در تمام عصر فضا، موشک‌ها از سوخت‌های شیمیایی برای فرار از جاذبه و خروج از جو زمین استفاده کرده‌اند. تنها آنها بودند که توان تولید نیروی پیشرانه عظیم مورد نیاز برای رسیدن به سرعت فرار و بالا بردن فضاپیماهای سنگین وزن را تا فراتر از جو زمین داشته‌اند. ولی وقتی فضاپیماها وارد فضا می‌شوند، چنین سوخت‌هایی گران قیمت و بی‌فایده می‌شوند. در نتیجه دانشمندان علوم فضایی در حال بررسی شیوه‌های نوینی برای تامین نیروی پیشرانه هستند. برخی از آنها، همانند لیزرهای فضایی یا وارپ (سیستم پیشرانه سریع‌تر از نوری که در سری فیلم‌های پیشتازان فضا به عنوان نیروی محرک سفینه‌ها معرفی شده بود) در همان حوزه داستان‌های علمی-تخیلی باقی می‌مانند. ولی روش‌هایی همچون کشش سیارات یا شتاب آهسته ولی پیوسته موتورهای یونی، ارزش خود را اثبات کرده‌اند. به زودی هم، بادبان خورشیدی ناسا به نام Sunjammer، با استفاده از نیروی بادهای خورشیدی راه جدیدی را برای پرواز خواهد آزمود. اما این تنها چیزی نیست که دانشمندان و مهندسان برای پیش راندن فضاپیماها در چنته دارند. در ادامه با برخی از این فناوری‌های نوین آشنا خواهیم شد که احتمالا چند مورد از آنها در آینده نه چندان دور،‌ نیروی مورد نیاز فضاپیماها را تامین خواهند کرد:

بادبان خورشیدی
سان‌جمر، بزرگ‌ترین بادبان خورشیدی ساخته دست بشر است که قرار است در سال جاری به فضا پرتاب شود. این بادبان که در حالت بسته‌بندی‌شده هم اندازه یک ماشین لباسشویی است، در فضا باز و تبدیل به فضاپیمای بسیار باریکی می‌شود که پهنایش ۳۸ متر است. این فضاپیما که نام خود را از یکی از داستان‌های علمی-تخیلی آرتور سی کلارک گرفته است، مانند بادبادک در مقابل بادهای خورشیدی پرواز خواهد کرد و نور خورشید همانگونه که دنباله ستاره‌های دنباله‌دار را به این‌سو و آن سو منحرف می‌کند، این فضاپیما را نیز به‌سویی می‌راند. سان‌جمر که در عمل به سوی خورشید پرواز خواهد کرد، پره‌های کنترلی دارد که تغییر مسیر آن را همانند قایق‌های بادبانی معمولی امکان پذیر می‌کند. این فضاپیما همچنین حاوی ابزارهایی خواهد بود که انگلیسی‌ها به منظور بررسی و آزمایش وضع آب‌و‌هوا در فضا ساخته‌اند. بادبان‌های خورشیدی را می‌توان برای جمع آوری آشغال‌های فضایی در مدار زمین نیز به کار برد، ولی وقتی چنین فضاپیمایی برای ماموریت‌ به اعماق فضا فرستاده شود، بادهای خورشیدی می‌توانند سرعتی افسانه‌ای به آن بدهند.

DD4

پرتو لیزری
تاباندن یک لیزر از راه دور به سوی یک فضاپیما می‌تواند به حرکت آن شتاب دهد، حال چه با فشار فوتون‌ها و چه با حرارت دادن به پیشرانه موجود در خود فضاپیما به منظور ایجاد یک جت پلاسما باشد. چنین پیشرانه‌ای را می‌توان در آزمایشگاه تولید کرد ولی در فضایی که در آن فناوری‌های «جنگ ستارگان» ممنوع است، امکان آن وجود ندارد. چالش‌های بزرگی سر راه این فناوری وجود دارند، که اجتناب از لرزش لیزر و سوزاندن بقیه بخش‌های کاوشگر، فقط یکی از آنهاست.

