概述
可行性：數年後或將實現。
傳統的火箭是通過尾部噴出高速的氣體實現向前推進的。離子推進器也是採用同樣的噴氣式原理，但是它並不是採用燃料燃燒而排出熾熱的氣體，它所噴出的是一束帶電粒子或是離子。它所提供的推動力或許相對較弱，但關鍵的是這種離子推進器所需要的燃料要比普通火箭少得多。只要離子推進器能夠長期保持性能穩定，它最終將能夠把太空飛船加速到更高的速度。
相關技術目前已經套用到一些太空飛船上，比如日本的“隼鳥”太空探測器和歐洲的“智慧型1號”太空船等，而且技術已經取得了很大的進步。未來最有希望成為更遠外太空旅行飛船推進器的可能就是VASIMR等離子火箭。這種火箭與一般的離子推進器稍有不同。普通的離子推進器是利用強大的電磁場來加速離子體，而VASIMR等離子火箭則是利用射頻發生器將離子加熱到100萬攝氏度。在強大的磁場中，離子以固定的頻率鏇轉，將射頻發生器調諧到這個頻率，給離子注入特強的能量，並不斷增加推進力。試驗初步證明，如果一切順利，VASIMR等離子火箭將能夠推動載人飛船在39天內到達火星。
現狀
離子推進器離子推進器將電能和氙氣轉化為帶正電荷的高速離子流，金屬高壓輸電網對離子流施加靜電引力，離子流獲得加速度，加速後的離子使推進器獲得時速高達143201千米的速度，推動太空飛行器前進。離子發動機的燃燒效率比常規化學發動機的高大約10倍。新型離子推進器研製計畫是在“深空”1號探測器任務成功完成的基礎上制定的。1998年美國發射一個以驗證先進飛行技術為目的的“深空”1號探測器。該探測器由一個直徑3.048分米的離子推進器提供動力，在為期20個月的飛行任務期間，太空飛行器達到了12711千米的時速。 “深空”1號飛行任務的成功是向大功率離子推進的廣泛套用邁出的第一步。與“深空”1號離子發動機相比，NASA更高性能氙推進離子發動機可攜帶的有效載荷要多得多，壽命更長一些。太空內推進計畫尋求研製先進的推進技術，以便極大降低NASA近期或中期科學任務的成本、減少質量和縮短行進時間。離子發動機，也就是通常所說的“電火箭”，其原理也並不複雜，推進劑被電離成粒子，在電磁場中加速，高速噴出。從發展趨勢來看，美國的研究範圍幾乎覆蓋了所有類型的電推力器，但以離子發動機的研製為主，美國航宇局在其中扮演了最活躍的角色。最近它有一項規模很大的計畫，即“太陽電推進技術套用及準備計畫”。1998年10月美國航宇局發射的空間探測器“深空”1號率先實現了以離子發動機系統為主推進，這標誌著電推進的套用進入了一個嶄新階段。“深空”1號在離子推進系統工作期間，其自主導航儀能夠根據太陽電池陣產生電能的模型和器載設備功耗的情況，選擇推力器的節流級，調節推力大小。在一般情況下，彈道機動和中途修正也由離子推進系統來執行。歐空局已經將電推進作為未來十大尖端技術之一。目前法國正在研製穩態電漿推力器，歐空局準備套用氙離子推力器。歐空局向月球發射SMART－1探測器的目的之一就是驗證如何利用離子推進技術把未來的探測器送入繞水星運行的軌道。俄羅斯的穩態電漿推力器得到了實際套用。日本的電弧加熱式推力器已在空間自由飛行器上通過在軌測試。
目前，國際電推進研究對象還擴展到了一些採用新的工作原理的推進方案，如採用微加工工藝成型的微型離子器、採用電漿氣體聚變的推力器等。而所有這些項目大多得到了政府和大公司的資金支持。
國際上核推進技術的研發也已嶄露頭角。核推進火箭提供的最大速度增量可達到每秒22千米，可以大大縮短探測器到達月球的時間。運用核推進火箭，探測器到達土星的飛行時間只需要3年，而傳統太空飛行器則要花費7年的時間。核推進火箭非常安全而且有利於環保，這一點與人們平時的想像相反，因為發射核火箭時，放射性並不強。載有核助推器的空間探測器可作為普通化學火箭頭部的有效載荷被發射出去，當有效載荷進入地球高軌道(即大約800千米以上)時，核反應堆開始工作。
製造核動力火箭發動機所需的技術並非遙不可及。目前美國已經設計出一種小型核動力火箭發動機，稱為微型核反應堆發動機，大約還要6～7年可製造出來。美國航宇局最近表示，它近期在月球探測技術方面想做的主要是加速包括核能推進在內的新推進技術的研發工作。在美國航宇局2003財年預算草案中，有4650萬美元用於核推進研究；有7900萬美元用於太空飛行器核反應堆研製。
在月球探測中，縮短到達月球的時間，使觀測衛星能以較少的推進劑攜帶更多的觀測儀器等要求，都會使電推進、核推進等高效推進技術成為最重要的技術而得以更快地發展。
高效能源變換技術將朝著小型、輕便太陽電池方向發展。在傳輸技術方面，未來將開發微波或雷射能源傳輸技術，包括從衛星到月球探測器，從月球上的能源站到月球探測器等的能源傳輸。
由於傳統控制技術越來越難以滿足太空飛行器月球探測任務多樣性和姿態控制、軌道控制的高性能指標要求，先進航天國家早在20世紀80年代就著手發展太空飛行器智慧型自主技術，並在自己的空間探測計畫中逐漸增大了對智慧型自主技術的投入力度。
歐空局較早就展開了在軌智慧型自主技術的研究。美國航宇局“新盛世”計畫把智慧型自主技術放在首位，旨在研製自主太空飛行器，使深空探測器能自主完成導航控制、數據處理、故障判斷和部分重構與維修工作，從而大大減少對地面測控、通信等支持系統的依賴。俄羅斯和日本的航天研究機構，在自主技術方面也都開展了研發工作。印度宇航界也非常重視具有自主功能的軟體的開發。
先進航天國家在“戰略規劃→研究開發→型號套用”各個層次都非常重視探測器智慧型自主技術。他們往往按照“走一步、看一步、想一步”的三步曲進行發展，即利用先進成熟技術做當前之事，與此同時大力開發試驗下一步先進技術，同時還要想到更遠的需求以便提早作技術發展的戰略規劃。
離子推進器缺點是它的推力很小，目前的離子推進系統只能吹得動一張紙，無法使太空船脫離地表，而且也需要很長的時間進行加速。
