Геліотермічний двигун — це тип теплового реактивного двигуна, в якому джерелом енергії для нагрівання робочого тіла є сонячне випромінювання. Сонячна енергія концентрується дзеркальними або оптичними системами і передається робочому газу, який розширюється та створює реактивну тягу. Такі двигуни належать до класу «сонячно-термічних ракетних систем» і розглядаються як перспективна технологія для космічних апаратів із тривалими місіями.

Ракетні двигуни на вільних радикалах (рекомбінаційні ракетні двигуни) — це теоретичний та експериментальний клас ракетних двигунів, у яких тяга створюється не за рахунок звичайного хімічного горіння, а внаслідок рекомбінації (з’єднання) високореактивних частинок — вільних радикалів, атомів або метастабільних молекул. Під час рекомбінації виділяється значна енергія, що може бути перетворена на кінетичну енергію реактивного струменя. Такі двигуни розглядаються як перспективні надвисокоенергетичні системи, але поки що не мають практичного широкого застосування через складність генерації та стабілізації робочого середовища.

Rotating Detonation Rocket Engine (RDRE) — це концепція ракетного (та комбінованого) двигуна, у якому оскільки­стійний детонаційний режим горіння підтримується у кільцевому (аннулярному) каналі: детонаційна хвиля обертається по колу, послідовно збурюючи і детонуя свіжу суміш палива та окиснювача. На відміну від традиційного дефлаграційного (під’ярусного, підзвукового) горіння у класичних ракетних камерах, у RDRE енергія вивільняється через детонацію — майже миттєве, надзвукове стиснення і нагрів реакційної суміші. Ідея та дослідження детонаційних двигунів (зокрема pulse detonation і rotating detonation) ведуться десятиліттями; за RDRE стоїть обіцянка вищої термодинамічної ефективності, високої питомої імпульсної ефективності й більшої щільності тяги при порівнянних масо-габаритах.

Електростатичний двигун із забором робочого тіла з верхньої атмосфери — це концептуальний тип космічного рушія, у якому розріджений газ верхніх шарів атмосфери планети (переважно термосфери або екзосфери) збирається космічним апаратом і використовується як робоче тіло для електростатичного прискорення. Така система поєднує принципи іонних двигунів і атмосферного «повітрозабірного» живлення, дозволяючи теоретично працювати без запасу палива на борту на низьких орбітах.

Ядерний ракетний двигун з рідкофазним реактором — це теоретичний різновид ядерного теплового ракетного двигуна, у якому ядерне паливо перебуває у рідкому стані (розплавленому вигляді) всередині активної зони реактора. У такій системі тепло, що виділяється під час ядерних реакцій, передається робочому тілу (зазвичай водню або іншому легкому газу), яке нагрівається і створює реактивну тягу. Рідкофазні реактори розглядаються як проміжний етап між традиційними твердофазними та більш екзотичними газофазними ядерними двигунами.

6 лютого 2021 року у Військовому авіаційному музеї поблизу Вірджинія-Біч запрацював імпульсний реактивний двигун від літаючої бомби V1.

Магнітогідродинамічні двигуни (МГД-двигуни) — це перспективний клас електричних або плазмових ракетних рушіїв, у яких робоче тіло у вигляді іонізованого газу (плазми) прискорюється безпосередньо за допомогою взаємодії електричних струмів і магнітних полів. На відміну від класичних іонних або електротермічних двигунів, МГД-системи використовують явища магнітної гідродинаміки для прямого перетворення електромагнітної енергії в реактивну тягу.

Іонні двигуни — це тип електричних ракетних двигунів, у яких тяга створюється за рахунок прискорення іонів у електричному полі до дуже високих швидкостей. Вони мають надзвичайно високий питомий імпульс і є одними з найефективніших типів космічних рушіїв, але водночас забезпечують дуже малу тягу. Іонні двигуни широко застосовуються в космічних місіях для тривалих маневрів і корекції орбіт.

Електротермічні ракетні двигуни — це клас реактивних двигунів, у яких робоче тіло нагрівається за допомогою електричної енергії, після чого розширюється і створює реактивну тягу. На відміну від хімічних двигунів, енергія для нагріву не береться з горіння палива, а надходить від зовнішнього джерела (сонячні батареї, ядерні генератори або інші енергосистеми). Такі двигуни займають проміжне місце між хімічними та електричними (плазмовими) рушіями і широко розглядаються для космічних місій середньої та великої тривалості.

