هنگامی که مبحث پرتاب‌های فضایی و توسعه ماهواره‌بر مطرح می‌شود، همیشه دو انتخاب اساسی برای سوخت موتور ماهواره‌بر پیش پای تولیدکنندگان وجود دارد: سوخت مایع و سوخت جامد. ماهواره‌برهای سوخت جامد دربرگیرنده ترکیب غلیظی از سوخت و اکسیدکننده هستند که درون یک بوستر ذخیره شده‌اند و در هنگام پرواز به آتش کشیده می‌شوند. انرژی تولیدشده از طریق یک نازل هدایت شده و نیروی پیشران مورد نیاز برای بلند شدن ماهواره‌بر را تولید می‌کنند. تسلیحات هسته‌ای و سلاح‌های مورد استفاده در زیردریایی‌ها از همین فناوری بهره می‌برند.
در سوی دیگر موتورهای سوخت مایع قرار دارند که شامل مخازنی قرار گرفته درون بوستر هستند. یکی از مخازن متعلق به سوخت و دیگری متعلق به اکسیدکننده است. دو مخزن معمولا تا دمای بسیار پایین سرد می‌شوند تا سوخت و اکسیدکننده به گاز تبدیل نشوند. در زمان پرتاب این دو ماده درون موتور ترکیب شده، محترق می‌شوند و سپس از طریق نازل به بیرون هدایت می‌گردند. این فناوری مورد استفاده در ماهواره‌برهای شرکت اسپیس ایکس (SpaceX) می‌باشد.
هرکدام از سوخت‌های شیمیایی مزایا و معایب خود را دارند. مهندسان می‌توانند با ارائه آمار، ارقام و نمودارها مزایای استفاده از هر سوخت را به شما نشان دهند اما درک مطلب به سادگی بررسی آماری نیست. تفاوت بین سوخت‌های مایع و جامد، منشاء تقابل دو دیدگاه متفاوت است که برای تعیین آینده پروازهای فضایی با یکدیگر پیکار می‌کنند.
سوخت‌های جامد
ایالت یوتاه (Utah) در آمریکا جایی است که شرکت اوربیتال (Orbital ATK) موتورهای سوخت جامد ماهواره‌بر تولید می‌کند. این شرکت در توسعه چندین نسل از موشک‌های هسته‌ای و بوسترهای شاتل فضایی نقش داشته که همگی از سوخت جامد استفاده کرده‌اند. اگر بخواهیم یک حامی برای سوخت جامد در تقابل با سوخت مایع در نظر بگیریم قطعا همین شرکت خواهد بود. ماهواره‌برهای سوخت جامد یک سری مزایای واضح دارند. به عنوان مثال می‌توان به ذخیره‌سازی ساده و کم‌خطر اشاره کرد. در واقع می‌توان یک راکت سوخت جامد را برای دهه‌ها ذخیره نمود و بلافاصله در هنگام نیاز از آن استفاده کرد. به همین دلیل است که اغلب کلاهک‌های هسته‌ای بر روی این نوع راکت‌ها سوار می‌شوند. بن کیس (Ben Case) از مهندسیان شرکت اوربیتال در این باره می‌گوید: «در زمینه قابلیت ذخیره‌سازی، شکست دادن ماهواره‌برهای سوخت جامد خیلی سخت است. ضمن اینکه با مشکلات سمّی بودن سوخت‌های مایع هنگام ذخیره‌سازی مواجه نیستیم.»
هیچ بحثی در مورد راکت‌ها و ماهواره‌برها نیست که در آن به ضربه ویژه (specific impulse) یا ISP اشاره‌ای نشود. این کمیت میزان نیروی پیشران تولیدشده توسط موتور به ازای هر میزان سوخت را محاسبه می‌کند و موتورهای سوخت مایع ISP بسیار بالاتری دارند که دلیل بخش مهمی از علاقه به این نوع موتور می‌باشد. اما مهندسان اوربیتال به یک مشخصه دیگر نیز اهمیت می‌دهند: چگالی ضربه مخصوص. پیشرانه جامدی که مقداری سوخت و اکسیدکننده در آن تزریق شده است می‌تواند مقدار زیادی تراست را در زمانی کم تولید کند. به گفته کیس، اگرچه موتورهای سوخت جامد ISP کمتری به ازای واحد وزن دارند اما به خاطر چگالی بیشترشان می‌توان ضربه بیشتری را از حجمی برابر از آن‌ها دریافت کرد.
