人類希望自己發明的宇宙探測器能快速地抵達宇宙中某個目的區域，以最短的時間發現最有用的科學數據，提高探測效率。然而，對於浩瀚的宇宙來說，探測器的飛行速度是個大難題。
以往的各種效率高和工作時間長的火箭和非火箭動力，使宇宙飛船達到的最大速度，也只有15千米/秒。到最近的恆星比鄰星周圍飛一個來回，仍需要17萬年的時間，到天狼星則要35萬年，而到距地球分別為16.63和26.3光年的牛郎星和織女星，則需要近100萬年的時間，要繞銀河系一圈更是需要不可想像的30多億年的時間。
所以早在20世紀50年代奧地利科學家尤金·桑格爾就提出了光子火箭的設想。
光子火箭：靠電磁輻射量子（光子）的定向流產生推力的光子發動機推進的火箭。
它的主要推進系統是一面直徑達幾十平方千米的巨大凹面反射鏡。發動機工作時，將正氫和反氫引到凹面鏡的焦點處，它們在那裡相遇湮滅，產生光子。向各個方向發射的光子，經過反射鏡的反射，形成一股向後噴射的光子流，它們的反作用力推動飛船加速飛行。
根據愛因斯坦相對論定律，質量和能量相聯繫，質量可以轉化為動能。因此可利用物質-反物質湮沒反應把質量完全轉化為動能。正電子和電子結合湮沒產生兩個或多個γ射線（光子），質子和反質子結合湮沒產生兩個或多個介子，這些介子不穩定，很快衰變成電子（或正電子）和中微子。介子、電子和正電子是帶電的，在強電場作用下以等於光速（或接近光速）的速度噴射，從而產生推力。
光子火箭是很有希望實現恆星際航行的動力裝置，然而工程問題又難以解決。比如，光子火箭噴射出的光子束能量極大，只要有百萬分之一的熱量洩漏給飛船，就足以將飛船燒燬。又如，光子火箭噴射出的鉅額能量會給地球環境造成嚴重的破壞，因此光子火箭推進的宇宙飛船必須遠離地球才能確保安全。
即便如此，人類對宇宙空間的探索永不止步。目前，有好幾個研究小組正在研究光子火箭，如美國的馬歇爾大空飛行中心和休斯實驗室。預計2040-2050年光子火箭有可能投入實際應用。
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