Лазерний двигун — це загальна назва для класу реактивних або фотонних рушійних систем, у яких тяга створюється завдяки енергії лазерного випромінювання. Лазер може надходити з борту апарата або з зовнішнього джерела (наприклад, із Землі чи орбітальної станції) і нагрівати робоче тіло або безпосередньо створювати імпульс за рахунок світлового тиску. Лазерні двигуни розглядаються як перспективна технологія для космічних апаратів, особливо для мікросупутників та міжпланетних місій.

Ядерні ракетні двигуни на радіоактивному розпаді — це теоретичний клас космічних двигунів, у яких енергія для створення тяги отримується безпосередньо від природного радіоактивного розпаду ізотопів або від тепла, яке він генерує. На відміну від ядерних реакторів поділу, де відбувається керована ланцюгова реакція, тут використовується пасивне виділення енергії нестабільними ядрами. Такі системи розглядаються як простіші, але значно менш потужні варіанти ядерних ракетних двигунів, придатні переважно для малопотужних космічних місій.

Ядерні ракетні двигуни на термоядерному синтезі (термоядерні ракетні двигуни) — це гіпотетичний клас ракетних двигунів, у яких джерелом енергії є реакції термоядерного синтезу легких ядер (наприклад, дейтерію та тритію або інших ізотопів водню). На відміну від ядерних двигунів поділу, вони не використовують розщеплення важких ядер, а відтворюють процеси, подібні до тих, що відбуваються в зорях. Теоретично такі двигуни можуть забезпечити найвищу ефективність серед усіх відомих ракетних систем і відкрити шлях до швидких міжпланетних і навіть міжзоряних польотів.

Пульсуючі ядерні ракетні двигуни (пульсуючі ЯРД) — це концептуальний клас ядерних ракетних двигунів, у яких тяга створюється не безперервним потоком реактивного струменя, а серією коротких імпульсів енерговиділення. Кожен імпульс відповідає окремому «вибуху» або контрольованому ядерному мікро- або макроенергетичному процесу, що передає імпульс робочому тілу або конструкції двигуна. Такі системи розглядаються як один із потенційних шляхів до дуже високих швидкостей у космосі, але залишаються переважно теоретичними через складність керування та безпекові обмеження.

Ядерний ракетний двигун з газофазним реактором — це концептуальний тип ядерного теплового ракетного двигуна, у якому ядерне паливо перебуває у газоподібному або плазмовому стані всередині активної зони реактора. Така система теоретично дозволяє досягати надзвичайно високих температур і, відповідно, дуже високого питомого імпульсу, що робить її однією з найперспективніших і водночас найскладніших концепцій ядерної космічної тяги.

Ядерний ракетний двигун з твердофазним реактором — це різновид ядерного теплового ракетного двигуна, у якому ядерний реактор перебуває у твердому агрегатному стані (як правило, на основі урану або інших ядерних матеріалів у вигляді паливних елементів). У такій системі тепло, що утворюється внаслідок поділу ядер, передається робочому тілу (зазвичай водню), яке нагрівається і викидається через сопло, створюючи реактивну тягу. Це найреалістичніший і найбільш досліджений тип ядерних ракетних двигунів.

Ядерні ракетні двигуни (ЯРД) — це клас ракетних двигунів, у яких джерелом енергії для створення реактивної тяги є ядерні реакції або тепло, отримане від ядерного реактора. На відміну від хімічних двигунів, ЯРД використовують енергію ядерного поділу (а в перспективі — термоядерного синтезу) для нагрівання робочого тіла, яке потім розширюється та створює тягу. Такі двигуни розглядаються як ключова технологія для швидких міжпланетних польотів.

Charge Harmony — програма DARPA у форматі Disruption Opportunity, спрямована на дослідження фізичних принципів електричної тяги нового покоління. Вона фокусується на створенні електричних двигунів (EP thrusters), здатних формувати самонейтралізовану плазму з використанням атмосферного повітря як середовища іонізації. Мета програми — відкрити нові підходи до атмосферної електричної пропульсії для перспективних літальних апаратів.

