化学燃料推进器的比冲量很有限，无法实现载人星际旅行，人类要想彻底离开太阳系，必须发展新一代的推进器，比如太阳风推进器，离子推进器等等，而理想的能量则来自于可控核聚变。
在上世纪，美国首先实现了载人登月，从地球轨道到月球之间的转移，阿波罗系列飞船使用了液氢和液氧作为燃料，其中携带的燃料基本占了整个飞船重量的一半。
对于把飞船从地面运送到地球轨道的土星五号，第一级总质量大约2300吨，其中燃料（液氢+液氧）占了2160吨，第二级总质量大约500吨，其中燃料占了456吨，第三级总质量大约120吨（只是壳体和发动机，不包括阿波罗飞船），其中燃料占了110吨。
由此可见，传统的化学燃料推进器效率非常低，为了把大约45吨（包括飞船自身燃料）的阿波罗飞船送上月球，整个过程差不多消耗掉2700多吨的燃料，如果要把载人飞船发射到更远的地方，消耗的燃料会更多。
比冲量
描述推进器效率的关键参数是比冲量，指单位质量的推进剂所能产生的冲量，比如液体火箭推进器的比冲量为2500~4500N·S/kg，固体火箭推进器的比冲量为2000~3000N·S/kg。
液体火箭推进器和固体火箭推进器都使用化学燃料，其原理是燃烧化学燃料产生高温高压的气体，然后利用反作用力来推动火箭前进，决定推进器效率的就是气体离开火箭时的相对速度，对于化学燃料火箭来说，燃烧温度可达3000~5000℃，产生的推力很大，但是持续时间短，很快就会把燃料消耗殆尽。
离子推进器
也称作等离子发动机，是下一代最具潜力的航天发动机之一，其原理是把气体电离，然后在强电场的作用下把离子高速喷出，瞬间温度可达100万度，效率是常规化学推进器的数十倍，理论上可以把航天器加速到100公里每秒的速度以上。
离子推进器喷出的是等离子，产生的推力比不上常规化学推进器，但是离子推进器可以维持长时间的推力，最终把航天器加速到很高的速度，比冲量很高。
目前离子推进器已经有了应用，比如日本的隼鸟二号探测器，美国的黎明号探测器等等，但是只做为调整姿态的辅助推进器。
太阳帆推进器
太阳帆也是一种理想的航天推进器，利用太阳光产生的光压，对飞船进行缓慢的加速，也许加速度只有0.00001g，但是长时间的加速也能让飞船达到很高的速度，而且整个过程不需要消耗飞船本身的能源，只要附近有恒星即可，缺点是距离恒星太远后，加速效果会大大降低。
星际航行的能源
如果人类要想离开太阳系，离子推进器配合可控核聚变是最理想的搭配，可控核聚变提供源源不断的能量，离子推进器则把能量转化为飞船本身的动能。
目前各个大国都在全力研发可控核聚变技术，比如中国的“人造太阳”，美国的激光点火技术等等，一旦可控核聚变技术得到攻克，人类就能彻底解决能源问题，彻底摆脱对化石燃料的依赖。
