20世紀80年代初，弗裏曼·迪森提出用微波帆來推動宇宙飛船。1984年，羅伯特·福瓦特以此設計了“星束”號宇宙飛船，它有一張直徑達14米的圓形網帆，它由極細的鋁絲織成，重量隻有20克。在網帆上有10萬億個鋁絲交叉點，每個交叉點就是一個微電子線路，它們既是計算機的元件，又可感光，具有微型針孔照相機的功能。
一座圍繞地球運行的太陽能衛星電站，將電能轉變為微波。在衛星與“星束”號飛船之間，設一麵菲涅耳透鏡，將衛星發來的微波，聚焦到飛船的帆上，開啟10萬億個微電子線路，調節網帆的導電率，使帆對微波束的反射能量達到最大值，作用在網帆上的微波束的光子壓力，使飛船加速。通過科學計算表明，20千兆瓦的微波束，可使飛船獲得155克的加速度值，在六七天內達到1／5的光速，即6萬千米每秒。由於速度效應，約20年可到達比鄰星。如微波束加速的時間延長，則到達的時間還可縮短。
在飛行過程中，飛船上的超大規模集成塊會自動使用網帆中的導線，作為微波天線去收集微波束的能量，然後像人眼視網膜上的光感受器一樣，自動分析目標星的光譜信息，並以25張每秒的速度拍照，再通過網帆做定向天線，將探測到的信息發回地球。
激光動力飛船由於太陽能衛星電站的電能，既可以變成微波束也可以變成激光束，而且激光束比微波束發散性更小。為此，羅伯特·福瓦特於20世紀80年代末以激光束代替微波束，設計了“星集”號飛船。它由3個同軸環組成，外層為加速級，直徑1000千米，中間為交會級，直徑320千米，內層為返回級，直徑100千米。飛船上的帆用鋁膜製成，膜厚16毫微米，直徑36千米，重約5噸。將激光束聚焦到帆上的菲涅耳透鏡，直徑1000千米，設在土星和天王星之間繞太陽飛行的軌道上。鋁膜薄帆能反射82％的光能，讓45％的光透過，吸收135％。計算表明，65千兆瓦的激光束，可使飛船獲得4％的地球重力加速度值，連續加速3年，飛船可達到11％的光速，約40年可到達比鄰星。
如果將激光的功率增大到43000×1012瓦，那麼則可使飛船以1／3克加速，16年飛行04光年的距離，速度達到50％的光速。由於速度效應，20年可到達距我們108光年的EE星係。在離EE星04光年距離時，外層移位，將激光束反射到交會級上，由於作用方向相反，經16年減速，就可以較低速度在某顆行星上著陸，或低速飛行進行考察。全部航行時間232年。如果飛船在那裏探測5年，然後將返回級分離出來，交會級將反射麵朝向太陽係，飛船就會加速返回地球，來回時間為51年。
光子火箭推進20世紀50年代初桑格爾設想的由光子火箭推動的宇宙飛船，分三部分。最前麵是供宇航員工作和生活的座艙。中間部分是燃料貯箱。最後麵是動力部分，它的主要部件是巨大的凹麵反射鏡，麵積達幾十平方米。光子發生器在反射鏡的焦點上，推動飛船高速前進。
那麼，光子從哪裏來呢？物質是由原子構成的，原子是由質子、中子組成的原子核和核外電子構成的，不同物質隻是質子、中子和電子的數目不同，如氫原子核為一個質子，核外一個電子；氦核為兩個質子、兩個中子，核外兩個電子等等。質子、中子和電子等粒子，統稱為亞原子粒子。三四十年代，科學家發現，每一種亞原子粒子都有與它對應的反粒子存在，如反質子、反中子和反電子等等。正粒子組成正物質，就是我們日常接觸的各種物質，反粒子組成反物質。不過，迄今在宇宙中沒有找到天然的反物質，隻能在高能核物理實驗室製造出幾種粒子。
