Lancement spatial sans fuséeLe lancement spatial sans fusée est une méthode spéculative de lancement orbital ou suborbital, pour lequel tout ou partie de la vitesse et de l'altitude est fournie par une technique non-propulsive, c'est-à-dire sans avoir recours à des fusées éjectant des gaz à l'arrière du véhicule pour produire une poussée par réaction. Plusieurs alternatives aux fusées ont été proposées. Dans la plupart des schémas, la méthode utilisée est la projection, c'est-à-dire que l'engin à lancer est mis en mouvement par une force qui lui est transmise à l'aide d'un dispositif fixe situé au sol.
Propulsion captiveLa propulsion captive utilise de longs câbles très résistants (connus sous le nom de longes) pour changer l'orbite de vaisseaux spatiaux. Ce système a un fort potentiel de réduction des coûts des voyages spatiaux. Certains designs de longes utilisent des plastiques crystallins comme le Dyneema. Un futur matériau possible serait le nanotube de carbone, qui a une résistance théorique d'au moins . Câble électrodynamique Un câble électrodynamique est un long câble conducteur électrique fixé à un engin spatial, fonctionnant selon les principes de l'électromagnétisme.
Anneau orbitaldroite|vignette|340x340px|Un anneau orbital disposant de câbles ancrés au sol. Un anneau orbital est une forme d'ascenseur spatial qui se compose principalement d'un anneau artificiel placé autour de la Terre. L'anneau tourne en général plus vite que la Terre en termes de vitesse angulaire. Il s'agit d'une structure géante figurant dans les propositions d'astro-ingénierie. La structure est destinée à être utilisée comme une station spatiale, un moyen de transport planétaire (comme le train, le bateau ou l'avion) ou encore comme système de lancement spatial.
Équation de TsiolkovskiL'équation de Tsiolkovski est l'équation fondamentale de l'astronautique, reliant l'accroissement de vitesse au cours d'une phase de propulsion d'un astronef doté d'un moteur à réaction au rapport de sa masse initiale à sa masse finale. On la doit à Constantin Tsiolkovski et, indépendamment, à Hermann Oberth. L'équation de Tsiolkovski est considérée comme l'équation fondamentale de l'astronautique. Son éponyme est Constantin Tsiolkovski (-), qui l'a déduite puis publiée en .
Crochet orbitaldroite|vignette|Un crochet en rotation ou stationnaire en orbite. Un crochet orbital est une structure en forme de câble utilisant le transfert de moment angulaire pour placer des charges utiles dans l'espace. Une lourde station spatiale en orbite est connectée à un câble qui s'étend vers le bas en direction de la haute atmosphère. Les charges à mettre en orbite (qui sont beaucoup plus légères que la station) sont accrochées à l'extrémité du câble lors du passage de ce dernier.
Vol orbitalvignette|Soyouz en vol orbital lors de la Apollo-Soyouz en 1975. Un vol orbital est un vol spatial où l'engin est placé en orbite autour d'un astre, ce qui signifie qu'il décrit une trajectoire circulaire autour de celui-ci sous l'effet de la gravitation. Pour mettre en orbite un satellite, il faut lui faire atteindre une vitesse et une altitude suffisante. Pour atteindre une orbite terrestre basse, le satellite doit atteindre la première vitesse cosmique qui représente la vitesse de satellisation minimale autour de la Terre.
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.