موتورهای سوخت جامد کنترل‌پذیری کمتری نسبت به موتورهای سوخت مایع دارند. میزان تراست موتورهای سوخت مایع را می‌توان بالا و پایین برد یا حتی در صورت نیاز آن‌ها را خاموش کرد اما همچنی گزینه‌ای در موتورهای سوخت جامد وجود ندارد. هرچند هنگام انجام این مقاسیه نباید از سوانح بوجودآمده برای ماهواره‌برهای سوخت مایع اسپیس ایکس چشم‌پوشی کرد. این اتفاق نادر است اما یادآور این موضوع نیز هست که ماهواره‌برهای سوخت مایع قبل پرتاب نیاز به انجام چند مرحله اضافه دارند اما ماهواره‌برهای سوخت جامد، خیر. همین مراحل اضافی ممکن است باعث بروز اشتباهات شوند.
سوخت‌های مایع
استفاده از موتوهای سوخت مایع در موتورهای مراحل اول و دوم ماهواره‌بر رویکردی جدیدتر و جذاب‌تر در صنعت پرتاب محسوب می‌شوند. این رویکرد پشتیبانانی همچون ایلن ماسک (Elon Musk) و جف بزوس (Jeff Bezos) دارد که علاقه دارند ماهواره‌برهایشان هم از تراست اضافه و هم از مزایای موتور سوخت مایع بهره‌مند باشند. موتورهای سوخت مایع بدون سوزاندن تمامی پوشش مخازن سوخت عمل می‌کنند؛ بنابراین تنها لازم است که مخازن پر شوند تا دوباره بتوان ماهواره‌بر را پرواز داد.
رقابت سوخت‌های جامد و مایع به ماهواره‌برهای بازگشت‌پذیر نیز کشیده شده است. شرکت‌های اسپیس ایکس و بلو اوریجین (Blue Origin) که حامل‌های فضایی سوخت مایع خود را با روش‌های نوآورانه فرود می‌آورند، پایین آوردن هزینه‌های پرتاب و افزایش دسترسی مردم به فضا را وعده می‌دهند. ۹سال پیش روزنامه نیویورک تایمز در مقاله‌ای موتورهای سوخت جامد را «گران‌قیمت و منسوخ» دانست. مرمت و آماده‌سازی موتورهای سوخت جامد بین پروازها زمان زیادی لازم دارد. اما اگر قصد نداشته باشید همچون ایلن ماسک پروازهای فضایی را مثل پروازهای هوایی به امری متداول تبدیل کنید، شاید این فاصله زمانی زیاد برایتان اهمیت چندانی نداشته باشد.
مصالحه‌ای در ماهواره‌برهای ترکیبی
بن کیس که در شرکت اوربیتال کار می‌کند، از اهمیت موتورهای سوخت مایع برای مراحل پایانی پرواز ماهواره‌بر که نیاز به قرار دادن محموله در موقعیت مدنظر وجود دارد، آگاه است. در حقیقت نسل جدید ماهواره‌برهای اوربیتال از موتورهای سوخت مایع برای مراحل بالایی به منظور قرار دادن ماهواره‌های نیروی هوایی در مدار استفاده خواهند کرد. وی می‌گوید در نسل جدید موتورهای نورثروپ گرومن (Northrop Grumman) به عنوان شرکت مادر اوربیتال از مرحله اول سوخت جامد برای تولید نیروی پیشرن زیاد و از مراحل بالای سوخت مایع برای وجود ISP بالا و قابلیت توقف و اشتعال چندباره استفاده می‌شود. با این حال پیش‌بینی می‌شود که همزیستی مسالمت‌آمیز موتورهای سوخت مایع و سوخت جامد تا قبل از شروع عصر سفر انسان به مریخ ادامه داشته باشد. پاسخ به این سوال که برای پروازهای معمول از زمین به مریخ و فرستادن انسان به سیاره سرخ از چه موتورهایی استفاده می‌شود نیازمند چند سال زمان بیشتر است.