科學家們相信在宇宙大爆炸初期，由能量創造物質時，正物質與反物質是成對出現的。與此過程相反，正物質與反物質相遇時，會雙雙消失（科學上叫湮滅）放出光子，同時放出鎖閉在物質中的能量。桑格爾的光子火箭，設想用質子和反質子即氫與反氫湮滅來產生光子。
反物質推進人類不僅可以利用正反物質湮滅產生的光子來作宇宙飛船的動力，而且可以利用它釋放出來的巨大能量來推動宇宙飛船。據計算表明，隻要用9千克正反氫湮滅產生的能量，來加熱4噸液氫，可把1噸重的宇宙飛船以10％光速的速度送往比鄰星。因為正反物質湮滅，能100％地將物質轉換成能量，而核裂變隻有01％，核聚變也隻有07％。正在研製的由反物質衍生的火箭燃料，衝比可達5萬～10萬秒，這比普通火箭燃料高5～50倍。
美國人羅伯特·佩奇設想了一種反物質推進的星係際飛船，用500萬年飛向離銀河係最近的仙女座中的大漩渦星係。這需要10萬代人的生命延續。為了保證人口質量和文化穩定（最主要的要記住從哪裏來，到哪裏去），需要幾個種族的好幾千萬人同行，這就是一整個社會。因此，這艘飛船必須能提供幾千億平方米的表麵積，供居住、生活和工作。飛船的質量在500億噸以上，加上幾乎同樣質量的反物質（如磁懸浮狀態下存貯的反鐵），總質量在1000億噸左右。其中人員和幾億噸物質隻占1％。建造飛船和合成反物質，需要好幾千年的時間。為了避免飛船工作時輻射出來的能量（相當全世界核武器的總能量）傷害人類，飛船應在冥王星以外的軌道上建造與組裝。
飛船用所載的反物質和本身的結構材料湮滅的能量啟航和加速，同時為生活、交通、工農業、商業和學校等社會功能機構提供能源。在加速500年後，達到02％的光速，2萬年後達到88%的光速，4萬年後達到25%的光速，5萬年後停止加速時，達到40％的光速，這時飛船90％的質量已轉變為能量而消耗掉，而人口則增加到10億。飛船已飛出了銀河係。5萬年加速時間似乎很長，但它隻是整個航行時間的1％，就像100千米行程的汽車，用1分鍾加速到60千米每小時一樣。
在巡航期間，為了使飛船保持足夠的熱量，同時能容納足夠數量的城鎮和電子、通訊、交通等係統，需要花幾千年的時間，將飛船改造成卷席形。
在離目的地4萬年航程時開始減速，到達目的地後，飛船原始質量的9％又被轉換成了能量，人口則增加到50億。
星際衝壓飛船1克加速航行用什麼能源產生動力，始終是宇宙航行的主要問題，這既關係到飛船的速度，也關係到飛船的質量。最有利的辦法，當然是直接從太空獲取高性能的能源材料。
氫是宇宙中普通存在的物質。在廣闊的宇宙空間，雖然是高度真空，但仍然有氫分子和氫原子存在。在太陽周圍的空間比較稀少，每立方厘米隻有01個氫原子，在星際分子雲中多一些，每立方厘米達4萬個左右。當然，這比起地球大氣來是非常稀薄的，每立方厘米的地球大氣含有4萬兆個氮和氧分子。
科學家們設想，在已有相當速度的宇宙飛船上，安裝一個巨大漏鬥形氫采集器，讓它在前進過程中，把太空中的氫收集起來，然後讓它進行聚變反應，用所產生的能量使飛船加速。1克氫原子聚變可產生6300億焦耳的能量，是煙煤能量的2000萬倍。由於這種飛船與衝壓噴氣飛機相似，所以稱為星際衝壓飛船。假如星際衝壓飛船的初速度為167千米每秒，為了每秒鍾收集到05克氫，氫采集器的直徑必須在幾百千米以上。
從增大速度，贏得時間來說，當然是加速度愈大愈好，但加速度過大，超重會影響人的身心健康。那麼，多大的加速度合適呢？
