Не используется "самолетный" взлет, когда космический аппарат разгоняется по наземной аэродромной полосе и поднимается в стратосферу на обычных турбореактивных моторах, затем переключается на ракетные двигатели, чтобы вырваться из притяжения планеты (Уильям Дитц "Телохранитель"). Причина - неэкономичность двух совершенно различных типов двигателей при современном уровне технологии. Комбинированный запуск, когда полезная нагрузка поднимается на спине большого самолета, лишь в стратосфере отсоединяясь и включая собственные двигатели (Артур Кларк "Прелюдия к космосу") реализован лишь для небольших ракет – просто потому, что самолеты нужной грузоподъемности пока не построены. Самый крупный взлетавший когда-либо самолет АН-225 "Мрия" может поднять в воздух немногим более 250 тонн. В США для суборбитального вывода средних ракет строится еще более грузоподъемный "Stratolaunch", но он еще не летал. Запускать космические корабли с помощью артиллерийских орудий, как это описал Жюль Верн в романе "С Земли на Луну прямым путем за 97 часов 20 минут", не получится - из имеющихся материалов не удастся создать такую пушку, которая выдержала бы нужное давление внутри ствола. Более реальны для будущего конструирования линейные электромагнитные пушки– катапульты для кораблей с металлическим, иногда, наоборот, диамагнитным корпусом. В них корабль разгонялся бы динамическими электромагнитными полями, последовательно прикладываемыми к активным в данный момент секциям устройства так, чтобы равнодействующая сил поля была всегда направлена по направлению движения (Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", "Острова в небе", Роберт Хайнлайн "Луна - суровая хозяйка", Роджер Желязны, Томас Т. Томас "Вспышка"). Даже не очень мощная электромагнитная катапульта в идеале позволила бы заменить, как минимум, наиболее тяжелую первую ступень ракеты (Роберт Хайнлайн "История будущего"). Выход такой катапульты лучше устраивать на вершине высокой горы, где ниже давление атмосферы (Роджер Желязны, Томас Т. Томас "Вспышка", Грег Иган "Индукция"), а на Луне условия для нее просто идеальны (Артур Кларк, Стивен Бакстер "Солнечная буря", "Перворожденный", Ларри Нивен "Мир вне времени").

Иногда фантасты предлагают более экзотические способы. Например, Майкл Суэнвик описал телепортационное перемещение пассажиров и грузов через вакуумный промежуток между двумя транспортными кольцами, одно из которых находится на поверхности Земли, а второе - на геостационарной орбите ("Вакуумные цветы"). В целях подъема космических кораблей на промежуточные орбиты и их мягкой посадки на поверхность планет упоминается применение силовых лучей. Такие лучи будто бы способны легко поднять или опустить корабль к заданной точке пространства или поверхности. Часто их называют толкающими (отталкивающими) и тянущими (притягивающими), в зависимости от действия, оказываемого на материальный предмет (Джек Уильямсон "Кометчики). Подходящим кандидатом может служить гравилуч (Пол Андерсон "Сатанинские игры") или управляемая направленная гравитация (Джеймс Уайт "Звездный хирург", "Большая операция"). Нам, однако, до такого управления еще очень далеко. Основное препятствие связано с самой природой гравитации, отражающей обусловленное присутствием массы-энергии искажение геометрии пространства. Наше пространство с высокой точностью изотропно во всех местах и во всех направлениях, что подтверждают законы сохранения импульса и углового момента количества движения. В результате гравитационное искажение одинаково в любом направлении от его материального источника. Билл Болдуин в романах о рулевом Вилфе Бриме, будущем адмирале, описывал применяемые при швартовке на планетах или в космосе силовые лучи оптического происхождения, правда, у него они действуют только на коротких расстояниях. Прочие упоминания отталкивающих и притягивающих лучей, как правило, ограничиваются описанием их действия, но не его принципов (Мюррей Лейнстер "Земля гигантов", Чарлз Шеффилд "Выход за пределы").

Как отчасти схожую идею, можно рассматривать использование силовых посадочных ловушек диаметром и высотой в сотни метров, питающихся запасенной в ионосфере электрической энергией (Мюррей Лейнстер "Колониальная служба", "Звездный врач"). Характер силового поля, с помощью которого такая ловушка способна захватить корабль и управлять его движением на расстоянии до нескольких планетных диаметров, автором не уточняется. Известные гравитационные поля и электромагнитные поля токов промышленной или близкой к ней частоты не годятся для этой задачи, поскольку их взаимодействие с кораблем обратно пропорционально квадрату расстояния между ним и ловушкой. Поэтому на расстоянии сотен и тысяч километров их влияние будет пренебрежимо малым по сравнению с гравитацией планеты. Кроме того, эти поля не фокусируются в узкий направленный луч, а выходят далеко за пределы ловушки, что небезопасно для людей при высокой интенсивности поля. Еще менее понятен способ действия стартовых решеток. Такая решетка придает пусковой импульс располагающемуся на ней челночному кораблю с расположенным на корме полусферическим отражателем энергии из особо стойкого материала так, что он способен преодолеть притяжение планеты и выйти из атмосферы (Чарлз Шеффилд "Сверхскорость"). Какой именно импульс и какой энергии, автор не догадался указать, читатели, наверное, тоже не знают.

