目前我们离开太阳系遇到的主要问题是燃料的重量问题。这些飞行器有轻质而面积巨大的帆，如同地球上航海的帆船的船帆一样。和普通帆船不同，这些帆利用的是太阳风或者光（可以产生光压），这些从太阳喷射出的高能粒子足以推动飞行器前进。通过调整帆的姿态，可以顺利地调整飞行器的前进方向。当距离太阳非常遥远以后，一个机载的激光器或微波发射器可以继续提供动力。

由于最开始加速非常缓慢，所以太阳帆船只适合搭载机器人探测器。但由于它很轻，所以帆船会获得持续的加速度，直到速度达到90公里/秒。对它而言，飞越太阳系只需要8年时间，而由现代火箭推动的探测器则需要40年。

和传统燃料发动机不同，离子引擎依靠向外喷射带正电的离子来推动飞行器前进。引擎的推动力极小，事实上，仅仅如同一张纸压在手上的感觉。但是这种推动力极为高效，可以使燃料维持比传统火箭长得多的时间，长期的作用依然可以产生足够的速度。因此，它能够节约发射成本。

1998年，NASA发射了第一个离子引擎探测器——“深空1号（Deep Space 1）”。在2001年退役前，这个飞行器飞临了Borrelly彗星，并发送回了大量图片和数据。

这类飞行器进一步的使用可以是对彗星的采样、观察土星环或者干脆在木星的卫星上着陆。轻巧的设计可以使它们逐渐加速到非常高的速度。

目前最方便也最清洁的能源之一就是核能，核动力飞船是目前我们设想中的最理想的太空旅行工具之一。相对而言，我们现在的常规动力火箭动力有限，而且每次发射还需要等待“发射窗口（launch window）”，以借助引力使它们发射得更远。核动力引擎将具有更大的动力，也不再需要借助地球特定的发射时机。

目前可能的动力引擎可以分为裂变引擎和聚变引擎两大类。裂变引擎是利用核裂变产生的能量作为推动力，以目前的技术力量已不再遥远，事实上，在未来几十年内就有希望出现。核污染是裂变引擎存在的主要问题，出于对地球环境的保护，这类飞船将只能在被常规火箭送入太空以后才能启动核引擎。

而聚变动力引擎（Fusion-powered）能产生更加强大的推动力，同时产生很少的污染。但是，目前在地球上尚无人能够进行可控的核聚变反应实验。另外，聚变的原料氦3在地球上极为稀少，但月球上储藏量丰富。现在世界上很多科学家都在研究聚变，希望核聚变的问题能早日解决。

1928年著名物理学家狄拉克（Paul Dirac）提出了反物质理论，反物质和物质在构成上类似，但是基本粒子带电正好相反。如果反物质和物质相遇，则立刻发生湮灭，转变为能量。这种能量变化遵循爱因斯坦著名的公式E=MC^2。这使反物质成为最为高效的能源，仅仅少量的反物质就足以推动飞船跨越若干光年（light year，距离单位，光一年所能完成的路程）。

目前还不能预见相关技术的出现时间。

目前只存在于科幻中，即利用空间的折叠和相对滑动来等实现飞行器的超光速旅行。目前该设想在理论上还存在诸多困难。