-date=2017-11-13 |archive-date=2017-11-15 |archive-url=https://web.archive.org/web/20171115134102/http://go2starss.narod.ru/pub/E32_UTSS.pdf |deadlink=no}}</ref>.

Выделяют два проекта космических парусников: на давлении солнечного света и от искусственного лазера (идея {{нп3|Роберта Форварда|Роберта Форварда|en|Robert L. Forward}}). Недостатком первого типа является слабое световое давление от Солнца, которое при увеличении расстояния будет ослабевать. Недостатком второго типа является сложность наведения лазера на большом расстоянии. Общим недостатком космических парусников всех типов является хрупкость конструкции тонкого и обширного паруса, который может быть легко разрушен при столкновении с межзвёздным веществом<ref name="NiCh"/>.

Преимуществом парусника является отсутствие топлива на борту. Его недостатком является невозможность использования паруса для торможения или путешествия назад к Земле, поэтому он хорош для запуска автоматических зондов, станций и грузовых кораблей, но малопригоден для пилотируемых полётов с возвратом (либо космонавтам нужно будет взять с собой второй лазер с запасом энергии для установки в пункте назначения, что фактически сводит на нет все преимущества парусника)<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA225 Физика невозможного]. С. 225.</ref>.

Идея о использовании [[световое давление|давления]] света для осуществления межпланетных путешествий была выдвинута практически сразу после открытия этого давления физиком [[Лебедев, Пётр Николаевич|П. Н. Лебедевым]] в работах [[Циолковский, Константин Эдуардович|К. Циолковского]] и [[Цандер, Фридрих Артурович|Ф. Цандера]]. Однако реальная возможность получения [[электромагнитное излучение|электромагнитного луча]] нужной мощности появилась только после изобретения [[лазер]]ов.

В 1971 году в докладе Г. Маркса на симпозиуме в [[Бюракан]]е было предложено использовать для межзвёздных перелётов [[рентгеновский лазер|лазеры рентгеновского диапазона]]. Позже возможность использования этого типа движителя исследовалась [[НАСА]]. В результате был сделан следующий вывод: «Если будет найдена возможность создания лазера, работающего в рентгеновском диапазоне длин волн, то можно говорить о реальной разработке летательного аппарата (разгоняемого лучом такого лазера), который сможет покрывать расстояния до ближайших звёзд значительно быстрее, чем все известные в настоящее время системы с ракетными двигателями. Расчёты показывают, что с помощью космической системы, рассмотренной в данной работе, можно достичь звезды Альфа Центавра… примерно за 10 лет»<ref>Цит. по: Колесников Ю. В. Вам строить звездолёты. М., 1990. С. 185. ISBN 5-08-000617-X.</ref>.

В 1985 году Р. Форвардом была предложена конструкция межзвёздного зонда, разгоняемого энергией [[Микроволны|микроволнового]] излучения. Проектом предусматривалось, что зонд достигнет ближайших звёзд за 21 год.

На 36-м Международном астрономическом конгрессе был предложен проект лазерного звездолёта, движение которого обеспечивается энергией лазеров оптического диапазона, расположенных на орбите вокруг [[Меркурий (планета)|Меркурия]]. По расчётам, путь звездолёта этой конструкции до звезды [[Эпсилон Эридана]] (10,8 световых лет) и обратно занял бы 51 год.

Парус, разгоняемый наземным лазерным источником-движителем, используется в начатом современном проекте малых автоматических межзвёздных зондов [[Breakthrough Starshot]]. На реализацию проекта необходимо до 10 миллиардов долларов и до {{число|20|лет}}. Скорость зондов составит до {{число|20|%}} скорости света, время полёта до Проксима или Альфа Центавра в 4 световых годах от Земли — около 20 лет.

