太空中沒有加油站。為了將經濟實惠、輕便的航天器送往遠端任務，NASA 和多家航空航天公司正在尋求利用太陽能的方法。可能性包括被太陽光“吹脹”的反射“帆”，以及下一代太陽能電力推進。在未來幾個月內，一個名為 LightSail 2 的私人資助專案計劃發射一個午餐盒大小的航天器進入軌道，在那裡它將展開一面大約有兩個停車位大小的邁拉膜帆。如果成功，這些技術可以推動未來的 NASA 火星及更遠探測任務。
太陽帆並非科幻小說——2010 年，日本的 IKAROS 探測器在前往金星的星際任務中驗證了概念。支持者表示，由非營利組織行星學會資助的、計劃耗資 545 萬美元的 LightSail 2 演示驗證中使用的技術，可以使低成本衛星 CubeSat 在地球軌道上機動飛行，而無需燃料。LightSail 2 的效能還可以為 NASA 的近地小行星 (NEA) Scout 太陽帆任務提供資訊，該任務計劃於 2019 年發射。
“太陽帆的真正優勢在於有效載荷非常小、持續時間長且推力要求低的[任務]，”NASA 馬歇爾太空飛行中心 NEA Scout 任務技術首席研究員萊斯·約翰遜（Les Johnson）在阿拉巴馬州亨茨維爾表示。穩定的陽光壓力——相當於每英畝帆的推力不到一盎司——可以逐漸加速小型探測器。約翰遜解釋說，傾斜帆可以透過改變陽光從帆上反射的角度來操縱航天器。這項技術非常適合有效載荷微小且可以慢慢執行的相對廉價的任務，例如 NEA Scout 計劃對小行星進行偵察。
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當陽光到達木星軌道附近時，對於大多數太陽帆動力任務來說，陽光就太弱了。但是，NASA 華盛頓特區太空技術任務委員會首席工程師傑弗裡·希伊（Jeffrey Sheehy）和約翰遜都認為，這項技術可能為星際任務鋪平道路，在星際任務中，強大的雷射可以將帆航天器加速到十分之一光速或更快。一個名為“突破攝星”（Breakthrough Starshot）的私人專案希望在一代人的時間內將此類航天器送往離地球最近的恆星系統——半人馬座阿爾法星進行飛越任務。
希伊說，陽光還可以透過太陽能電力推進間接驅動更大的機器人或載人航天器。太陽能電池板可以為燃料效率高的推進器提供電力，這些推進器將氣體轉化為等離子體羽流，從而推動航天器前進。
NASA 已經招募了 Aerojet Rocketdyne 和 Ad Astra Rocket Company 等公司來擴大這些系統的功率輸出。希伊說：“目前，我們飛行的太陽能電力推進系統只有幾千瓦。“[我們] 正在努力[達到] 幾萬千瓦，作為達到幾十萬千瓦的墊腳石。”