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").
По мере приближения скорости корабля к световой начинают сказываться дополнительные эффекты. Один из них - это бесконечный релятивистский рост инерциальной массы корабля, что делает почти бесполезной любую конечную тягу двигателя и к тому же требует неограниченного роста запасов топлива и рабочего тела для дальнейшего ускорения. Поэтому мечты разогнаться на реактивном двигателе до скоростей, во много раз превышающих скорость света (Энн Маккефри "Заря драконов"), так и останутся мечтами: "Ускорение до сверхсветовой скорости, разумеется, невозможно. Общая теория относительности прояснила это еще в двадцатом веке" (Чарлз Стросс "Небо сингулярности"). Следующее суждение также неверно: "Таким образом, верхнего предела для скорости корабля таранного типа не существует" (Ларри Нивен "Мир вне времени"). Еще как существует! Например, все конструкции ускорителей "элементарных" частиц и все эксперименты на них основаны на непременном использовании предела скорости света.
Второй эффект, также релятивистский, заключается в том, что на корабле, скорость которого приближается к скорости света, субъективное время замедляется относительно Земли (Аластер Рейнольдс "Дом Солнц"), что приводит к фактическому разрыву связей с ней для экипажа корабля (Клиффорд Симак "Планета Шекспира"). Даже если корабль успешно возвращается, на планете к этому моменту прошло так много лет, что экипаж оказывается на ней совершенно чужим (Пол Андерсон "Долгая дорога домой", Джо Холдмен "Сепаратная война"). Известно предположение, что при достижении массивным телом скорости четверти-трети от световой теория относительности Эйнштейна для этого тела становится неприменимой, и начинает действовать иная физика, в которой инвариантом становится не скорость, а время пребывания в образующемся пространственно-временном коконе, с результирующими скоростями движения много выше скорости света (Боб Шоу "Орбитсвиль"). Это допущение не подтверждается имеющимися фактами. Третий эффект - столкновения с редкими, но иногда встречающимися межзвездной пылью и метеоритами, которые тем опаснее, чем выше скорость корабля по отношению к ним. Самая простая защита от них - обыкновенный толстый ледяной щит (Артур Кларк "Песни далекой Земли"). Такая защита может одновременно служить источником топлива для термоядерного двигателя (Грег Бир "Корпус-3"). Предлагается также отводить пыль и метеориты в стороны теми же магнитогидродинамическими полями, которые используются для сбора водорода в двигателях Бассарда (Пол Андерсон "Тау ноль"), вместе с межзвездным водородом ионизовать и с помощью магнитных полей направлять в обход корпуса корабля в реакторы таких двигателей (Боб Шоу "Орбитсвиль"). Можно применять силовые электродинамические экраны с не совсем понятным способом их действия (Энн Маккефри "Все Вейры Перна"). Другие гипотетические способы - экранирующее действие фантастического генератора-спиндиззи (Джеймс Блиш серия "Города в полете"), создание вокруг корабля кокона деформированного пространства-времени, куда нет доступа чему-либо постороннему, как в случае работы ворп-двигателя (киносериал "Звездный путь"), антигравитационные экраны (Джеймс Уайт "Большая операция"). Еще один способ - очистка пространства двигающимся впереди корабля мощным источником гравитации (Алан Дин Фостер "Тар-айимский кранг", Дэвид Вебер "Дорога ярости").