По оценкам [[Каку, Митио|Митио Каку]] в книге [[Физика невозможного]] теоретически возможен разгоняемый лазерами с Луны солнечный парус, который может достичь до половины скорости света и долететь до ближайшей звезды за 8 лет. Однако это потребует строительства солнечного паруса поперечником в несколько сотен километров и тысяч лазеров на Луне с продолжительностью работы в десятилетия, что трудно реализовать по экономическим и техническим причинам<ref>[[Каку, Митио|Митио Каку]]. [https://www.google.ru/books/edition/Физика_невозможного/rV5bFwxoH4IC?gbpv=1&pg=PA224 Физика невозможного]. С. 224—225.</ref>.

=== Аннигиляционные двигатели ===
Скорость движения обычных [[ракета|ракет]] существенным образом зависит от скорости истечения рабочего тела. Ни химические, ни ядерные реакции, известные в настоящее время, не позволяют достичь скоростей истечения, достаточных для разгона космического судна до околосветовой скорости. В качестве одного из вариантов решения проблемы предлагается использование в качестве рабочего вещества ракеты [[элементарные частицы]], движущиеся со световой или околосветовой скоростью.

Для получения таких частиц можно использовать [[аннигиляция|аннигиляцию]] материи и [[антиматерия|антиматерии]]. Например, взаимодействие [[электрон]]ов и [[позитрон]]ов порождает [[гамма-излучение]], которое используется для создания реактивной тяги в конструкциях так называемых фотонных ракет. Может быть также использована реакция аннигиляции [[протон]]ов и [[антипротон]]ов, в результате которой образуются [[пион (частица)|пионы]].

В случае, когда скорость истечения рабочего вещества реактивного двигателя равна скорости света, число Циолковского <math>z=\frac{m_{0}}{m_{k}}</math> определяется по формуле <math>z=\sqrt{\frac{1+\frac{v_{0}}{c}}{1+\frac{v_{k}}{c}}}</math>. Отсюда следует, что для достижения скорости в <math>0,9 c</math>, число Циолковского должно быть равно <math>4,36</math>{{sfn|Левантовский|с=445|1970}}.

Теоретические расчёты американских физиков Ронана Кина и Вей-мин Чжана показывают, что на основе современных технологий возможно создание аннигиляционного двигателя, способного разогнать космический корабль до {{число|70|%}} от скорости света. Предложенный ими двигатель быстрее других теоретических разработок благодаря особому устройству реактивной дюзы. Однако основными проблемами при создании {{iw|Аннигиляционная ракета|аннигиляционных ракет|en|Antimatter rocket}} с подобными двигателями являются получение нужного количества антивещества, а также его хранение<ref name="rian1">{{cite web|date=2012-05-15|url=http://ria.ru/science/20120515/649749893.html|title=Физики «ускорили» двигатель на антиматерии до {{число|70|%}} от скорости света|publisher=[[РИА Новости]]|accessdate=2012-05-16|archiveurl=https://www.webcitation.org/68DRc5whh?url=http://ria.ru/science/20120515/649749893.html|archivedate=2012-06-06|deadlink=no}}</ref>. По состоянию на май 2011 года рекордное время хранения атомов антиводорода составило 1000 секунд (~16,5 минут)<ref name=antiH>{{cite web|date=2011-05-02|url=http://lenta.ru/news/2011/05/02/hydrogen/|title=Физики поставили рекорд по времени хранения антиматерии|publisher=[[Lenta.ru]]|accessdate=2012-05-16|archive-date=2011-05-04|archive-url=https://web.archive.org/web/20110504162817/http://lenta.ru/news/2011/05/02/hydrogen/|deadlink=no}}</ref>. По оценкам [[НАСА]] 2006 года, производство [[миллиграмм]]а позитронов стоило примерно 25 миллионов [[Доллар США|долларов США]]<ref>{{cite web |date=2006 |title=New and Improved Antimatter Spaceship for Mars Missions |url=http://www.nasa.gov/exploration/home/antimatter_spaceship.html |publisher=[[NASA]] |accessdate=2009-09-28 |archiveurl=https://www.webcitation.org/617jP8XOS?url=http://www.nasa.gov/exploration/home/antimatter_spaceship.html |archivedate=2011-08-22 |deadlink=no}}</ref>. По оценке 1999 года, один грамм антиводорода стоил бы 62,5 триллиона долларов<ref>{{cite web |date=1999-04-12 |title=Reaching for the stars: Scientists examine using antimatter and fusion to propel future spacecraft |url=http://science.nasa.gov/newhome/headlines/prop12apr99_1.htm |publisher=[[NASA]] |accessdate=2008-08-21 |archiveurl=https://www.webcitation.org/617jPj8pM?url=http://science.nasa.gov/science-news/science-at-nasa/1999/prop12apr99_1/ |archivedate=2011-08-22 |deadlink=yes}}</ref>.

