Propulsion spatialethumb|alt=La propulsion spatiale est un champ continuel, des tests de fonctionnement des moteurs, comme ici celui du moteur principal de la navette spatiale, sont nécessaire avant chaque lancement.|Prise de vue en détail du Space Shuttle Main Engine durant un test au banc au John C. Stennis Space Center dans le comté de Hancock (Mississippi). La propulsion spatiale comprend tout système permettant d’accélérer un objet dans l'espace. Cela inclut les moyens de propulsion des véhicules spatiaux (fusées, satellites, sondes) ou les systèmes de commande d'attitude et d'orbite.
Projet Orionthumb|upright=1.4|Vue d'artiste d'un vaisseau Orion selon les principes de conception de la NASA. Le Projet Orion fut la première étude de conception d'un véhicule spatial mû par propulsion nucléaire pulsée, idée proposée par Stanislaw Ulam en 1947. Le projet, amorcé dans les années 1950, était mené par une équipe d'ingénieurs et de physiciens de General Atomics, comprenant quelques célébrités telles que le physicien Theodore Taylor. Sur la demande de Taylor, le physicien Freeman Dyson quitta pendant une année ses travaux universitaires pour diriger le projet.
Exploration spatialevignette|Les premiers pas d'humains sur la Lune : Buzz Aldrin photographié par Neil Armstrong sur la surface lunaire le pour la mission Apollo 11. L'exploration spatiale est l'ensemble des activités qui sont réalisées dans l'espace. Elles reposent sur des techniques spécifiques relevant de l'astronautique qui permettent la réalisation de lanceurs, de satellites, de sondes spatiales, d'équipements et d'instruments spécifiques. L'exploration de l'espace remplit des objectifs scientifiques, économiques, ou militaires.
Vaisseau spatialvignette|Maquette de l' dans la série Star Trek. vignette|Maquette du vaisseau Orion III dans le film 2001, l'Odyssée de l'espace. En science-fiction, un vaisseau spatial est un engin qui se déplace dans l'espace ou le temps, généralement dans le vide spatial. Le terme « vaisseau spatial » désigne généralement des engins imaginaires, tandis que le terme « véhicule spatial » est préféré pour désigner des engins réels.
Interstellar probeAn interstellar probe is a space probe that has left—or is expected to leave—the Solar System and enter interstellar space, which is typically defined as the region beyond the heliopause. It also refers to probes capable of reaching other star systems. There are five interstellar probes, all launched by the American space agency NASA: Voyager 1, Voyager 2, Pioneer 10, Pioneer 11 and New Horizons. As of 2019, Voyager 1, Voyager 2 and Pioneer 10 are the only probes to have actually reached interstellar space.
Colonisation de l'espacethumb|upright=1.2|Habitat spatial en construction de type tore de Stanford, dessin d'artiste pour la NASA, 1975.|alt=Vue d'artiste d'un habitat spatial. La colonisation de l'espace, ou colonisation spatiale, est au-delà d'un sujet classique de fiction, un projet astronautique d'habitation humaine permanente et en grande partie auto-suffisante en dehors de la Terre. Elle est liée à l'exploration spatiale.
Voile magnétiquevignette|Voile-particule-vent Une voile magnétique est une proposition de mode de propulsion spatiale qui se sert d'un champ magnétique pour dévier des particules chargées électriquement, en mouvement (typiquement, celles du vent solaire). Ce concept présente des points communs avec le moteur ionique : dans les deux cas, il s'agit de modifier le moment cinétique d'un gaz d'ions ou plasma (on considère les protons du vent solaire comme des ions hydrogène). On exerce en retour une influence sur le mouvement du vaisseau spatial.
Beam-powered propulsionBeam-powered propulsion, also known as directed energy propulsion, is a class of aircraft or spacecraft propulsion that uses energy beamed to the spacecraft from a remote power plant to provide energy. The beam is typically either a microwave or a laser beam and it is either pulsed or continuous. A continuous beam lends itself to thermal rockets, photonic thrusters and light sails, whereas a pulsed beam lends itself to ablative thrusters and pulse detonation engines.
Échelle de Kardachevvignette|upright=1.5|alt=Photo en couleur. En avant-plan, un observatoire astronomique émet un rayon de lumière verticalement. En arrière-plan se dessine un amas d'étoiles dans la nuit.|À l'observatoire du Cerro Paranal, utilisation d'un rayon laser pour créer une étoile artificielle servant au réglage du Very Large Telescope (VLT). La recherche d'exoplanètes sur lesquelles pourraient se trouver des civilisations extraterrestres fait partie des nombreuses missions du VLT.
Vol interplanétaireUn vol interplanétaire est le voyage d'un engin spatial d'une planète à une autre au sein d'un même système planétaire. Ce type de vol est pratiqué depuis le début des années 1960 au sein du système solaire par des sondes spatiales automatisées à des fins scientifiques. Un vol interplanétaire nécessite de disposer de beaucoup d'énergie pour propulser le vaisseau donc de placer beaucoup de masse en orbite terrestre : cette masse est d'autant plus importante que l'objectif du voyage est distant de la Terre.
