太阳能火箭是通过抛物面反射镜聚焦太阳光至热交换器，将太阳能转化为热能直接加热液态氢工质，使其膨胀为高温高压气体产生推力的航天器。其核心技术特征是将太阳能聚焦热能转化为动能，区别于需二次电能转换的太阳能电火箭 。
1996年，美国NASA与航天企业合作研制出“太阳能上面级火箭”(Solar Thermal Upper Stage)样机，采用双充气式反射镜结构，可将液氢加热至2300℃以上 。2021年，美国NASA与航天企业联合对该型号进行了方案设计和技术验证，其反射镜展开后总面积超过300平方米，可将1.5吨级卫星从近地轨道提升至地球同步轨道，该型号采用模块化设计 。
出现了采用模块化设计和热能存储模块的太阳能热火箭技术 。
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