Do tej pory w niemal wszystkich misjach kosmicznych wykorzystywano silniki rakietowe zasilane paliwem chemicznym. Niestety nie są one zbyt wydajne. Na przykład ponad połowa masy startowej sondy kosmicznej „Rosetta” należącej do ESA stanowiło paliwo.
ESA bada obecnie sposoby zmniejszenia ilości przewożonego paliwa. Jednym z pomysłów jest silnik jonowy, który wykorzystuje elektryczną ‘armatę’ do wyrzucania gazu w przestrzeń kosmiczną.
Chociaż siła napędowa silnika jest bardzo niewielka, prędkość stopniowo rośnie. W końcu pozwala to statkowi kosmicznemu poruszać się bardzo szybko.
W trakcie lotu na Księżyc sonda SMART-1 przeprowadziła udany test silnika jonowego. Silnik ten generował 10 razy większy ciąg niż zwykły silnik rakietowy na każdy kilogram zużytego paliwa.
ESA prowadzi również badania nad statkami kosmicznymi wykorzystującymi żagle słoneczne zamiast silników. Światło słoneczne padające na duży żagiel przypominający lustro będzie w stanie popchnąć statek kosmiczny w kierunku innych planet. Po wielu miesiącach taki statek kosmiczny mógłby osiągnąć prędkość 360 000 km/h.
Innym sposobem na oszczędność paliwa i zmniejszenie masy jest spowolnienie poprzez przelot przez górne warstwy atmosfery planety. ESA planuje zbudować statek kosmiczny, który wejdzie na orbitę wokół Marsa, wykorzystując tę metodę ‘aerocapture’.