Стивен Бакстер предположил, что в параллельном мире люди путешествуют на Луну и обратно с использованием "запутанных" квантовых состояний, когда тождественная на квантовом уровне остающемуся на Земле кораблю его копия может перемещаться в пространстве с минимальными затратами энергии ("Шестая луна"). Подобная идея опирается на результаты лабораторных экспериментов в идеальных условиях с небольшими ансамблями микроскопических частиц-бозонов, которые можно приготовить в одном и том же квантовом состоянии и затем пространственно разнести их части, поддерживаемые в том же состоянии. В этом случае изменение состояния одной части каким-либо внешним воздействием автоматически вызовет соответствующее изменение состояния остальных частей, потому что даже разнесенные части продолжают составлять один и тот же квантовый ансамбль. Однако создать два макроскопических тела размерами в десятки и сотни метров и тождественными квантовыми состояниями пока не представляется возможным. Особенно с учетом того, что в состав таких тел неизбежно входят другие частицы, фермионы, которые не могут находиться в одном и том же квантовом состоянии. В лучшем случае вероятность такого события меньше единицы на двадцать пять порядков величины.

Для выполнения каких-либо работ в открытом космосе или ином безвоздушном пространстве предназначены скафандры достаточно сложной конструкции. Они оборудованы радиосвязью и оптической связью, инструментами и приспособлениями, имеют запасы воды, воздуха, системы его регенерации, иногда - запасы питания. В них человек может ориентироваться и передвигаться, ограниченное время поддерживать жизнедеятельность и работоспособность, выполнять необходимые операции (Роберт Хайнлайн "Будет скафандр - будут и путешествия", Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", Элизабет Мун "Герой поневоле", Чарлз Шеффилд серия "Вселенная наследия", Боб Шоу серия "Орбитсвиль", Ларри Нивен "Дымовое кольцо"). В некотором роде это модель корабля в миниатюре, на одного человека и на ограниченное время (Артур Кларк "Кто там?", Аластер Рейнольдс "Пространство откровения"). Подобные скафандры могут оказаться незаменимыми для компенсации высокого стартового ускорения, в случаях разгерметизации корабля, при иных авариях или аварийных посадках (Билл Болдуин "Рулевой" и последующие романы серии). Гипотетические инопланетяне, конечно, могут изготовить гораздо более удобные и защищенные скафандры (Роберт Хайнлайн "Будет скафандр - будут и путешествия", Айзек Азимов "Дэвид Старр - космический рейнджер"). Похожие возможности предоставляют скафандры будущих цивилизаций (Иэн М. Бэнкс "Эксцессия", "Черта прикрытия", Дэн Симмонс серия "Песни Гипериона"). Они могут трансформироваться, способны защитить человека от действия оружия, при спуске его с околопланетной орбиты на поверхность через атмосферу и поднять его назад к кораблю (Аластер Рейнольдс "Пространство откровения"). Но в таких конструкциях якобы используются некие фантастические силовые поля, существование которых - большой-пребольшой вопрос. Самый простой вариант скафандра будущего - эластичный, но прочный многослойный гермокомбинезон, позволяющий ненадолго выжить при низком давлении атмосферы или в вакууме (Дэн Симмонс "Восход Эндимиона"). Отдельный класс представляют собой бронированные скафандры экзоскелетного типа для военных операций (Роберт Хайнлайн "Звездная пехота", Питер Гамильтон "Дракон поверженный") или для действий в тяжелых и особо опасных условиях (Алан Дин Фостер "Приговоренный к Призме"). Впрочем, во втором случае лучшие достижения будущего человеческого скафандростроения не выдержали условий планеты Призма с ее исключительно агрессивной и быстро приспосабливающейся кремнийорганической жизнью.