=== Прямоточные двигатели на межзвёздном водороде ===
{{основная статья|Двигатель Бассарда}}
Основная составляющая массы современных ракет — это масса топлива, требуемого ракете для разгона. Если удастся каким-нибудь образом использовать в качестве [[рабочее тело|рабочего тела]] и топлива окружающую среду, можно значительно уменьшить массу межзвёздного аппарата и достичь за счёт этого больших скоростей движения даже при использовании топливно-ракетного двигателя. В связи с этим появилась идея прямоточного двигателя, который использует в качестве топлива межзвёздный водород<ref name="technic.itizdat.ru">{{Cite web |lang=ru |author=Владимов А. |url=http://technic.itizdat.ru/docs/Archive/TM_11_1973/8 |title=Тяговые системы открытого космоса |description=Журнал «[[Техника — молодёжи]]» № 11 за 1973 г. |accessdate=2017-11-13 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20171113165534/http://technic.itizdat.ru/docs/Archive/TM_11_1973/8 |archivedate=2017-11-13 |deadlink=yes}}</ref>.

Использование прямоточного двигателя снимает ограничения по дальности полёта в связи с конечными запасами топлива и энергии на борту корабля, однако имеет серьёзную проблему в виде малой плотности водорода в межзвёздном пространстве и как следствие низкой скорости<ref>Бурдаков В. П., Данилов Ю. И. [http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/burdakov/rakety-bud/raceti-buduchego.pdf «Ракеты будущего»] {{Wayback|url=http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/burdakov/rakety-bud/raceti-buduchego.pdf |date=20171222220252}}. 1980, М., [[Атомиздат]]. Космический прямоточный двигатель.</ref>.

К преимуществам данного проекта относится очистка космоса впереди движения корабля от межзвёздных частиц, которые могли быть опасны для звездолёта при высоких скоростях встречного движения. Однако для прямоточного двигателя потребуется воронка огромного диаметра и достаточно большая изначальная скорость звездолёта (по некоторым оценка до 20—30 % от скорости света). Столкновение с межзвёздным водородом на таких скоростях может постепенно разрушить материал воронки, поэтому есть проекты собирать межзвёздный водород электромагнитным полем вместо воронки из вещества<ref name="NiCh" />.

Для предложенного такого водородного прямоточного ракетного двигателя потребуется воронка огромного диаметра для сбора разреженного межзвёздного водорода, имеющего плотность 1 атом на кубический сантиметр. Если для сбора межзвёздного водорода использовать сверхмощное электромагнитное поле, то силовые нагрузки на генерирующую катушку окажутся настолько велики, что их преодоление окажется маловероятным даже для техники будущего<ref name="Project Daedalus — Origins"/><ref name="go2starss.narod.ru"/>.

В [[1960-е годы]] {{iw|Бассард, Роберт|Робертом Бассардом|en|Robert W. Bussard}} была предложена конструкция [[межзвёздный прямоточный реактивный двигатель|межзвёздного прямоточного реактивного двигателя]]. Она схожа с конструкцией [[воздушно-реактивный двигатель|воздушно-реактивных двигателей]]. [[Межзвёздная среда]] состоит в основном из [[водород]]а. Этот водород может быть захвачен и использован в качестве рабочего тела. Кроме того, он может быть использован в качестве топлива для управляемой [[термоядерная реакция|термоядерной реакции]], служащей источником энергии для создания ускоряющего ракету реактивного потока.

