Астрономы (по меньшей мере со времен Коперника) не были великими экономистами, хотя они часто проявляли склонность к простоте и строгости. Однако прошло немало времени, прежде чем они научились использовать ионный двигатель – особенно элегантный тип высокотехнологичного оборудования, способного обеспечить космический аппарат питанием по очень низкой цене. Ионные двигатели используют электрическую энергию сначала для того, чтобы создать заряженные ионы, а затем – электрическое поле, посредством которого они могут быть разогнаны и вытолкнуты из задней части космического аппарата, создав тяговую силу, как это делается в любой ракете. Интенсивность выброса массы невелика, а потому невелика и реактивная сила, движущая корабль. (Она примерно эквивалентна весу одной или двух маленьких монет, давящих на ладонь, в которой они лежат.) Однако в космическом пространстве, которое фактически лишено трения, высокие скорости могут достигаться за счет медленного суммирования с течением времени, а затем с легкостью удерживаться. По-видимому, впервые ионный двигатель был описан в 1947 г. в небольшом рассказе под названием «Эквалайзер», написанном Джеком Уильямсоном для журнала Astounding Science Fiction. В 1977 г. Джордж Лукас развил эту идею в своей киноэпопее «Звездные войны»: небольшие маневренные космические корабли звездного флота темного лорда назывались СИД-истребителями – акроним, означающий, что они приводились в движение спаренными ионными двигателями. Подобную идею использовал американский астронавт Эдуард Гибсон в научно-фантастическом романе «Прорыв» («Reach»), увидевшем свет в 1989 г. Из всех этих выдуманных вариантов только Уильямсон сумел предвидеть реальность, поскольку базовые принципы ионного двигателя были впервые проверены в 1959 г. в Научно-исследовательском центре им. Глена, а рабочая модель двигателя построена там же в 1970 г.

Начиная с 1980‐х гг. эта замечательная по своей простоте идея время от времени использовалась в небольших масштабах для тонкой корректировки орбит спутников связи, но первым космическим аппаратом с ионным двигателем был «Дип Спейс-1» – экспериментальная автоматическая межпланетная станция, запущенная НАСА в 1998 г., спустя полстолетия после рассказа Уильямсона. В следующем году она совершила пролет мимо астероида Брайль и кометы Борелли. За ним последовал «SMART-1» (2003), летательный аппарат ЕКА, посланный на окололунную орбиту. В данном случае ионизированным газом был ксенон, и его запаса хватило на 7000 часов эксплуатации. Солнечные панели производили более одного киловатта энергии, которой хватало для того, чтобы ионизировать и выбрасывать газ. Запущенный с помощью ракеты-носителя «Ариан-5» из Французской Гвианы, «SMART-1» был выведен сначала на околоземную орбиту, представлявшую собой спираль, медленно разворачивающуюся под действием его собственной крохотной энергии до полного отрыва от земной гравитации. Через тринадцать месяцев, двигаясь по спирали и совершив путь длиной 80 миллионов километров, он достиг Луны, вышел на окололунную орбиту в районе полюсов и совершил обзор лунной поверхности. В завершение полета, в сентябре 2006 г., он был по команде с Земли сведен с орбиты и упал на лунную поверхность. «Аполлону-11» во время его лунной посадочной миссии понадобилось только четыре дня, чтобы достичь Луны, следуя по достаточно прямому курсу, но этот курс составлял только одну двухсотую часть упомянутого расстояния. Однако самая впечатляющая статистика – это статистика расходов: посадить на Луну нечто, очень напоминающее большую стиральную машину, стоило ровно 85 миллионов долларов – цена пары самолетов-истребителей.

В астрономии есть элемент театральности, за что астрономы должны благодарить судьбу, поскольку это неоднократно помогало ослабить ремешок на кошельке государства. Примером этого может служить высадка человека на Луну. Когда НАСА в 2004 г. и в последующие годы подтвердило, что оно руководствуется концепцией исследования космического пространства, разделяемой Джорджем У. Бушем, американские астрономы снова начали протягивать ножки по одежке. Вскоре наметился ощутимый сдвиг в сторону исследований с участием человека, возможным повторением высадки на Луне и вероятным полетом на Марс. Соединенные Штаты создали программу под названием «Концепция исследования космоса» с рассмотрением возможностей роботизированных исследований Солнечной системы, а также с участием человека. Выражалась надежда на то, что она будет включать в себя длительное пребывание на лунной поверхности, роботизированные миссии поиска жизни на спутниках Юпитера, изучение внешних пределов Солнечной системы и пилотируемую экспедицию на Марс.

Ионный двигатель не годится для пилотируемого космического корабля там, где время имеет существенное значение. Другой его недостаток: он зависит от Солнца и должен находиться в пределах разумной досягаемости до него. Будущее, вероятно, принадлежит ядерной энергетике, в которой тепловая энергия реактора будет использоваться для производства электричества прямыми термоэлектрическими или термоионными преобразованиями с использованием полупроводникового оборудования. НАСА вошло в партнерские отношения с Управлением военно-морских реакторов Министерства энергетики в целях разработки и обеспечения «космических реакторов». В этой связи программа, предусматривавшая разработку ядерной двигательной установки для космических аппаратов «Прометей», вызвала большой интерес среди астрономов, и под ее крылом уже приютился многомиллиардный проект под названием «JIMO» (Jupiter Icy Moons Orbiter – Орбитальная станция для изучения системы спутников Юпитера). Цель заключалась в том, чтобы выйти на орбиту вокруг этой гигантской планеты и ее спутников с возможным приземлением посадочных модулей на их поверхность, как это уже делали на Титане космические аппараты «Кассини» и «Гюйгенс». Запуск космического аппарата планировался примерно на 2015 г., но лишь в качестве демонстрации возможности такого полета. Но, кто едет, тот и правит, и даже у НАСА кошелек не бездонный. В 2006 г. было объявлено, что просто для демонстрации миссия «JIMO» является слишком амбициозным проектом. Кто прав, а кто нет – покажет история.