一、先進製程
先進製程包含廣泛。此技術將促進在太空中所需材料與結構的生產，啟用廣泛與多樣的應用與服務。包含太空站與能源系統的建置、以及超過低地球軌道LEO的人類適居地，最終於月球架設基站。
此先進構件部分的製造包含坩堝、陶瓷、塗層，特別是那些耐用與防塵的組件，對於結構與設備的重複使用有其必要性。英國在組件與擴充供應鏈擁有強大的能力，譬如航天、汽車與防禦等領域。高價值製造彈射器 (High Value Manufacturing Catapult) 的陸上中心以及衛星應用彈射 (Satellite Applications Catapult) 公司的離地應用，持續支援這些技術發揮至太空探索工作。
新型材料、合金，以及製造流程對於英國太空總署 (UK Space Agency) 來說特別感興趣。譬如積層製造流程 (一層疊一層的3D材料列印) 可生產出精確與複雜結構，且不須倚賴延伸生產設施。當與回收/重複利用技術整合後，更可支援太空閉環系統的發展。多項英國團體已參與在低與微重力環境施行積層製造，此環境將可增加材料使用的效率，將人類牽涉最小化 (移除直接參與製造的需要) 且減低雜質的危險。此項技術有多項應用，且對太空有高度商業應用性。
英國擁有在材料科學與冶金的關鍵強項，在某些技術譬如 FFC劍橋法 (Cambridge FFC process) 已有其特定利基。FFC劍橋法頗受國際青睞。在比傳統方法低溫下，經由少數的步驟，此程序可以將氧化金屬純化至金屬。這可以應用在月球與火星，其在風化層的材料可以用來產生出離地球生活所需的組件。此技術也有很多遠景，可用以催化產生新的原料、機器人技術、自治、ISRU、與太空核動力等等。
英國太空總署將繼續與多個夥伴合作，包含高階製造研發中心 (Advanced Manufacturing Research Centre; UK AMRC)與Nuclear AMRC研究機構，衛星應用彈射 (Satellite Applications Catapult) 公司以及它們各自在更廣的製造領域的網路，以應用至全球太空經濟。

二、自主與人工智慧
對於太空探索與更廣的商業活動來說，自主化與人工智慧可增加任務的實用性與有效性。
自主導覽可自行探勘行星體而不需要由在地球或軌道中的飛行船人員控制，減少資源上的壓力與緩解延遲的影響。這樣的軟體可以幫助科學家掃描有興趣的大範圍的星體表面，且減少需要審查的資料緩存量。機器學習與人工智慧採用的一些自動計算法已被證明在某些應用很有用處，譬如「彈坑記數」，在估算行星體的年齡來說是很有價值的基本資料。更進一步來說，對於一些比較沒有參考資料的太空中的區域，自動系統可以代為運作，讓太空飛行船經由不同的區域化方式定位。
自主化的行動使得太空船可以在地球與軌道中的指導喪失或是最小化的情況下，自行承擔很多任務。行星漫遊車或是太空船等，很需要此自動化的功能，以啟動正確的連續步驟或依需要移植修改程序。LEO (低地球軌道) 上的商業作業也將重度依賴人工智慧AI以及自主活動，以支援機器人任務。這些都是未來太空探索各式活動的明確需求，不管有無人類親自操作。
英國在此領域有很強的背景，以2020年來說，目前在人工智慧公司的私人投資上名列世界第三。更進一步的被人工智慧行業交易 (AI Sector Deal)、人工智慧理事會 (AI Council) 與國家人工智慧方針 (National AI Strategy) 等單位支持，投資接近十億英鎊，以持續維持與促進人工智慧相關技術成長。因此英國在太空探索領域有非常大的機會，尤以當在太空中人類可接觸條件的諸多限制下，應用現有的學習功能到太空船與太空任務，以獲取最大量的資料。

