衝出地球大氣層，在太陽系廣闊的範圍內活動，這對人類以往的活動來說，是跨出了一大步，但對整個宇宙航行來說，還只是一小步。人類還要衝出太陽系，到銀河系內去活動，還要衝出銀河系，到與銀河系一樣的河外星系去活動。宇宙航行是窮極宇宙的事業，永無止境。
從1783年人類第一次乘氣球離開地面進入大氣層空間，到1961年人類第一次衝出地球大氣層到宇宙空間，經過了178年的時間。如果把這看作是人類科技發展的一個“臺階”的話，那麼，從太陽系內到太陽系外這個“臺階”要比前一個“臺階”高得多。
衝出太陽系，首先遇到的就是如何提高宇宙飛船速度的問題。如果用現在的化學燃料火箭發射宇宙飛船，使它達到第三宇宙速度(16.7千米/秒)，然後以此速度航行，好麼，即使到離我們最近的比鄰星，也需要航行8萬～9萬年的時間，這種速度太慢了!
當然，我們可以讓火箭長期工作，逐漸增加速度，比如用50天的時間將速度增加到16700千米/秒，則到達比鄰星只要80～90年的時間。可是，即使以平均每秒消耗10千克燃料計算，50天就需要43200噸燃料，裝載這麼多燃料的飛船該有多麼龐大，而事實上根本做不到。
所以，問題的實質，轉到了尋找適合宇宙舴的能源動力。
在相同質量的情況下，核能是化學能的百萬倍，所以人們設想了核能動力飛船。另外，同質量的正物質與反物質湮滅所產生的能量，又是核能量的1000倍，於是人們又想到了反物質動力飛船和光子火箭。但是，不論核能動力還是反物質動力，其動力裝置必須攜帶在飛船上。為了減少飛船的質量，人們又想到了不放在飛船上的動力，如微波帆和激光帆動力船。這種飛船隻要攜帶一張輕盈的帆，由紙幣地球或繞太陽飛行的太陽能電站上發出的微波束或激光束(電能可以轉變為微波和激光)來推動它前進。人們還設想在航行過程中，從太空中搜集氫來做能源動力。
宇宙航行是到的第二個問題便是速度與距離的問題。愛因斯坦的相對論指出，宇宙中的速度以光速為最快(300000千米/秒)，其它一切物體的運動速度，只能無限接近光速，而不能達到光速。這樣一來，即使用上面提到的各種運力使宇宙飛船以接近光速的速度飛行，仍然無法進行遠距離的宇宙航行。因為銀河系的直徑達10萬光年，離銀河系最近的河外量系，即仙女座星系，與我們的距離也達230萬光年之遠，離我們最遠的星系，距離在100億光年以上，即使光速也望塵莫及。
但相對論還指出，當物體高速運動時會產生速度效應，即相對同一目標是靜止的物體(如地球)來說，運動物體(如宇宙飛船)上的時間會膨脹，距離會縮短。運動物體的速度愈接近光速，其速度效應愈顯著。當運動速度無限縮短(幾乎為零)。這種速度疚對宇宙航行非常有利，當飛船的速度無限接近光速時，只需用幾年、幾個月，甚至幾天、幾小時就可到達遙遠的星系。
最後，如果人類真的實現了這種“天上方數日，地上已千年”的宇宙航行，那麼，航天員經過幾年的宇宙航行後回到地球時，將發現人類已經面目全非，甚至地球也不存在了。這些問題將在人們的思考中得到解決，人類終將實現宇宙航行的理想。
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