Поскольку межзвёздная среда является крайне разреженной (порядка одного атома водорода на кубический сантиметр пространства), необходимо использование экранов огромного размера (тысячи километров) для сбора нужного количества топлива. Масса таких экранов крайне велика даже при условии использования наиболее лёгких материалов, поэтому предлагается использовать для сбора вещества [[Магнитное поле|магнитные поля]].

Ещё одним недостатком термоядерного прямоточного двигателя является ограниченность скорости, которой может достичь оснащённый им корабль (не более 0,119 c = 35,7 тыс. км/с). Это связано с тем, что при улавливании каждого атома водорода (который можно в первом приближении считать неподвижным относительно звёзд) корабль теряет определённый импульс, который удастся компенсировать тягой двигателя только если скорость не превышает некоторый предел. Для преодоления этого ограничения необходима как можно более полная утилизация кинетической энергии улавливаемых атомов, что представляется достаточно трудной задачей.

{{Вывод|
Допустим, экран уловил 4 атома водорода. При работе термоядерного реактора четыре протона превращаются в одну альфа-частицу, два позитрона и два нейтрино. Для простоты пренебрежём нейтрино (учёт нейтрино потребует точного расчёта всех стадий реакции, а потери на нейтрино составляют около процента), а позитроны проаннигилируем с 2 электронами, оставшимися от атомов водорода после изъятия из них протонов. Ещё 2 электрона пойдут на то, чтобы превратить альфа-частицу в нейтральный атом гелия, который благодаря полученной от реакции энергии будет ускорен в сопле двигателя.

Итоговое уравнение реакции без учёта нейтрино:
: 4{{nuclide2|Водород|1|ссылка=да}} → {{nuclide2|Гелий|4|ссылка=да}} + (4''m''<sub>H</sub> − ''m''<sub>He</sub>)''c''² (≈27 МэВ)

Пусть корабль летит со скоростью ''v''. При улавливании четырёх атомов водорода в системе отсчёта корабля теряется импульс:
: <math>P_1 = \frac{4m_H v}{\sqrt{1-v^2/c^2}}</math>

Теоретически достижимый импульс, с которым корабль может запустить атом гелия, можно получить из известного релятивистского соотношения между массой, энергией и импульсом:
: <math>E_{He}^2/c^2 - P_{2}^2 = m_{He}^2 c^2</math>

Энергия атома гелия (включая энергию покоя) не может превышать сумму масс четырёх атомов водорода, умноженную на квадрат скорости света:
: <math>E_{He \, max} = 4m_{H} c^2</math>

Отсюда квадрат максимально достижимого импульса атома гелия:
: <math>P_2^2 = ( 4m_H )^2 c^2 - m_{He}^2 c^2</math>

Если корабль в результате улавливания и утилизации четырёх атомов водорода не ускорился и не замедлился, значит, импульс, потерянный при их улавливании, равен импульсу, приобретённому в результате выброса атома гелия из сопла.
: <math>P_1 = P_2</math>

: <math>P_1^2 = P_2^2</math>

: <math>\frac{(4m_H)^2 v^2}{1-v^2/c^2} = (4m_H)^2 c^2 - m_{He}^2 c^2</math>

: <math>\frac{v^2/c^2}{1-v^2/c^2} = 1 - \left( \frac{m_{He}}{4m_H} \right)^2</math>

: <math>\frac{v}{c} = \sqrt{\frac{1 - \left( \frac{m_{He}}{4m_H} \right)^2}{2 - \left( \frac{m_{He}}{4m_H} \right)^2}} \approx 0,119</math>
}}

=== Фотонный двигатель на магнитных монополях ===
По мнению автора журнала [[Техника — молодёжи]] А. Владимова только фотонные двигатели пригодны для дальних космических путешествий<ref name="technic.itizdat.ru"/>..