三、通訊與任務操作
英國擁有通訊領域上全世界領先的多樣能力。顧客對於近地軌道LEO與地球同步軌道GEO的衛星其彈性增加上的需求與日俱增，開啟了新技術、服務與商業模式的機會。通訊涵蓋了廣泛的技術領域，因此任何譬如連結太空探索的相關都可被視為研究目標。
英國的康沃爾郡的 Goonhilly 衛星地球站 (Cornwall’s Goonhilly Satellite Earth Station) 擁有強健的太空通訊系統，曾經是世界上最大的衛星地球站，至今仍持續提供商業服務與深度太空通訊。目前的基礎設施倡議更強化英國的能力，內容包含物聯網 (Internet of Things)、自駕車、轉運、遠端醫療、以及網路編排。隨後，RF頻段吞吐量不足加上擁塞，在更大載量需求之下，通訊正走向發展更高與光學頻段上的技術，包含衛星鏈結。由於太空使用量日益成長，發展次世代技術與減輕擁塞的影響，可視為是英國重要的經驗與機會。
建立月球通訊的基礎設施與中繼，以涵蓋整個星體，將會是在月球生活與工作的極重要的一步。英國透過其在歐洲太空總署 (ESA) 的會員資格，對電信程序注資2.06 億英鎊，支援建立此系統。其包含5100萬英鎊用於ESA的月光計畫 (Moonlight Programme)。減低發展多項定制系統上的花費與複雜度後，月光計畫將為了機構與私人客戶來開發，增加月球的使用，並成為歐洲第一個非陸地的電信系統。這可能也可以用來提供深度太空與火星任務的服務基礎。月球與深度太空通訊技術應該整合延遲容忍網路，並且可支援多重任務。
英國太空總署於2022十月透露一項新的1500萬英鎊資金，用以給英國的商業徹底改變衛星通訊技術。由英國太空總署在ESA的ARTES計畫的領導地位之下資助，促進衛星通訊生態系統的技術發展。此案將使得英國通訊衛星領域持續強大，也提供為了太空探索需求，先進一步的技術的發展機會。低地軌道LEO與地球同步軌道GEO通訊之上，英國將找尋並支持有明顯利益的技術，並應用於太空探索上，特別是對於更廣泛的通信領域可能有利多的技術。

四、就地資源利用
就地資源利用 (In Situ Resource Utilisation; ISRU) 是一項寬廣、仍在成長中的探索科技。就地資源設備有多重角色，可用於月球表面與附近以及火星上的各式應用，包含飛行器的能源、基礎部分的建置、氧氣與水等人類必需的物質。從星體上的天然資源就地產生消耗品，在可行性上是非常重要的衡量，而且對於未來的探索上有相當大的成品效益。
國際間對於探索的努力目前還在早期發展與測試的階段。美國航空暨太空總署「火星探索計劃」的火星探測器任務，其中包括毅力號火星車 (NASA’s Mars 2020 Perseverance Rove)，此計畫的MOXIE儀器 (火星氧氣原位資源利用實驗; Mars Oxygen In-Situ Resource Utilization Experiment; MOXIE) 在2021年已證明利用氧化物電解槽可以從二氧化碳製造出氧氣。對於技術展示以及未來儀器發展相似的機會還有即將到來的月球商用裝載服務 (Commercial Lunar Payload Services; CLPS) 以及對月球資源的Argonaut catalyst access。
英國在這方面有強大的能力。他們有優質的工業科學與化學領域，以及燃料電池、一般電池、坩堝的強大技術，而這些為ISRU設備或不可缺的元素。除此之外，從過去與目前的軌道中的太空船與漫遊者的任務資料分析，以及整合機器學習給未來的太空船，將可以幫助月球表面查勘的整體工作。英國科學家將繼續在這個程序中扮演重要的端對端的角色，辨認哪裡可以找到ISRU活動所需的月球資源，也就是有效探索的方式與未來材料的使用與監測。更進一步說，對於ISRU設備的補充進化與整合，用以達成閉環系統與互操作，將也需要開發，以確保有效率與合理的使用，以及地外資源再利用。
英國將建立在國際工作的基礎上以確認最終產品與流程，使用現有的資產開發一系列的計畫與ISRU應用。英國太空總署將支持組織共同合作，經由計畫資助的機會與此類技術的國際研討會，與其他英國與全球合作夥伴共享ISRU專業經驗。