DD3

همیاری گرانشی
فضاپیماهایی که به اعماق فضا می‌روند از کشش سیارات برای پیش راندن خود استفاده می‌کنند. چنین کاوشگرهایی به جای اینکه مستقیما به سوی هدف بروند، در منظومه شمسی پیچ و تاب می‌خورند تا اندازه حرکت مورد نیاز را به دست بیاورند (یا از دست بدهند). کاوشگر مسنجر (پیام‌رسان) ناسا هم از آن دسته از فضاپیماهایی است که بدون کاهش سرعت توسط سیاره زهره، نمی‌توانست به عطارد برسد و فضاپیمای مشهور وویجر ۱ هم فقط به کمک کشش مشتری و کیوان بود که توانست به رکورد سرعت دست یابد.

DDD1

پیشرانه هسته‌ای
ایده فضاپیمای هسته‌ای که نیروی پیشرانه خود را از انفجارهای مداوم بمب‌های اتمی مینیاتوری تامین می‌کنند که از زمان پروژه اوریون ناسا در دهه ۱۹۵۰ وجود داشته، اما همواره یک سوخت کثیف تلقی می‌شده است. اکنون برای یک فضاپیمای مفهومی به نام ایکاروس برای سفر به ستارگان، یک نمونه پاک‌تر از این سوخت هسته‌ای مد نظر قرار گرفته است، که از گداخت هسته‌ای به کمک انفجار تکه‌های سوخت با استفاده از یک پرتو لیزر بهره می‌گیرد. یک مشکل عمده این فناوری این است که تاکنون هیچ‌کس نتوانسته از نیروی گداخت استفاده کند.

 

موتور وارپ
فضاپیمایی با سرعت فضاپیمای اینترپرایز مجموعه پیشتازان فضا، در همان داستان‌های علمی-تخیلی باقی خواهد ماند، ولی در مرکز فضایی جانسون ناسا، آزمایش‌هایی در حال انجام است تا ببینند که آیا می‌توان پیشرانه وارپ را به واقعیت بدل کرد یا نه. این آزمایش‌ها که محرمانه مانده‌اند، شامل خلق نیرویی به نام انرژی منفی است تا اعوجاجی در صفحه زمان- مکان ایجاد شود. فضاپیما روی این اعوجاج موج سواری می‌کند که به آن امکان می‌دهد به جای چندین قرن، در چند روز به ستارگان برسد.

DD5

موشک‌های شیمیایی
همیشه از موشک‌های سنتی چندمرحله‌ای سوخت مایع و جامد برای بالا بردن ماهواره‌ها و رساندن آنها به مدار استفاده می‌شود. سریع‌ترین زمان ارسال یک کاوشگر به فضا، مربوط به New Horizons ناسا بود که در سال ۲۰۰۶، مستقیما از زمین به سیاره پلوتو فرستاده شد. یک موشک که از سوخت جامد استفاده می‌کرد، آن را به سرعت لازم برای فرار از منظومه شمسی رساند و البته اندک بهره‌ای هم از گرانش مشتری برد تا گرانش خورشید را از سوی مقابل خنثی کند. این فضاپیما در سال ۲۰۱۵ به مقصد خواهد رسید.

پیشرانه یونی
موتورهای یونی از برق برای باردار کردن گازی مانند زنون در یک محفظه مغناطیسی استفاده می‌کنند. نیروی پیشرانه حاصله خیلی کمتر از موشک شیمیایی است، ولی در طول زمان، شتابی پیوسته به موشک می‌دهد و آن را به سرعت نهایی ده برابر موشک شیمیایی می‌رساند. اکنون سه موتور یونی، نیروی پیشرانه فضاپیمای داون را در ماموریتش به سوی سیارک‌های وستا و کرس تامین می‌کنند.