BnG — програма DARPA, спрямована на підвищення ефективності та надійності твердопаливних ракетних двигунів (SRM, Solid Rocket Motors) через інновації у матеріалознавстві, автоматизації контролю якості та системах моніторингу. Програма зосереджена на оптимізації процесів виробництва та експлуатації SRM, що дозволяє підвищити безпеку та продуктивність ракетних систем.

Walter HWK 109-509 — німецький рідинний ракетний двигун часів Другої світової війни, розроблений компанією Hellmuth Walter Kommanditgesellschaft. Він став одним із перших практично застосованих ракетних двигунів для літаків і використовувався на перехоплювачі Messerschmitt Me 163 Komet.

Стартап з Техасу, Venus Aerospace, здійснив історичний перший льотний тест свого інноваційного ракетного двигуна – Rotating Detonation Rocket Engine (RDRE) – який може кардинально змінити як гіперзвукову зброю, так і комерційні авіаперевезення.

РД-170 — радянський рідинний ракетний двигун, розроблений у 1970-х роках у КБ «Енергомаш» для використання на першій ступені ракети-носія «Енергія». Цей двигун став першим у світі чотирикамерним рідкопаливним ЖРД, що працює на парі рідкий кисень — гас (LOX/RP-1). Завдяки своїй високій ефективності та потужності РД-170 залишається одним із найпотужніших рідинних ракетних двигунів, що працюють на рідкому паливі.

Ракетний двигун Vulcain — це сімейство рідинних ракетних двигунів, розроблених у Європі для використання на першій ступені ракети-носія Ariane 5. Ці двигуни працюють на кріогенних паливних сумішах рідкого водню (LH₂) та рідкого кисню (LOX), забезпечуючи високу ефективність та надійність при запуску важких вантажів на орбіту. Розробка Vulcain розпочалася в 1988 році, а перший запуск відбувся у 1996 році. З того часу двигуни Vulcain стали основним елементом європейських запусків, зокрема в рамках програми Ariane 5.

Ракетний двигун RS-25, відомий також як Space Shuttle Main Engine (SSME), є одним з найпотужніших та найефективніших рідинних ракетних двигунів, коли-небудь розроблених у США. Спочатку створений для програми космічних шатлів NASA, він продовжує використовуватися в рамках нової програми Space Launch System (SLS), що має на меті повернення людей на Місяць та подальші польоти до Марса. RS-25 поєднує високу тягу, ефективність та здатність до багаторазового використання, що робить його важливим елементом сучасних космічних місій.

Ракетний двигун RS-68 (Rocket System 68) — це рідкопаливний ракетний двигун, розроблений компанією Rocketdyne (пізніше Aerojet Rocketdyne) для використання на першій ступені ракети-носія Delta IV. Він є одним з найбільших однокамерних рідинних ракетних двигунів, що працюють на водневому паливі, і був сертифікований НАСА в грудні 2001 року. RS-68 використовувався в комерційних та урядових космічних місіях до свого виведення з експлуатації в 2024 році.

Двигун Atlas MA-5 — це рідинний ракетний двигун, розроблений компанією Rocketdyne для використання в ракетах серії Atlas. Він став основним джерелом тяги для першої ступені ракети Atlas I, яка використовувалася для запуску супутників у 1990-х роках. Концепція двигуна базується на ідеї “півстадії” (“stage-and-a-half”), де два додаткові двигуни працюють разом із основним до певної висоти, після чого відокремлюються, зменшуючи масу ракети.

Aeon R — це новий потужний ракетний двигун рідинного типу, розроблений Relativity Space для корабля‑носія Terran R, який має стати багаторазовим носієм середньо‑до‑важкого класу. Aeon R продовжує традицію попередника Aeon 1, але з більшими характеристиками, жорсткішими вимогами до ресурсу, покращеними можливостями управління (гімбалювання, зміна співвідношення палива/окисника тощо) і ще масштабнішим застосуванням технології 3D‑друку. Метою є створення високоефективного, відносно простого у виробництві, але багаторазового двигуна, який дозволить знизити вартість виходу на орбіту та забезпечити конкурентоспроможність на ринку запусків.

Двигун Merlin 1C — це рідинний ракетний двигун, розроблений компанією SpaceX для використання в ракетах серії Falcon. Він став першим двигуном у серії Merlin, який використовував регенеративне охолодження, що значно підвищило його ефективність та надійність порівняно з попередніми версіями. Merlin 1C став основою для подальших розробок, таких як Merlin 1D та Merlin Vacuum.