Mặc dầu đã cung cấp năng lượng cho kỷ nguyên vũ trụ, tên lửa hóa học sử dụng nhiên liệu thường nặng nề, kém hiệu quả và hạn chế bởi năng lượng lưu trữ trong liên kết hóa học.
Các hệ thống tên lửa đẩy mới là cần thiết nếu loài người muốn du hành vũ trụ xa hơn và các lựa chọn thay thế nhiêu liệu bắt đầu tỏ ra rất tiềm năng: từ động cơ ion, năng lượng mặt trời và năng lượng hạt nhân.
Động cơ ion vận hành nhờ thúc đẩy nguyên tử nạp năng lượng như ion xenon xuyên qua từ trường và đẩy tàu vũ trụ. Năng lượng này rất nhẹ, và đủ dùng trong một thời gian rất dài, giúp cho các chuyến thám hiểm vũ trụ dài hơn.
