超过半个世纪以来，人类进入太空主要依赖高推力化学火箭：多级结构在上升过程中抛弃级段，载人舱体位于顶部。这一路径在进入近地轨道与登月任务中被证明有效，但在更远距离的深空飞行设想下，围绕推进方式、生命支持与补给链条的讨论正日益集中于一个问题：现有体系是否适用于更长航程与更复杂任务。

“火箭方程”约束下的发射逻辑

深空任务的起点仍是摆脱地球引力。工程界常以“火箭方程的暴政”概括这一约束：为获得更高速度需要携带更多推进剂，但推进剂增加又推高总质量，从而进一步抬升对推进剂的需求。德州农工大学航空航天工程师哈桑·萨阿德·伊夫蒂（Hassan Saad Ifti）在相关描述中指出，这种螺旋效应会使飞行器质量中绝大部分被推进剂占据，留给有效载荷或人员的比例相对有限。

为降低无效质量，传统运载火箭在上升过程中逐级抛弃空罐与发动机。一项工程分析认为，抛弃硬件的核心原因在于携带“无用质量”会显著削弱性能，并消耗本可用于加速剩余部分的燃料。由此形成的系统在一次性“冲刺”进入近地轨道时效率较高，但在更长航程或更复杂任务中被认为成本高、浪费大。围绕火星轨道站等设想的讨论中，也有观点直言，若沿用现有方法，远距离探索“远未可行”。

生理与环境风险仍是硬约束

推进之外，载人深空飞行还面临人体生理限制。各航天机构对载人航天风险的归纳中，太空辐射被列为核心危险之一：辐射不可见但会持续损伤DNA并提高癌症风险。长期任务还可能带来骨质流失、肌肉萎缩以及封闭环境下的心理压力，这些问题在离开近地轨道与国际空间站的相对“安全区”后可能被放大。

工程层面，极端温度、真空与辐射构成的外部环境同样被视为重大挑战。NASA一份关于太空工作的技术报告提到，即便是有效载荷也要承受强烈振动与加速度载荷，这类工况在地面化学工程实践中并不常见。围绕“太空旅行是否对人类不可能”的公共讨论与纪录片内容，也在反映一种逐渐扩散的认识：人体并非为多年深空旅行而设计。

化学推进在长航程上的效率瓶颈

多份技术讨论将矛头指向推进系统与任务距离的不匹配。有分析认为，缺乏高效太空推进是深空任务的主要挑战之一，原因在于化学推进每单位质量可储存的能量相对有限，长距离巡航效率偏低。一份技术综述指出，传统化学火箭虽然动力强，但在长距离上的低效率使其难以满足星际或星际间旅行对速度、燃料效率与寿命的要求。

在星际任务的理论推演中，这一矛盾被进一步放大。一项计算以“牙签大小”的飞船为例，得出若使用化学火箭前往邻近恒星，所需燃料质量将超过可观测宇宙质量的10^2200倍。相关解释将其作为归谬，意在说明化学推进与星际旅行在物理层面难以兼容。

电推进、等离子体与核能方案被纳入路线图

在化学火箭的限制下，工程界正探索以效率与耐久性换取推力的替代方案。电推进通过电力电离推进剂并将其加速至更高速度，已在部分任务中应用，例如到达谷神星的飞船。此类系统推力较低，需要长时间工作，且加速度受限。

等离子体发动机延续电推进思路，以更高排气速度喷射电离粒子，但排放量较低，因此更适合深空巡航而非从地面直接发射。

核能概念则被视为可能带来进一步提升的方向。近期一份调查的第三页白皮书提到，聚变推进在理论上可实现200公里/秒或更高的排气速度，但推力不及裂变或化学方案。NASA关于先进推进技术与开发的工作描述了一项为期三年的努力，目标是验证核推进系统的技术可行性，包括利用核反应堆加热推进剂或为电推进器供能。

补给链重构：原位资源利用（ISRU）成为焦点

讨论同时延伸至燃料与基础设施来源。观点普遍认为，即便发动机性能提升，若推进剂仍需全部从地球携带，任务能力仍将受限。因此，原位资源利用（ISRU）——在太空“就地取材”——被越来越多纳入任务规划。

在月球方向，有分析认为，率先实现ISRU并将水冰转化为燃料的实体，可能显著降低将月球资源运回地球的成本。另一份关于可持续探索的报告则指出，随着任务目标从月球扩展至火星或外太阳系，依赖地球补给将变得不切实际，ISRU将从“可选项”转为“必需项”。

在火星场景下，相关计划聚焦于将大气与土壤转化为空气、水与燃料。NASA及其他机构将ISRU明确描述为“就地取材”，包括设计设备从二氧化碳大气中提取氧气并采集本地资源，以减少对地球运输的依赖。部分评论认为，关于人类在可预见时期内难以超越火星的判断，除物理因素外也与既有供应链假设有关；若ISRU能够规模化运行，这一假设将被改变。