Если справедливы некоторые варианты [[Теории Великого объединения|теорий Великого объединения]], такие как [[Магнитный монополь#Модель 'т Хоофта — Полякова|модель 'т Хоофта — Полякова]], то можно построить фотонный двигатель, не использующий антивещество, так как [[магнитный монополь]] гипотетически может [[катализатор|катализировать]] [[распад протона]]<ref>{{статья |заглавие=Dyon-fermion dynamics |издание=[[Physical Review|Phys. Rev. D]] |том=26 |номер=8 |страницы=2058—2068 |doi=10.1103/PhysRevD.26.2058 |язык=en |автор=Curtis G. Callan, Jr. |год=1982 |тип=journal}}</ref><ref>{{статья |заглавие=Searches for Proton Decay and Superheavy Magnetic Monopoles |ссылка=http://www.ias.ac.in/jarch/jaa/5/251-271.pdf |издание={{Нп3|Journal of Astrophysics and Astronomy}} |том=5 |страницы=251—271 |doi=10.1007/BF02714542 |bibcode=1984JApA....5..251S |язык=en |тип=journal |автор=B. V. Sreekantan |год=1984 |archivedate=2022-08-15 |archiveurl=https://web.archive.org/web/20220815161433/https://www.ias.ac.in/jarch/jaa/5/251-271.pdf }}</ref> на [[позитрон]] и [[Пион (частица)|π<sup>0</sup>-мезон]]:
: <math>p \rarr e^{+} + \pi^0</math>
π<sup>0</sup> быстро распадается на 2 фотона, а позитрон аннигилирует с электроном, в итоге атом водорода превращается в 4 фотона, и нерешённой остаётся только проблема зеркала.

Фотонный двигатель на магнитных монополях мог бы работать и по прямоточной схеме.

В то же время в большинстве современных теорий Великого объединения магнитные монополи отсутствуют, что ставит под сомнение эту привлекательную идею.

У фотонных двигателей на аннигиляции материи есть следующие проблемы: хранение антивещества, защита отражающего фотоны зеркала от выделяемой энергии, время разгона и размеры<ref name="kvant.ras.ru" />.

=== Ионные двигатели ===
{{Основная статья|Ионный двигатель}}
в 1946 году американский физик И. Акерет (Ackeret) предложил использовать для межзвёздного полёта ионные двигатели, которые снабжали бы заряженными частицами в результате термоядерной реакции или реакции аннигиляции<ref name="NiCh" />.

В 1994 году {{нп3|Лэндис, Джеффри Алан|Джеффри Лэндис|en|Geoffrey A. Landis}} предложил проект межзвёздного ионного зонда, который получал бы энергию от лазерного луча на станции<ref name="scholar.google.ru"/><ref>[http://www.geoffreylandis.com/laser_ion_pres.htp Laser-powered Interstellar Probe Presentation Geoffrey A. Landis] {{Wayback|url=http://www.geoffreylandis.com/laser_ion_pres.htp |date=20131002200923}} on the [http://www.geoffreylandis.com/science.html Geoffrey A. Landis: Science. papers available on the web] {{Wayback|url=http://www.geoffreylandis.com/science.html |date=20130915102946}}</ref>. Такой двигатель по сравнению с лазерно-световым парусом потреблял бы на 19 ГВт меньше, будучи при этом в полтора раза сильнее. На данный момент этот проект неосуществим: двигатель должен иметь скорость истечения 0,073 с (удельный импульс 2 миллиона секунд), при этом его тяга должна достигать 1570 Н (то есть 350 фунтов). В данный момент эти показатели недостижимы<ref>{{cite web |lang=ru |url=http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html |title=Межзвёздный ионный зонд, снабжаемый энергией по лазерному лучу |author={{iw|Лэндис, Джеффри Алан|Джеффри Лэндис|en|Geoffrey A. Landis}} |coauthors=Пер. на рус., оформ. и коммент. А. Семёнова |accessdate=2015-04-22 |archiveurl=https://archive.today/20130407011717/http://go2starss.narod.ru/pub/E013_IZRL.html |archivedate=2013-04-07 |deadlink=yes}}</ref>.

