비화학 로켓(非化學 로켓)은 기존의 화학 연료를 연소하여 추진력을 얻는 방식이 아닌, 다른 형태의 에너지를 사용하여 우주선을 추진하는 로켓 시스템을 총칭하는 용어이다. 이러한 방식은 일반적으로 화학 로켓에 비해 낮은 추력을 가지지만, 훨씬 높은 비추력(比推力, Specific Impulse, Isp)을 달성할 수 있어 장거리 심우주 탐사나 위성의 궤도 유지 등에 유리하다.
비화학 로켓은 사용하는 에너지원 및 추진 방식에 따라 여러 종류로 나뉜다.
- 전기 추진 (Electric Propulsion): 전기 에너지를 사용하여 추진제를 이온화하고 가속시켜 추력을 얻는 방식이다. 매우 높은 비추력을 자랑하며, 대표적으로 이온 엔진, 홀 효과 스러스터(Hall-effect thruster), 마그네토플라스마 다이내믹 스러스터(MPD thruster) 등이 있다. 주로 위성의 궤도 유지 및 심우주 탐사선에 사용된다.
- 핵 추진 (Nuclear Propulsion): 핵분열 또는 핵융합 반응에서 발생하는 에너지를 추진력으로 이용하는 방식이다. 열 핵 로켓(Nuclear Thermal Rocket, NTR)은 핵반응으로 발생한 열로 수소와 같은 추진제를 가열하여 분출시키며, 핵 펄스 추진(Nuclear Pulse Propulsion)은 핵폭탄의 폭발력을 이용하는 방식이다. 화학 로켓보다 훨씬 높은 비추력과 추력을 동시에 얻을 수 있어 유인 화성 탐사 등 장거리 고속 우주 비행에 이상적으로 간주된다.
- 태양/광자 추진 (Solar/Photon Propulsion): 태양 또는 지상에서 발사된 레이저 등의 광자(빛 입자) 압력을 이용하여 추진력을 얻는 방식이다. 태양 돛(Solar Sail)이 대표적이며, 추진제를 거의 소모하지 않는다는 장점이 있다.
- 자기 추진 (Magnetic Propulsion): 우주 공간의 플라스마 또는 자기장과 상호작용하여 추진력을 얻는 개념으로, 자기 돛(Magnetic Sail) 등이 연구되고 있다.
비화학 로켓 기술은 아직 개발 초기 단계에 있거나 특정 임무에만 제한적으로 사용되고 있지만, 미래 심우주 탐사 및 행성 간 이동의 핵심 기술로 주목받고 있다.