Raumfahrzeugantrieb ist ein allgemeiner Begriff, der verwendet wird, um die verschiedenen Verfahren zu beschreiben, die verwendet wurden, derzeit verwendet werden und die in Zukunft verwendet werden können, um einem Raumfahrzeug zu ermöglichen, in der Erdatmosphäre oder bei Reisen im Weltraum zu beschleunigen und zu verlangsamen. Aktuelle und historische Antriebssysteme von Raumfahrzeugen fielen im Allgemeinen in eine von zwei Kategorien; Festbrennstoffsysteme und Flüssigbrennstoffsysteme. Zukünftige Raumfahrzeuge können durch nukleare, elektromagnetische oder Ionenantriebssysteme angetrieben werden.
Viele glauben, dass Festbrennstoffraketen bereits im 13. Jahrhundert erstmals als Waffen verwendet wurden und alle Raketen, die bis zum frühen 20. Festbrennstoffantriebssysteme sind im Allgemeinen weniger flüchtig als Flüssigbrennstoffantriebssysteme, was die Lagerung über längere Zeiträume erleichtert und das Arbeiten mit ihnen sicherer macht. Der Nachteil von Festbrennstoffsystemen besteht darin, dass sie nach der Zündung nicht abgeschaltet werden können, bis das gesamte Treibmittel verbrannt ist.
Die Unfähigkeit, das Triebwerk bei Bedarf abzuschalten, hat die Verwendung von Festbrennstoffsystemen als primäre Grundlage für Raumfahrzeugantriebssysteme verhindert, die im Allgemeinen die Fähigkeit erfordern, die Triebwerke bei Bedarf zu starten und zu stoppen. Festbrennstoffsysteme haben jedoch einen festen Platz als Teil des Startantriebssystems eines Raumfahrzeugs gefunden. Feststoffraketen sind seit dem Start von Sputnik I im Jahr 1957 durchgängig Bestandteil der Trägersysteme für das russische Raumfahrtprogramm. Die Vereinigten Staaten verwenden seit Ende der 1950er Jahre auch Feststoffraketen für ihr unbemanntes Raumfahrzeugprogramm und das Space Shuttle-System die bisher größten Feststoffraketen für die bemannte Raumfahrt.
Die erste mit Flüssigtreibstoff betriebene Rakete wurde Ende der 1920er Jahre vom amerikanischen Wissenschaftler Robert Goddard, der als Vater der modernen Raketentechnik gilt, gestartet. Goddard glaubte, dass Flüssigtreibstoffraketen mehr Leistung lieferten und effizienter waren als ihre feststoffbetriebenen Gegenstücke. Die Flüssigtreibstoffrakete ebnete den Weg für die Entwicklung größerer und leistungsstärkerer Raketentriebwerke und der Antriebssysteme, die eines Tages das Weltraumzeitalter einläuten würden. Flüssigbrennstoffantriebssysteme verwenden einen Brennstoff, wie beispielsweise flüssigen Wasserstoff, Kerosin oder Alkohol, und ein Oxidationsmittel, wie beispielsweise flüssigen Sauerstoff. Das Oxidationsmittel liefert den Sauerstoff, der zum Zünden und Verbrennen des Brennstoffs erforderlich ist, was wiederum dem Antriebssystem eines Raumfahrzeugs ermöglicht, in der sauerstoffarmen Umgebung des Weltraums zu arbeiten.
Viele Experten sind sich einig, dass die bemannte Erforschung des Sonnensystems zukünftige Antriebssysteme von Raumfahrzeugen erfordern wird, die auf Technologien wie Ionen- oder Kernkraft basieren, die möglicherweise effektiver und effizienter sind und weniger Treibstoff benötigen als derzeitige Antriebssysteme für Raumfahrzeuge. Ionenmotoren erzeugen im Wesentlichen ein elektrisches Feld, indem sie ein Gas ionisieren. Die Ionen oder geladenen Atome werden dann herausgedrückt und erzeugen Schub. Antriebssysteme für nukleare Raumfahrzeuge würden durch die Verwendung eines Kernreaktors funktionieren, der einen flüssigen Brennstoff, wie flüssigen Wasserstoff, erhitzt und ihn aus dem Triebwerk drückt, um den notwendigen Schub zu erzeugen.