五、生活上的支持與人員表現
太空使用與活動正以空前的速度增加。未來可期在短時間內為數不少的人類將可以離地球生活與工作。之後特別針對持續離地的負面影響的技術也將需要被考慮。英國有很多在此領域的專業組織可以提供他們在極端生理學、健康、與醫藥的指導，建立生命維持系統與對策：運動、藥物、和營養。
可以減低微重力下對肌肉骨骼系統的影響的技術，將被在月球與火星的太空站的各式設定上需求。這些技術的設計需含有互分工性、多工性、整合性。遠程醫療是未來能讓組員在太空中也能使用醫療服務的唯一選擇。因此，監視生命特徵將延長探索任務。整合此種考量的技術對於設備有加值作用，可嘉惠太空宇航員的病患。小型化的設備，特別是可被非專業人員使用的，也將可用來減低太空探索任務人員的危險，延長任務時間。
此外，隔離和通信延遲預料將增加人員心理上的影響，需要複雜技術來降低，使得人員能更易容忍探索狀況，譬如延遲容忍網路與設備介面。這個領域將與通訊密切合作，對世界上多個地表上的遠端區域的團體有益，譬如英國南極考察隊 (British Antarctic Survey teams)。
英國的醫療與運動部門站在全球創新的最前線，支援數十億英鎊的企業，且有將其才能應用至太空的發展與研究的能力。英國太空總署與英國研究與創新（UKRI）共同合作，將優先發展這些技術，同時也對地球提供好處，最大化社會與商業獲益。

六、導航與感測
這個主題在路線上跟其他技術主題有很多互相關聯。多領域的進步可以整理收斂，促進建立新穎的導航與感測技術。英國在科學與地球觀測計畫上，以及後續相關儀器開發給更先進的科學與商業活動上，有久遠的歷史與強大能力。
當對月球與火星的探索活動更活躍後，不可避免的將對於可自動導覽功能的系統有強烈需求，尤以在沒有衛星星座以及軌道基礎設施貧乏的地方。當我們在太空中航行的越遠，溝通延遲將影響地面控制。所以為了能有效自動決策，需要更精密的感測功能。
英國在此主題的能力上的展現案例之一是光學雷達 (Light Detection and Ranging; LIDAR)：一種透過量測從雷射來源到目標反射的光行走時間，以決定其距離的方法。LIDAR儀器是探索方面非常重要的光學遙感工具，並且也可以分析目標區域的物理與化學成分。英國為了多種用途在這方面已有長期發展此系統的傳承。蒐集來的資料可用於科學研究，增加任務價值。
英國此項專長可以應用在多種任務，參與與開發在太空探索與地球上的改進提升。更進一步，在這個題目上的進步可增加更深的學習與開發機會。

七、推進力
不管從發射到軌道，至星際旅行，推進力扮演重要角色。上世紀英國發展、建置、與發射自有的太空火箭推進系統，稱之為黑箭 (Black Arrow)。近年來，更發展了一整套創新革命機制，從極音速混合動力引擎SABRE (Synergetic Air Breathing Rocket Engine) 到被以色列的創世紀號登月探測器 (Israeli Beresheet Lunar Lander) 採用的 LEROS 2b 火箭引擎。
太空中的推進力替太空船提供了動量、控制、與定位。英國正將其導入太空探索並投資需要推進力的ESA任務。譬如在白金漢郡的韋斯科特創業園區 (Westcott Venture Park) 的英國國家太空推進測試設施 (UK National Space Propulsion Test Facility)，在2021年開啟，為全世界僅三處之一。此設施提供了至3N與22N的高海拔泵送測試池，以及至30kN的低海拔測試設施，英國羅莎琳·富蘭克林號 (Rosalind Franklin; 原名火星地外生物探測車)，以及ESA的 Argonaut任務，兩者皆需要著陸推進系統，是ESA的探索計畫中相當著重的部分。英國太空總署將在其計畫以及其他探索任務，鼓勵此系統的開發與專門化，應用在更廣的太空產業。