Ионные двигатели уже используются в некоторых космических аппаратах (например, в КА «[[Dawn (космический аппарат)|Рассвет]]»). Ионные двигатели используют электрическую энергию для создания в топливе (обычно [[ксенон]]) заряженных частиц, которые затем ускоряются. Выхлопная скорость частиц от 15 до 35 километров в секунду<ref>{{cite web |url=http://www.iflscience.com/space/dawn-new-era-revolutionary-ion-engine-took-spacecraft-ceres |title=Dawn Of A New Era: The Revolutionary Ion Engine That Took Spacecraft To Ceres |author=Стив Гэбриел |date=2015-03-10 |accessdate=2015-04-21 |archiveurl=https://archive.today/20150313060144/http://www.iflscience.com/space/dawn-new-era-revolutionary-ion-engine-took-spacecraft-ceres |archivedate=2015-03-13 |deadlink=no}}</ref>.

== Системы торможения ==
Не намного меньшую, чем при разгоне, проблему представляет собой торможение межзвёздных кораблей, набравших сверхвысокие скорости. Предложены несколько способов:
* торможение на внутренних источниках — ракетное;
* торможение за счёт лазерного луча, присылаемого из Солнечной системы;
* торможение магнитным полем с использованием магнитного паруса Роберта Зубрина на сверхпроводниках<ref name="npl.washington.edu"/><ref>{{Cite web |url=http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/320Zubrin.pdf |title=The Magnetic Sail Final Report to the NASA Institute of Advanced Concepts (NIAC) January 7, 2000 Principal Investigator: Robert Zubrin Co-Investigator: Andrew Martin Pioneer Astronautics 445 Union Blvd. Suite #125 Lakewood, CO 80228 303-980-0890 |access-date=2017-11-14 |archive-date=2017-01-18 |archive-url=https://web.archive.org/web/20170118173947/http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/320Zubrin.pdf |deadlink=no}}</ref>.

== В фантастике ==
Чаще всего писатели ранней фантастики описывали использование обычных химических реактивных двигателей на химическом топливе. Позже многие фантасты понимая несовершенство таких типов двигателей изобретали более совершенные типы ракетного горючего:
* ультралиддит в «Аэлите» А. Толстого или анамезон И. Ефремова из «Туманности Андромеды»;
* в той же «Аэлите» фигурируют корабли магацитлов, использующие ядерную энергию;
* термоядерное топливо;
* [[антивещество]].

Последнее фигурирует не только в качестве топлива фотонных двигателей, но часто и в качестве топлива главных энергоблоков многих фантастических сверхсветовых кораблей.

Изначально корабли для межзвёздных полётов в фантастике выглядели как гибрид ракеты-носителя и подводной лодки с обтекаемыми формами. Таков например корабль «Тантра» из романа И. Ефремова «Туманность Андромеды», впервые изданного в год запуска первого искусственного спутника Земли. Потом пришло понимание, что в космосе отсутствует сопротивление среды и межзвёздные корабли стали приобретать сложные архитектурные формы. На смену ракетным двигателям как недостаточно быстрым пришли «нуль-транспортировки», «варп-двигатели», «подпространственные переходы», «смежные миры», «гипердвигатели», «[[кротовая нора|тоннельные двигатели]]»<ref name="NiCh" />.

В романе [[Люди как боги (роман Снегова)|«Люди как боги» Снегова]] для межзвёздных путешествий используются особые свойства пространства и времени, в частности, открытая людьми будущего двухмерность времени, позволяющая совмещать точки начала и конца пути путём сворачивания пространства.

