Le vaisseau spatial japonais à voile solaire IKAROS passe la planète Vénus à une distance d'environ 80 800 km.
Les voiles solaires (également appelées voiles légères ou voiles à photons) sont une méthode de propulsion des engins spatiaux utilisant la pression de rayonnement exercée par la lumière du soleil sur de grands miroirs. Un certain nombre de missions de vols spatiaux pour tester la propulsion solaire et la navigation ont été proposées depuis les années 1980. Le premier vaisseau spatial à utiliser cette technologie a été IKAROS, lancé en 2010.
Une analogie utile à la voile solaire peut être un voilier ; la lumière exerçant une force sur les miroirs s'apparente à une voile soufflée par le vent. Les faisceaux laser à haute énergie pourraient être utilisés comme source de lumière alternative pour exercer une force beaucoup plus grande que ce qui serait possible en utilisant la lumière du soleil, un concept connu sous le nom de voile de faisceau. Les voiliers solaires offrent la possibilité d'opérations à faible coût combinées à de longues durées de vie. Comme ils ont peu de pièces mobiles et n'utilisent pas de propulseur, ils peuvent potentiellement être utilisés de nombreuses fois pour la livraison de charges utiles.
Les voiles solaires utilisent un phénomène qui a un effet prouvé et mesuré sur l'astrodynamique. La pression solaire affecte tous les engins spatiaux, que ce soit dans l'espace interplanétaire ou en orbite autour d'une planète ou d'un petit corps. Un vaisseau spatial typique allant sur Mars, par exemple, sera déplacé de milliers de kilomètres par la pression solaire, de sorte que les effets doivent être pris en compte dans la planification de la trajectoire, ce qui a été fait depuis l'époque du premier vaisseau spatial interplanétaire des années 1960. La pression solaire affecte également l'orientation d'un vaisseau spatial, un facteur qui doit être inclus dans la conception du vaisseau spatial. La force totale exercée sur une voile solaire de 800 mètres sur 800, par exemple, est d'environ 5 N (1,1 lbf) à la distance de la Terre du Soleil , ce qui en fait un système de propulsion à faible poussée, similaire aux engins spatiaux propulsés par des moteurs électriques, mais comme il n'utilise pas de propulseur, cette force est exercée presque constamment et l'effet collectif dans le temps est suffisamment important pour être considéré comme une manière potentielle de propulser des engins spatiaux.