八、機器人技術
機器人技術一詞包含從數位化的概念至元件機制，並更擴展到全行星漫遊、太空船等其他系統。英國擁有整合多種領域的地上機器人，與在低重力和微重力下，用於太空探索的機器人。最近的全英國製羅莎琳·富蘭克林號火星車可見一斑。
以發展機器人系統來說，組件元件以及更廣的技術很重要。這些技術是未來太空探索下，發展新的航行器、元件、以及太空站的資產，且讓ISAM (服務、組裝和製造執行) 成為主流。ISAM設施將重度依賴機器人系統。
羅莎琳·富蘭克林號是由英國主導、設計與製成，為歐洲中同型的第一位。藉此任務英國組織可以更了解子系統的表現，並且朝向次世代技術發展。此任務中的傳承經驗與知識將更進一步用以發展英國的機器人領域。此外，當有從其他星體的ISAM原料或是資源回傳、阿提米絲任務 (Artemis Mission) 完成、或商業太空成長等等，對於再入系統 (re-entry system) 的需求將增加。英國太空總署將在 ESA的 Argonaut 任務的基礎下，尋求此類技術合作夥伴。
英國太空總署將其焦點放置在用以增加人類對於離地所需的產品的開發能力上的機器人技術，尤以特別有明確商機者。此外，行星的機器人元件與再入飛行器也將被持續關注支持。
英國太空總署並沒有明確指出發射器是其太空探索活動中有直接興趣的領域，不過此領域技術的元件仍可應用至推進力等其他主題，所以仍被間接持續關注。

九、樣本管理
在此文發表之時，已有6個成功運作的火星探索漫遊者在火星上執行任務。國際社群從這些任務獲益良多，但是遠端科學儀器也只能告訴我們火星(或是其他星體)的複雜，我們必須要能在地球上分析其樣本。NASA和ESA目前正計畫在 NASA-ESA 火星樣本取回任務取回第一批樣本至地球分析。毅力號火星探測器 (Perseverance Rover) 已蒐集了一些預定之樣本。預期在2030年樣本將返回地球，創造科學上的空前機會。
行星保護的方針，應用至地球已及其他星體，為所有取得的材料需安妥封裝，樣本視為嚴重的生物危害。英國的科技設施委員會 (The Science and Technology Facilities Council; STFC) 對於地球樣本有全責，包含發展相關的科學儀器。
英國組織已經參與研發雙壁隔離器 (Double Walled Isolator; DWI)，為在實驗室中處理火星樣本安全上所需。為了確保材料的原始性，DWI的發展將與機器人部門合作，維持安全與最小程度的汙染。在英國發展這些裝置將擴增已有的實驗室技能與天體生物學，也同時能應用於地球，譬如電子、藥品、與防禦方面。
取得系統與管理設施由 STFC與英國太空總署同時負責發展。目前有 NASA 火星樣本返回接收設施 (NASA Mars Sample-Return Receiving Facility) 已及 ESA 歐洲樣本管理設施 (ESA European Sample Curation Facility)，英國組織可以經由英國太空總署對ESA計畫的參與下從事相關科學工作。
英國太空總署將繼續與英國的姊妹組織密切合作，並在國際間讓英國可以參與取得太空樣本與後續分析。

十、科學儀器
英國科學家在世界居於領先地位。其科學團體的豐富的技術與能力使得英國可針對探索活動發展新興次世代的儀器。科學儀器是個相當廣的主題，包含許多設備，每個設備各執行特定功能，產生探索任務目的資料。
英國對於科學儀器有強健的經驗。英國提供的磁強計 (Magnetometers) 可以在許多太空船執行任務中找到，例如卡西尼號 (Cassini)、貝皮-哥倫布號 (Bepi-Columbo) 和太陽軌道器 (Solar Orbiter)。英國與其他ESA會員合作夥伴發展了地震儀"SEIS-SP"，用以在NASA的洞察號 (InSight) 的火星探測任務來偵測火星地震 (Marsquakes)。更進一步，英國領導歐洲聯盟參與為詹姆斯·韋伯太空望遠鏡望遠鏡 (James Webb Space Telescope) 建置中的紅外儀器 (Mid-Infrared Instrument; MIRI)，負責科學上的領導、儀器設計、計劃管理等整體建置與品質管控，闢如有全景相機 (Panoramic Cameras) 與質譜儀 (Mass Spectrometers)，與紅外線設備等等的參與製造。

