太空中没有加油站。为了将经济实惠、轻便的航天器送往远程任务，NASA 和多家航空航天公司正在寻求利用太阳能的方法。可能性包括被太阳光“吹胀”的反射“帆”，以及下一代太阳能电力推进。在未来几个月内，一个名为 LightSail 2 的私人资助项目计划发射一个午餐盒大小的航天器进入轨道，在那里它将展开一面大约有两个停车位大小的迈拉膜帆。如果成功，这些技术可以推动未来的 NASA 火星及更远探测任务。
太阳帆并非科幻小说——2010 年，日本的 IKAROS 探测器在前往金星的星际任务中验证了概念。支持者表示，由非营利组织行星学会资助的、计划耗资 545 万美元的 LightSail 2 演示验证中使用的技术，可以使低成本卫星 CubeSat 在地球轨道上机动飞行，而无需燃料。LightSail 2 的性能还可以为 NASA 的近地小行星 (NEA) Scout 太阳帆任务提供信息，该任务计划于 2019 年发射。
“太阳帆的真正优势在于有效载荷非常小、持续时间长且推力要求低的[任务]，”NASA 马歇尔太空飞行中心 NEA Scout 任务技术首席研究员莱斯·约翰逊（Les Johnson）在阿拉巴马州亨茨维尔表示。稳定的阳光压力——相当于每英亩帆的推力不到一盎司——可以逐渐加速小型探测器。约翰逊解释说，倾斜帆可以通过改变阳光从帆上反射的角度来操纵航天器。这项技术非常适合有效载荷微小且可以慢慢执行的相对廉价的任务，例如 NEA Scout 计划对小行星进行侦察。
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当阳光到达木星轨道附近时，对于大多数太阳帆动力任务来说，阳光就太弱了。但是，NASA 华盛顿特区太空技术任务委员会首席工程师杰弗里·希伊（Jeffrey Sheehy）和约翰逊都认为，这项技术可能为星际任务铺平道路，在星际任务中，强大的激光可以将帆航天器加速到十分之一光速或更快。一个名为“突破摄星”（Breakthrough Starshot）的私人项目希望在一代人的时间内将此类航天器送往离地球最近的恒星系统——半人马座阿尔法星进行飞越任务。
希伊说，阳光还可以通过太阳能电力推进间接驱动更大的机器人或载人航天器。太阳能电池板可以为燃料效率高的推进器提供电力，这些推进器将气体转化为等离子体羽流，从而推动航天器前进。
NASA 已经招募了 Aerojet Rocketdyne 和 Ad Astra Rocket Company 等公司来扩大这些系统的功率输出。希伊说：“目前，我们飞行的太阳能电力推进系统只有几千瓦。“[我们] 正在努力[达到] 几万千瓦，作为达到几十万千瓦的垫脚石。”