În cadrul unui zbor spațial, decolarea este de obicei cea mai dăunătoare etapă din punct de vedere al poluării, în cadrul acesteia utilizându-se cantități mari de combustibil, în decurs de câteva minute. De exemplu, o rachetă Falcon 9 a companiei SpaceX consumă 112 tone de kerosen rafinat, producând aproximativ 336 tone de CO2 (echivalentul produs de o mașină medie care face înconjurul planetei de 70 de ori).
Pe lângă gazele cu efect de seră, motoarele rachetelor emit clor, particule de funingine și oxid de aluminiu care distrug stratul de ozon. Aceste probleme sunt din ce în ce mai presante odată cu apariția zborurilor spațiale comerciale. În anul 2020 au fost efectuate 114 lansări spațiale, dar, în viitor, ar putea exista până la 1.000 de zboruri pe an.
Pentru a realiza călătorii spațiale mai ecologice, dezvoltarea unor combustibili mai puțin poluanți reprezintă o prioritatea maximă. Navele spațiale actuale folosesc o varietate de combustibili, dar majoritatea se bazează pe combustibili fosili. O opțiune potențial mai ecologică o reprezintă hidrogenul și oxigenul lichid, utilizate de noul modul de propulsie Shepard, dezvoltat de către compania privată de zboruri spațiale, Blue Origin. Hidrogenul poate fi obținut cu ajutorul energiei solare, care descompune apa în molecule de oxigen și hidrogen.
În anul 2019, în cadrul unei misiuni a companiei NASA a fost testat un combustibil denumit AF-M315E, o alternativă verde la hidrazină (o componentă toxică a multor tipuri de combustibil pentru rachete) în speranța că acesta va putea fi folosit pentru a alimenta viitoarele misiuni.
Rachetele reutilizabile pot reduce unele deșeuri asociate cu zborurile spațiale. În mod tradițional, boosterele, rezervoarele de combustibil și alte componente sunt catalogate ca fiind consumabile. Totuși, ghidarea lor înapoi pe Pământ, într-un mod controlat, deschide noi posibilități (majoritatea componentelor rachetelor Falcon 9 pot fi refolosite de până la 100 de ori).
Călătoriile spațiale cu adevărat ecologice sunt încă de domeniul viitorului. Totuși, în prezent există deja multe dintre tehnologiile necesare pentru a începe limitarea impactului acestora asupra planetei.