人類長期在地球表麵上生活，已習慣於承受地球重力，即1克重力加速度。如果星際衝壓飛船以1克加速飛行，人在飛船上生活和工作，既不會有超重，也不會有失重，與在地球表麵上一樣。
1克加速，速度增加是很快的，2年（地球上38年）可達到97％的光速，飛過291光年的距離。如果是到118光年的天蒼五（金魚座星）去考察，則在飛過航程中點以後，將飛船調轉180度，就會以1克減速飛行，最後以較低速度到達，考察1年後以同樣的程序返回，來回約七八年（地球上20多年）。如是在宇宙中周遊，飛船連續加速，12年飛出銀河係；14年飛過仙女座星係；20年飛過100億光年的距離。如果宇宙是球形的，周長900億光年，則飛船已經繞了宇宙1／9圈。由於飛船的速度已非常接近光速，速度效應非常顯著，隻要1～2年的時間就可飛過剩下的8／9圈，而回到地球。當然，地球上已過了900億年時間。
宇宙中還有另外的地球
有天文學家在1999年7月1日出版的著名科學雜誌《自然》中稱，在遙遠的宇宙邊緣，存在著一些不為人知的與地球環境相似的行星，它們被稱為“失落的世界”。
科學家們相信，這些行星在太陽係形成初期被摒出太陽係，從而成為宇宙中的遊魂野鬼。它們那裏的氣候暖和而且濕度充足，足以維持生命的存在。
美國加利福尼亞州技術學院行星科學家史蒂文森表示，盡管這些地球的“孿生兄弟”沒有像太陽那樣的恒星為它們提供熱力，但它們的表麵很可能有厚厚的氫氣層，氫氣層中蘊藏著由行星天然放射作用所發出的熱量，並使這些微熱得以長期保存。
史蒂文森說，這些“被逐者”從太陽係形成過程中所獲取的熱能，即使經過幾百億年也不會冷卻。
史蒂文森強調，科學家們的這一新發現並不是簡單的推想，而是有一套完整的理論體係。早在數十年前，天文學家們就認為星際空間存在“被逐”的天體，這些天體是太陽係產生時的“副產品”。
在太陽係形成時期，與地球質量大致相同的天體被認為往兩種方向發展，一是撞入像木星那樣的大行星，二是被更大的行星的萬有引力彈射入太空。
史蒂文森關注的是那些被大行星的萬有引力拉入太空的天體，這些天體是在數百萬年前被摒出太陽係的，也就是在太陽係於大約45億年前合並之後。
因為在太陽係形成過程中的那一階段，太空中很可能充滿了氫。因此，被釋放的行星就可能被氫包圍，從而使它們能保留大致與地表相同的溫度，甚至使它們也有海洋存在。
如果沒有陽光，像地球這樣的行星內部的放射活動就會使溫度隻上升到絕對零度之上一點，但是厚厚的氫氣層卻能防止內熱逃逸，從而使被“放逐”的行星保持溫暖舒適。
液態的水被認為是與地球生命類似的生物存在所應有的條件，但不是絕對條件。史蒂文森說，那些“被逐”天體上麵也可能有火山及閃電，從而使其表麵溫度可以維持生命，並維持生命長久存在。此外，在這些行星的大氣層中，除氫以外還很可能含有甲烷和阿摩尼亞。這一切與40億年前地球開始有生命的環境相似。
不過，史蒂文森指出，由於這些星球獲得的能量隻等於地球的1／5000，因此就算有生物存在，它們也是較為低等的。
史蒂文森這樣描繪這些星球上的景象：“那裏並不完全是冰冷黑暗的世界，頻繁的火山爆發所噴出的紅色岩漿使整個大地呈暗紅色，而天空中則布滿氫雲，你在這裏可能看不到美麗的星空。”
“失落的世界”理論問世後，引起了極大的爭議，因為史蒂文森的論點目前基本上不能得到證實。那些遙遠的孤星如果存在的話，也隻能發出極少的放射熱能或無線電波，以目前的技術而言，地球上的科學家根本無法觀察到它們。