激光推進的基本思想是人們可以在地面上向飛行器傳輸能量，利用遠距離高能激光加熱工質，使工質氣體膨脹或者產生電流間接推力，推動飛行器前進的推進技術。NASA最近對一項提案進行了早期投資，計劃將小型激光推進航天器發射至太陽系外最近的行星，預計旅行時間只有12年。

基于激光器的星際推進技術

這一項目名為“星際先驅任務的突破性推進架構”，是由NASA支持的22項具有遠見探索的項目之一。該項目第一階段將獲得125000美元的資助進行為期9個月的可行性調研，以支持其概念的初步定義與分析。一旦完成可行性階段論證，第一階段的努力將會推進至第二階段的實施，此外還有50萬美元的資金可用于未來兩年的相關開發。

“10km直徑的激光器陣列”設想

加利福尼亞州美國航空航天局帕薩迪納噴氣推進實驗室的John Brophy提出了一個設想——直徑10km、按軌道運行100兆瓦的激光器陣列。高效的光伏陣列將高激光功率轉換為電能，最后能驅動70MW鋰離子推進系統能以足夠的速度在一長段時間內進行星際旅行。

對此，Brophy表示：“這是一種新型動力/推進架構，能夠實現12年時間、500個天文單位的飛行。這也是常規航天器利用太陽引力透鏡對外星行星進行成像的距離?！?/p>

星際旅行的前景是提案中最引人注目的一點。在同樣的推進器架構之下，從地球到冥王星的軌道飛行時間將縮短至不到四年，并在短短一年時間內達到向木星軌道運送80噸有效載荷的能力——這使得太空漫游中人類實現到達巨型天然氣行星的使命成為可能。

鋰離子推進系統

Brophy指出，開發任何快速空間運輸系統的關鍵在于兩種能力：一種是產生大功率的同時，幾乎沒有質量的負擔；另一種是在不使用大量推進劑的情況下，提供高速度變化。

他表示：“這兩種能力都需要非常低的特定質量（kg/kW）和非常高的比沖量?！?/p>

“通過在航天器使用輕便的光伏陣列來替換電源以及大部分電源轉換器件之后，我們架構中的特定質量可以達到0.25kg/kW，它將以58000s的比沖量輸出鋰燃料，來達到推進器系統所需要的電壓?！?/p>

作為對比，采用了最新技術的“黎明”號航天器，它的特定質量和比沖量分別為300kg/kW和3000s。

其實，在理論上，NASA的另外一位科學家Philip Lubin曾針對利用推進器架構中的新型超大功率激光器提出一種方法。但是Brophy預計，目前的理論技術將會比之前提出的理論實現的可能性大得多。

雖然這個想法假設了巨型激光器陣列和一個效率超過現有技術水平的光伏系統的存在，但是Brophy認為，即使在很遠的距離尺度上，可用于航天器推進的光子的絕對密度都將轉化為一種“巨大”的能量，可以充分發揮它們的作用。

在太空進行“光學開采”

NASA支持的另外21個項目同樣是圍繞著光子技術的各項研究。

其中一個項目已經進行到第二階段，是構思一個遠程光伏發電激光蒸發分子吸收光譜傳感器系統，它可以搭載在軌道上來探測冷太陽系中的分子組成，如小行星、彗星、行星以及衛星。

加州理工大學Gary Hughes團隊表示：“經過第一階段的可行性分析論證之后，所有結果都表明此套傳感器概念是可行的?！?/p>

此外，獲得第二階段項目支持的還有外行星“回波”成像系統，這是一種新型光學探測方法，旨在“發掘”太空中存在自然資源的小行星、衛星以及行星等。

TransAstra公司的項目負責人Joel Sercel目前正在從事一個30千瓦的光學采礦系統，他解釋說：“在光學‘開采’中，通過高度集中的日光能夠實現小行星材料的挖掘與加工。我們已經證實了，將小行星封閉在密封袋中時，日光可用于小行星的鉆孔、挖掘、破壞和塑造?！?/p>