Tipični oblici svemirskog pogona danas su čvrsti raketni pojačivači, tekuće rakete i hibridne rakete. Svi nose svoje gorivo na brodu i koriste kemijsku energiju za proizvodnju potiska. Nažalost, mogu biti vrlo skupi: može biti potrebno 25-200 kilograma rakete za isporuku tereta od 1 kg u nisku Zemljinu orbitu. Podizanje kg u nisku Zemljinu orbitu košta najmanje 4,000 USD (USD), od 2008. 10,000 XNUMX USD može biti tipičnije.
Kemijski raketni pristup lansiranju i putovanju u svemir u osnovi je ograničen. Budući da raketa mora pokretati vlastito gorivo prema gore kroz najgušći dio atmosfere, nije baš isplativa. Noviji izum je privatna svemirska letjelica SpaceShipOne, koja je koristila letjelicu nosač (White Knight) da bi je prenijela na 14 km (8.7 mi) visine prije lansiranja. Na ovoj visini, većoj nadmorskoj visini od Mt. Everesta, SpaceShipOne je već iznad 90% atmosfere i sposoban je koristiti svoj mali hibridni motor da prevali ostatak puta do ruba svemira (100 km nadmorske visine). Rane, jeftine turističke letjelice za višekratnu upotrebu vjerojatno će se temeljiti na ovom modelu.
Osim paradigme kemijskih raketa, analizirano je nekoliko drugih oblika svemirskog pogona. Konkretno, ionske potisnike već je uspješno koristilo nekoliko svemirskih letjelica, uključujući Deep Space 1, koji je posjetio komet Borrelly i asteroid Braille 2001. Ionski potisnici rade poput akceleratora čestica, izbacujući ione iz stražnjeg dijela motora pomoću elektromagnetskog polje. Za dulja putovanja, kao što su od Zemlje do Marsa, ionski potisnici nude bolje performanse od konvencionalnih oblika svemirskog pogona, ali samo s malom razlikom.
Napredniji oblici svemirskog pogona uključuju nuklearni impulsni pogon i druge pristupe na nuklearni pogon. Gustoća snage nuklearne elektrane ili nuklearne bombe višestruko je veća od gustoće bilo kojeg kemijskog izvora, pa bi nuklearne rakete bile u skladu s tim učinkovitije. Nuklearni impulsni pogon koji je jedan referentni dizajn iz 1960-ih, nazvan Orion — ne treba ga brkati s Orionovim istraživačkim vozilom iz 2000-ih — da bi mogao isporučiti posadu od 200 ljudi na Mars i natrag za samo četiri tjedna, u usporedbi s 12 mjeseci za NASA-inu trenutnu referentnu misiju na kemijski pogon ili Saturnove mjesece za sedam mjeseci.
Drugi dizajn nazvan Projekt Daedalus trebao bi samo oko 50 godina da stigne do Bernardove zvijezde, udaljene 6 svjetlosnih godina, ali bi zahtijevao određeni tehnološki napredak u području inercijalnog zatvaranja fuzije (ICF). Većina istraživanja o nuklearnom impulsnom pogonu otkazana je zbog Sporazuma o djelomičnoj zabrani testiranja iz 1965., iako je ta ideja u posljednje vrijeme ponovno dobila pozornost.
Drugi oblik svemirskog pogona, solarna jedra, detaljno je ispitan 1980-ih i 1990-ih. Solarna jedra koristila bi reflektirajuće jedro kako bi ubrzali nosivost korištenjem tlaka zračenja Sunca. Bez reakcijske mase, solarna jedra mogu biti idealna za brzo putovanje daleko od Sunca. Iako solarnim jedrima mogu trebati tjedni ili mjeseci da se ubrzaju do značajne brzine, ovaj bi se proces mogao preskočiti korištenjem zemaljskih ili svemirskih lasera za usmjeravanje zračenja na jedro. Nažalost, tehnologija za sklapanje i rasklapanje iznimno tankog solarnog jedra još nije dostupna, pa će se konstrukcija možda morati dogoditi u svemiru, što znatno zakomplicira stvari.
Drugi, futurističkiji oblik svemirskog pogona bio bi korištenje antimaterije kao goriva za pogon, poput nekih svemirskih brodova u znanstvenoj fantastici. Danas je antimaterija najskuplja tvar na Zemlji, košta oko 300 milijardi američkih dolara po miligramu. Do sada je proizvedeno samo nekoliko nanograma antimaterije, otprilike dovoljno da nekoliko minuta osvijetli žarulju.
Ključna razlika između mnogih od spomenutih tehnologija i kemijskih raketa je u tome što te tehnologije mogu ubrzati svemirske letjelice do brzina blizu svjetlosti, dok kemijske rakete ne mogu. Dakle, dugoročna budućnost svemirskih putovanja leži u jednoj od ovih tehnologija.