Длительные полеты естественным образом поднимают проблему запасов пищи, воды и воздуха для находящихся на борту людей (Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", Роберт Хайнлайн "Космическое семейство Стоун", Боб Шоу "Орбитсвиль", Джеймс Блиш "Сердце звездного мира"). Общепризнано, что для экономии массы и места в полетах с невысокой скоростью космический корабль должен иметь замкнутые системы кругооборота воды и кислорода, особенно если при этом сменяется не одно поколение экипажа и пассажиров (Аластер Рейнольдс "Город Бездны"). Часто эти системы включают в себя ту или иную растительность, которая в процессе фотосинтеза поглощает выделяемую живыми существами двуокись углерода и выделяет кислород (Клиффорд Симак "Поколение, достигшее цели", Джеймс Блиш "Сердце звездного мира", Энн Маккефри "Все Вейры Перна"). Понизить требования к уровню запасов может все тот же анабиоз (Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", Роберт Силверберг "Пасынки Земли", Энн Маккефри "Заря драконов", Пол Андерсон "Нелимитированная орбита", Ларри Нивен "Мир вне времени"). Планктонные генераторы-синтезаторы могут применяться как в составе замкнутых систем жизнеобеспечения, так и на поверхности чужих планет (Пол Андерсон "Мир без звезд"), пока их экология не будет приспособлена к человеческим нуждам (Пол Андерсон "Нелимитированная орбита"). Пищевые регенераторы-конвертеры преобразуют местное органическое сырье в соответствующую метаболизму людей и других существ еду (Ларри Нивен серия романов о мире-Кольце). Более отдаленная универсальная перспектива - применение конвертеров (синтезаторов, фабрикаторов), преобразующих энергию в материю и выдающих по требованию людей необходимые припасы, продукты и готовые блюда (Клиффорд Симак "Космические инженеры", "Магистраль вечности", "Планета Шекспира", Чарлз Шеффилд "Объединенные разумом", Брайан Олдисс "Градгродд", Ларри Нивен "Мир-Кольцо", Джек Чалкер "Изгнанники у Колодца душ", Чарлз Стросс "Небо сингулярности", Дэн Симмонс серия "Песни Гипериона"). Такие синтезаторы имеют пока очень шаткое основание в виде формулы Эйнштейна, устанавливающей эквивалентность массы и энергии, и веры в будущее изобилие доступной и дешевой энергии.

Еще одна проблема космических полетов - невесомость. Непросто удержать равновесие или передвигаться по помещениям корабля, когда малейший толчок при ходьбе или другом движении способен оторвать человека от опоры и заставить беспомощно плавать в воздухе. Вращения при этом вызывают головокружение и космическую болезнь, аналогичную морской (Артур Кларк "Острова в небе", "2061: Одиссея Три"). Но этим последствия невесомости не исчерпываются. Без привычного тяготения кровь в человеческом организме перераспределяется в пользу верхней части туловища и головы по сравнению с земными условиями, что приводит к постоянной головной боли. Поэтому антигравитационные кровати, в которых спящий находится как будто в свободном падении (Ларри Нивен "Мир-Кольцо" и последующие романы серии), пока остаются игрушками для мазохистов. Еще более опасное следствие невесомости при длительных полетах - постепенное вымывание кальция и ослабление костей скелета из-за того же отсутствия нагрузок (Артур Кларк, Стивен Бакстер "Солнечная буря"), поэтому есть смысл отбирать участников первых дальних космических экспедиций по устойчивости к такому процессу (Ларри Нивен "Дымовое кольцо").

Как устранить нежелательные последствия невесомости? Имитация гравитации ускоренным движением работает только при разгоне и торможении и неэффективна при стабильной скорости, которая может поддерживаться в течение основной части полета. Другой способ имитации - вращающиеся конструкции космолетов, где создаваемая на некотором расстоянии от оси вращения центробежная сила действует как эквивалент гравитационного притяжения. Они встречаются как у фантастов, уже ставших классиками (Роберт Хайнлайн "Космический патруль", "Испытание космосом", "Марсианка Подкейн", Клиффорд Симак "Поколение, достигшее цели", Артур Кларк "Острова в небе"), так и у их последователей (Уильям Дитц "Телохранитель", Дэйв Волвертон "Мой путь в рай", Ларри Нивен "Подарок с Земли", Аластер Рейнольдс "Город Бездны"). Еще чаще эта конструкция встречается на космических станциях (Артур Кларк "Космическая Одиссея 2001", "Острова в небе", "Пески Марса", Артур Кларк, Стивен Бакстер "Перворожденный", Бен Бова "Колония", Джек Макдевит "Двигатели Бога", Чарлз Стросс "Железный рассвет"). Она действует также на межзвездных космолетах в случаях отключения его систем искусственной гравитации (Дэвид Брин "Небесные просторы") или до изобретения таковых (Питер Гамильтон "Иуда освобожденный") и даже на грандиозном мире-Кольце (Ларри Нивен серия "Мир-Кольцо"). Фантастическая альтернатива– искусственная гравитация (Стивен Бакстер "Плот", Джек Макдевит "Берег бесконечности"). Менее универсальный, но, может быть, в чем-то более реальный способ - хирургическая и генетическая адаптация людей к непрерывному нахождению в невесомости (Лоис Буджолд "В свободном падении", Дэн Симмонс серия "Песни Гипериона", Пэт Кадиган "Рыбеха-дуреха, попавшая в суши").