十一、太空核能
太空核能對於任何探索任務中都是重要的資產，不依靠太陽的使用，在超過近地軌道的任務以及在太陽光斷續的地方，皆可提供耐用性。這些地方特別需要高密度的能源譬如核能。核能對於人類在月球生活也是必須的，為穩定的能源，用以建設、供電、供熱等等。對於去火星旅行的基礎設施亦如是。英國在此方面有強大的能力，不管是地球上或是繼續往太空探索上擴展。
英國Calder Hall 是世界第一座商業化運作的核能發電廠，在1956年於 Sellafield營運，是後來19座的前身。核能目前對英國的能源供應貢獻了15%，預計到2050年達到25%。為此，英國政府正在支持發展所謂的先進核能技術 (Advanced Nuclear Technologies)：
• 小型模組化反應爐 (Small Modular Reactor, SMRs)，比常規核分裂反應爐小，並且允許異地製造，擁有彈性部署的優點。
• 先進模組化反應爐 (Advanced Modular Reactors) 將採用新型燃料及其他使用小型模組化反應爐的原則的創新科技。
英國對於非常小型的核子反應器有豐富的經驗，經由從1960年代開始運用於皇家海軍潛艇，也有很多近年來經由小型模組化反應爐計畫 (Small Modular Reactor Programme) 參與投資研發的商業團體。英國發展的微型反應器 (Micro Reactor) 將貢獻至阿提米絲任務 (Artemis Mission) 並且刺激英國供應鏈成長。
放射性同位素電源系統（Radioisotope Power System; RPS）對於深度太空探索是必需品，尤以太陽能短缺或是斷續的情況下。RPS用於在極冷的太空中維持太空儀器的操作溫度；放射性同位素熱能發電機（Radioisotope Thermoelectric Generator; RTG）用於提供電能。RPS對於未來太空探索為基本必須，可用於獨立技術或是其他技術的能源來源。目前正在火星探索的毅力號火星車，裝載的RTG可產生110W的電力，並且預期可提供14年的電力。不同種類的RTG也用在NASA的其他任務。同時，ESA的羅莎琳·富蘭克林計畫下的太陽能發電的羅莎琳·富蘭克林號（Rosalind Franklin Rover），也將有RHU組件，用以在火星晚上維持儀器溫度。
大部分的RPS使用鈽-238 (Plutonium-238) 當作能源來源，然而1980年代之後全球生產變緩且停止，缺少燃料供應的狀況下尋找替代能源。鋂-241 (Americium-241) 已知對未來的RPS來說是可行的燃料來源，相對於鈽-238的90年左右的半衰期，鋂-241有約430年，更長的半衰期。英國已在2019年的實驗數據中證明可使用少量的鋂-241產生的熱能讓燈泡發亮。鋂為核能工業的副產品，英國也因此有相當大的存量，由英國核能除役署 (Nuclear Decommissioning Authority) 監督。超過15年的長期投入，英國機構擁有自己的RPS的專利，加上很多專家與健康的供應鏈，使得英國在此領域下擁有領導先機。
在2022年12月，英國太空總署和國家核實驗室（National Nuclear Laboratory; NNL）公告以1900萬英鎊發展在Cumbria的新實驗室，用以延續英國在此領域的優勢，並且提供燃料生產的擴充性。英國更進一步投資2200萬英鎊到ESA的ENDURE計畫，用以發展歐洲的RPS。英國太空總署將繼續支持英國的RPS發展，並更進一步研究與發展鋂-241原料來源，以用至太空探索任務。
燃料電池技術是許多產電的設備重要的技術，包含太空核能與ISRU。燃料電池將化學反應的能量轉成電力，其穩定供電性優於太陽能的方式。太陽能必須考慮其地理位置、日照時間、以及軌道的限制。與一般電池儲存與充電的方式比較，燃料電池更持久且衰變較少。英國對於此技術有相當掌握，不管應用於地上、太空核能、或是ISRU。