Подальший розвиток ракетної техніки і рідинних ракетних двигунів пов'язано зі зниженням витрат на виведення корисних навантажень в космос і підвищенням безпеки польотів. Зниження вартості виведення корисних навантажень може бути досягнуто шляхом створення засобів виведення багаторазового використання.
Для підвищення надійності конструкції ракет-носіїв пропонується використовувати рухові установки перших ступенів носія, що складаються з декількох модульних двигунів, і в разі відмови одного з двигунів система аварійного захисту (САЗ) відключає двигун, що відмовив, а що залишилися працездатні двигуни форсуються на величину тяги, що компенсує втрату відмовив двигуна. Тим самим забезпечується виконання завдання ракети-носія.
Розробка ЖРД на екологічно чистих компонентах палива: метан (зріджений природний газ) в парі з рідким киснем відповідає тенденціям розвитку сучасних ракет-носіїв.
По-перше, використання в двигуні двох кріогенних компонентів багато в чому сприяє вирішенню завдань по багаторазовому використанню двигуна, так як після виключення киснево-метанового ЖРД залишки палива швидко випаровуються з його магістралей.
По-друге, можливість реалізації на даних компонентах палива схем ЖРД з дожиганием відновного генераторного газу дозволяє підвищити надійність конструкції ракет-носіїв: наслідки від несправностей в газовому тракті з надлишком метану від генератора до камери розвиваються значно повільніше, ніж в газовому тракті з надлишком кисню, що полегшує завдання САЗ вчасно відключити двигун, що відмовив.
Вивчення метанових ЖРД почалося в Японії близько 20 років тому як можливість вдосконалення ракети H-II. Нещодавно в Японії було розпочато розгляд можливостей створення двоступеневої ракети середнього класу "J-l upgrade", як заміни існуючої ракети J-1, з використанням метанового ЖРД на другому ступені [2]. Проведено вогневі випробування двигуна. Основний двигун розроблений фахівцями компанії XCOR Aerospace, і він поки не готовий до використання в космічних польотах, але якщо технологія себе виправдає, ракетні двигуни такого типу зможуть стати ключем до міжпланетних польотів і освоєння далекого космосу.
Дивно, але цей легкозаймистий газ ніколи раніше не використовувався в якості ракетного палива. Тільки тепер групи вчених і інженерів з різних дослідницьких центрів розробляють рідко-киснево-метанові двигуни майбутнього, щоб полегшити процес освоєння космосу і зробити можливим міжпланетні польоти.
У метану дуже багато переваг. Рідко-водневе паливо, що використовується в космічних апаратах, повинно зберігатися при температурі -252,9 градусів Цельсія - всього лише на 20 градусів вище температури абсолютного нуля! Рідкий метан, в свою чергу, можна зберігати при більш високих температурах (-161,6 ° С). Це означає, що баки з метаном не вимагають потужної теплоізоляції, тобто стають легше і дешевше. Крім того, баки можуть бути менше в розмірах, тому що рідкий метан щільніше рідкого водню, що також може заощадити багато коштів для запуску ракети в космос. А ще метан безпечний для людини і екологічно чистий, на противагу деяким видам токсичного ракетного палива, що застосовуються зараз в космічних апаратах. Основною перевагою метану, є його значні запаси, і відносно невисока вартість. Крім цього, метан досить швидко випаровується, полегшуючи процес очищення багаторазових паливних баків і двигунів. Крім того, метанове паливо має більш високий питомий імпульс, і за показником тяги на один кілограм, перевершує гас на сім-десять відсотків.
Однак у нового палива є і недоліки. Метан має меншу щільність, а значить для його використання, будуть потрібні більш місткі паливні баки.
Великою проблемою в розробці метанових двигунів залишається питання про можливість метану до займання. Деякі види ракетного палива спалахують спонтанно при застосуванні окислювачів, але метану потрібно запал. Зробити такий запал дуже важко на далеких планетах, де температура опускається на сотні градусів нижче нуля. Зараз ведуться розробки такого запалу, який надійно працював би в будь-яких умовах. У метану злегка гірше імпульс, ніж у водню, проте це все краще, ніж у гасу. При цьому він набагато дешевше, що важливо при частих рейсах. Крім того, його можна зберігати при значно більш високих температурах, а значить, він не буде піддавати охрупчіванію матеріал баків, як це відбувається з рідким воднем.
Але все ж найважливішим є те, що метан є на багатьох планетах і супутниках, які NASA планує відвідати в майбутньому. Серед них - Марс. І хоча Марс не надто багатий метаном, метан можна отримати за допомогою ефекту Сабатье: змішати трохи вуглекислого газу (СО2) з воднем (Н), потім нагріти суміш для отримання СН4 і Н2О - метану і води. Атмосфера Марса містить величезну кількість вуглекислого газу, а невелика кількість водню, необхідного для процесу, можна привезти з собою із Землі або добути з льоду прямо на Марсі.
На супутнику Сатурна Титані в прямому сенсі слова йдуть метанові дощі. Озера і річки з метану та інших вуглеводнів на Титані можуть стати заправними станціями для космічних кораблів. В атмосфері Юпітера, Сатурна, Урана і Нептуна також є метан, а на поверхні Плутона є багато метанового льоду. За допомогою метанових ракетних двигунів стають можливими польоти до цих світів.