此外，还包括声名鹊起的“太阳帆推进技术”，与传统利用风力的帆船相比，太阳帆是从太阳光线中吸取能量。这是一项不需要携带足够燃料的技术，因而理论上讲也可达到极高的速度，不过它往往需要一段时间才可完成这一目标。目前，此项技术已在地球的真空室内取得试验成功，但在太空轨道上实施相关试验则是失败的。

地球周围的太空垃圾

群策群力清除太空垃圾

现在，人类发射火箭进入外太空前，还会面临太空碎片的威胁。这是非常真实的事。比如2009年美国的铱星33号卫星与俄罗斯的军用卫星发生了碰撞，这是人类航天史上首次轨道卫星重大碰撞事故，该事件就产生了大量的空间碎片。

在最近50年的太空探索活动中，火箭、卫星和导弹残骸以及各种高科技产品碎片已经将近地空间变成了一个垃圾场。据西班牙《阿贝赛报》网站2015年11月21日报道称，美国太空碎片监测站网络迄今已经发现了1.7万个目标（每个至少有一个垒球那么大），以1.75万英里/小时的速度呼啸穿越地球。如果再算上直径不到10厘米的碎片，那么，有接近50万个太空碎片。这些适配器、透镜盖甚至一小片油漆大小的物体，都能在关键系统上砸出一个大坑，即使是一颗微不足道的小螺丝也有可能变成能将飞船变成一堆废铁的导弹。

由金属和凯夫拉尔材料构成的多层材料惠普尔盾牌能起到保护作用，阻挡这些小碎片的袭击，但如果是一整颗卫星来袭，那就无力回天了。目前，大约有4000颗人造卫星围绕地球旋转。我们能够通过追踪和计算控制避免危险的路径，但目前的追踪技术还不完善，总有漏网之鱼。

太空碎片之多越来越威胁到日渐紧缺的轨道资源，将导致大量相撞事件，使太空成为非常危险的区域，现在迫切需要把多余的物体撤出太空。对此，科学家提出了多种清理空间垃圾的措施，并打造庞大的陆基雷达来监视地球轨道碎片。空间专家提出可打造“太空拖网”，将轨道上的碎片像“渔网”那样全部“捕捞”，但依靠外力将卫星拉出轨道非常困难。

据披露，日本计划在2019年前后建立日本自卫队首个太空监测部队，这一部队起初将主要负责监控漂浮在地球轨道上的危险碎片，防止其与人造卫星相撞。

而欧洲航天局（ESA）太空碎片办公室主任霍格尔·克瑞格则认为，如果有人开始清除敌方的卫星，这将会是一个灾难。也许一个世纪或者更快，太空战争就会爆发。

深空定位系统为航天器导航

分布于美国加州、澳大利亚和西班牙的天线阵列——深空网（DSN）通讯体系是为跟踪、测量和控制深空中月球探测器、行星和行星际探测器而建立的地面系统，是目前唯一的太空导航工具，其跟踪距离可达90多亿公里。从学生项目的人造卫星到在柯伊伯带（太阳系在海王星轨道、距离太阳约30天文单位外黄道面附近、天体密集的中空圆盘状区域）逡巡的“新地平线”号探测器，都依靠它来保持正确的方向。位于地球上的一个超精密原子时钟会测量信号从深空网到航天器的往返时间，导航仪再借用这一时间来确定航天器的具体位置。

但是，随着航空航天任务越来越多，深空网也日益变得拥挤堵塞，接线总机运行非常忙碌。因此在近期，NASA正在致力于给这一系统“减负”。航天器上自带的原子时钟，可以完成单线距离计算，从而将传输时间减半。而且，更高带宽的激光器也能处理更大的数据包，如图像和影像信息等。然而，火箭距离地球越远，这个方法的可靠性就越低。虽然无线电波以光速传播，但传送到太空深处仍需要数个小时。

星星能够告诉我们往哪儿走，但在太空中我们无法通过遥远的星星来确定自己的位置。对于未来的探索任务，深空导航专家约瑟夫·吉恩想要设计一款航天器自主导航系统，能收集目标和附近物体的图像，然后通过他们的相对位置建立一个太空飞船的三维坐标系，这样就不再需要地面控制。吉恩说：“它就像地球上的GPS，就像你在自己的汽车上安装一个GPS那样。”吉恩将其称为深空定位系统(DPS)。

宇航员出舱需要穿着厚重的宇航服来抵御太空辐射

双管齐下抵挡太空辐射

在地球大气和磁场的安全保护壳之外，亚原子粒子以接近光速的速度快速移动，这是太空辐射，而且，它是致命的。NASA稍早公布，太空中的辐射过高，可能会影响人类健康，包括在外层空间从事任务的航天员，都有可能因为暴露在过多的辐射中，导致白内障、阿尔茨海默症等疾病甚至癌症。

NASA曾利用在火星执行任务的“好奇”号火星车取得的数据发现，前往火星途中的辐射比待在地球高出数百倍之多。根据NASA最新公布资料，人类只要过度暴露在1西弗辐射，罹患癌症的风险会提高5%，地球每年来自外层空间的辐射约10毫西弗，国际太空站的航天员6个月内就会暴露在100毫西弗下，至于从火星“好奇”号上的仪器测得的辐射值，已经高达330毫西弗。

一直以来，铝都是制造太空运载工具的主要原料，但铝对于防止宇宙射线的效果并不好，而且重量较重，不符合因大量使用所造成的燃料成本；当太空中的高能粒子与组成宇宙飞船外壳的铝的原子相遇时，它们的原子核会爆炸，释放出更多运行速度超快的粒子，这就是所谓的二次辐射。NASA马歇尔太空飞行中心的物理学家纳塞尔·巴格豪蒂说:“这无疑是雪上加霜。”

那么，更好的解决办法是什么呢？就一个词：塑料。它们不仅更轻更坚固，而且它们由氢原子组成，其小小的原子核不会产生二次辐射。美国西南研究院与新罕布什尔大学科学家从“月球轨道飞行器”（LRO）实验取得资料指出，塑料可降低人类暴露在外层空间的宇宙射线的辐射量，效果远比金属铝还要好，目前，NASA正在测试能减少宇宙飞船内或太空服辐射的塑料。NASA的科学家表示，若将塑料这种常见材料广为运用，将可降低航天员在外层空间出勤时的危险，甚至可作为未来人类到太空时的保护措施之一。