虽然星际空间异常浩瀚，两个恒星间的距离都异常遥远，但根据爱因斯坦狭义相对论，如果星际飞行器以极高的速度飞行（如达到了光速的十分之一以上），那么对飞行器上的旅行者来说，两地的距离可以缩短。如果以近光速飞行，旅行者完全能在几年时间里横穿整个银河系十万光年的漫长路途。星际旅行在工程技术上的基础主要是由火箭技术奠定的。狭义相对论从理论上解决了飞往遥远星球的旅行时间问题，使一个人完全可能在其一生中飞到几万甚至几十万光年的宇宙深处。至于这样的飞行所需的能量则是最根本的问题。如果用常规的化学火箭推进，则火箭质量比之高是技术上难以解决的。如果火箭的最大飞行速度是光速的五分之一，则火箭质量比应为56；若最大速度是光速的二分之一，则火箭质量比高达59000，这在技术上根本不可能实现。因此化学火箭是不能胜任恒星际旅行任务的。要解决恒星际飞船的动力问题，只能寻求其他技术方案。

为了正式踏入太空时代的真正门槛，太空工程师们一直在不遗余力地发展更有效率的推进系统。当然，从技术可行性方面考虑，靠氧化剂与燃烧剂反应产生推力的化学能工质推进系统，无疑还是冲出大气层的第一现实选择。原因非常简单：“化学能推进剂既是能源也是工质，如果在本身自带燃料以外，没有可以利用的外界工质环境。比如大气层之外的太空。那么要改进推进系统的性能，提高喷射速度必然是提高喷流动能的不二选择。但如果有可以利用的外界工质而不用，比如空气稠密的大气层之内，那么一味地提高喷射速度，则是最愚蠢的做法！这样做的代价将是技术复杂性几何级数的增长，以及随之而来的制造成本的大幅攀升。”所以显而易见的是，如果目的仅仅是使载荷达到第一宇宙速度，那么并不需要在化学能推进系统的设计与制造上投入太多，便能为人类提供一种成本最为低廉的入轨手段（相对而言）。但问题在于，在脱离了地球引力束缚后，即使使用目前性能最好的氢氧推进系统，喷气速度也只能达到43000～44000米/秒。显然，若继续使用传统的化学推进系统实现恒星际载人航行，到达最近的恒星也要几万年，即使是太阳系内的行星际航行，也要几年乃至几十年的时间，就人类目前的技术水准而言，这种方式的载人航行完全是不可想象的。好在人类发展技术的天性，往往是通过对现有技术的重新组合来获得更新一代的技术，因此凭借人类现有技术水平，星际航行的梦想仍然是有可能实现的。那么这个梦想与现实之间的契合点在哪里？答案是核动力。