Во вселенной Star Wars используются и повсеместно распространены гипердвигатели, перемещающие корабль через иное измерение со скоростью, значительно превышающей световую. Та же идея, только в гораздо более мрачном варианте, присутствует во вселенной Warhammer 40000, где корабли многих разумных рас фактически путешествуют через Ад. Это перекликается с идеями использования червоточин для межзвездных перемещений.
{{дополнить раздел|дата=2018-04-03}}

== См. также ==
* [[Новые горизонты]]
* [[Список ближайших звёзд]]
* [[Звездолёт]]
* [[Варп-двигатель]]

== Примечания ==
{{примечания}}

== Литература ==
* [http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/burdakov/rakety-bud/raceti-buduchego.pdf В. П. Бурдаков. Ю. И. Данилов. Ракеты будущего.] 1980 г. М., [[Атомиздат]].
* {{книга|автор=[[Колесников, Юрий Вениаминович]]|заглавие=Вам строить звездолёты|место=М.|год=1990|страниц=207|isbn=5-08-000617-X}}
* {{книга |автор=Левантовский В. И. |заглавие=Механика космического полёта в элементарном изложении |место=М. |издательство=«[[Наука (издательство)|Наука]]» |год=1970 |страниц=492 |ref=Левантовский}}

== Ссылки ==
* {{cite web |lang=ru |author=Semenov A. |url=http://go2starss.narod.ru/index1.html#M1 |title=Сборник ссылок на статьи о межзвёздных полётах |website= |publisher= |date= |access-date=2021-10-20 |deadlink=yes |archive-url=https://web.archive.org/web/20211020015418/http://go2starss.narod.ru/index1.html#M1 |archive-date=2021-10-20}}
* {{cite web |lang=en |author= |url=http://www.sciam.ru/2006/6/asrtofizika.shtml |title=Как защитить космических путешественников |website= |publisher= |date= |access-date=2007-05-05 |deadlink=yes |archive-url=https://web.archive.org/web/20070505204508/http://www.sciam.ru/2006/6/asrtofizika.shtml |archive-date=2007-05-05}}
* {{cite web |lang=en |author= |url=http://www.sciam.ru/2008/7/asrtobiology.shtml |title=Цвет растений на других планетах |website= |publisher= |date= |access-date=2008-08-28 |deadlink=yes |archive-url=https://web.archive.org/web/20080828144139/http://www.sciam.ru/2008/7/asrtobiology.shtml |archive-date=2008-08-28}}
* {{cite web |lang=en |author= |url=https://www.academia.edu/2111006/A.M._Hein_M._Pak_D._Putz_C._Buhler_P._Reiss_World_Ships_-_Architecture_and_Feasibility_Revisited_/ |title=Interstellar Ark Mission Architectures and Various Feasibility Issues |website= |publisher= |date= |access-date=2021-12-04}}
* {{cite web |lang=ru |author= |url=http://gazeta.ru/science/2008/01/30_a_2613225.shtml |title=Галактическая энциклопедия — 2. Помощь со звёзд |website= |publisher= |description=Лекция о межзвёздных полётах, об ускорении на 100 км/сек возле звёзд |date= |access-date=2021-12-04}}
* [http://www.100yss.org/index.html 100 Year Starship Study] — официальный сайт проекта «Через 100 лет к звёздам».
* Ирина Шлионская, [http://www.pravda.ru/science/eureka/inventions/21-03-2011/1070876-icarus_termojad-0/ Термоядерные крылья донесут до инопланетян] // Правда.ру, 21.03.2011.
* {{cite web |author=[[Кэрролл, Роберт Тодд]] |title=Похищение инопланетянами |url=https://skepdic.ru/poxishhenie-inoplanetyanami/ |publisher=Словарь скептика, или [[Энциклопедия заблуждений|Энциклопедия заблуждений: собрание невероятных фактов, удивительных открытий и опасных поверий]] |date= |ref=Кэрролл. Похищение инопланетянами. Словарь скептика}}

{{Внешние ссылки}}
{{Колонизация космоса}}
{{Перевести|en|Interstellar travel}}

[[Категория:Футурология]]
[[Категория:Межзвёздные полёты|*]]
[[Категория:Будущие космические полёты]]
[[Категория:Пилотируемый космический полёт]]
[[Категория:Колонизация космоса]]
[[Категория:Проекты освоения космоса]]