Wahana peluncur antariksa
Kendaraan peluncur methalox

Contoh lintasan spiral-keluar: transisi dari Orbit transfer geostasioner (GTO) ke Orbit geostasioner (GEO). Tanggal 5 Juli 2012, 21:36 UTC dengan roket Ariane 5ECA tahap atas ESC (Étage Supérieur Cryotechnique — Cryogenic Upper Stage)

.
Penggunaan metana cair dan oksigen cair sebagai propelan terkadang disebut propulsi methalox. Metana cair memiliki impuls spesifik yang lebih rendah daripada hidrogen cair, tetapi lebih mudah disimpan karena titik didih dan kepadatannya yang lebih tinggi, serta tidak mudah rapuh. Metana cair juga meninggalkan lebih sedikit residu di mesin dibandingkan dengan minyak tanah, yang bermanfaat untuk penggunaan ulang.
Metana cair yang dimurnikan dan juga LNG digunakan sebagai bahan bakar propelan kriogenik temperatur rendah roket, bila dikombinasikan dengan oksigen cair, seperti pada mesin TQ-12, BE-4, Raptor, dan YF-215. Karena kesamaan antara metana dan LNG, mesin-mesin tersebut umumnya dikelompokkan bersama di bawah istilah methalox.
Sebagai bahan bakar roket cair, kombinasi metana/oksigen cair menawarkan keuntungan dibandingkan kombinasi minyak tanah/oksigen cair, atau kerolox, dalam menghasilkan molekul-molekul gas buang kecil, mengurangi kokas atau pengendapan jelaga pada komponen-komponen mesin. Metana lebih mudah disimpan daripada hidrogen karena titik didih dan kepadatannya yang lebih tinggi, serta tidak adanya kerapuhan hidrogen. Berat molekul gas buang yang lebih rendah juga meningkatkan fraksi energi panas yang berupa energi kinetik yang tersedia untuk propulsi, sehingga meningkatkan impuls spesifik roket. Dibandingkan dengan hidrogen cair, energi spesifik metana lebih rendah tetapi kekurangan ini diimbangi oleh kepadatan dan kisaran suhu metana yang lebih besar, yang memungkinkan tangki yang lebih kecil dan lebih ringan untuk massa bahan bakar tertentu. Metana cair memiliki kisaran suhu (91–112 K) yang hampir sesuai dengan oksigen cair (54–90 K). Bahan bakar ini saat ini digunakan dalam kendaraan peluncur operasional seperti Zhuque-2 dan Vulcan serta peluncur yang sedang dikembangkan seperti Starship, Neutron, dan Terran R.
Karena keuntungan yang ditawarkan bahan bakar metana, beberapa penyedia peluncuran ruang angkasa swasta bertujuan untuk mengembangkan sistem peluncuran berbasis metana selama tahun 2010-an dan 2020-an. Persaingan antarnegara ini dijuluki sebagai Perlombaan Methalox menuju Orbit, dengan roket methalox Zhuque-2 milik LandSpace menjadi yang pertama mencapai orbit.
Pada Januari 2024, dua roket berbahan bakar metana telah mencapai orbit. Beberapa roket lainnya sedang dalam tahap pengembangan dan dua upaya peluncuran orbital gagal:
Zhuque-2 berhasil mencapai orbit pada penerbangan keduanya pada 12 Juli 2023, menjadi roket berbahan bakar metana pertama yang berhasil melakukannya. Roket ini gagal mencapai orbit pada penerbangan perdananya pada 14 Desember 2022. Roket yang dikembangkan oleh LandSpace ini menggunakan mesin TQ-12.
Vulcan Centaur berhasil mencapai orbit pada percobaan pertamanya, yang disebut Cert-1, pada 8 Januari 2024. Roket yang dikembangkan oleh United Launch Alliance ini menggunakan mesin BE-4 milik Blue Origin, meskipun tahap kedua menggunakan hydrolox RL10.
Terran 1 mengalami kegagalan dalam upaya peluncuran orbital pada penerbangan perdananya pada 22 Maret 2023. Roket yang dikembangkan oleh Relativity Space ini menggunakan mesin Aeon 1.
Starship mencapai orbit transatmosfer pada penerbangan ketiganya pada 14 Maret 2024, setelah dua kali gagal. Roket yang dikembangkan oleh SpaceX ini menggunakan mesin Raptor.
SpaceX mengembangkan mesin Raptor untuk wahana peluncur superberat Starship. Mesin ini telah digunakan dalam uji terbang sejak 2019. SpaceX sebelumnya hanya menggunakan RP-1/LOX pada mesin mereka. Blue Origin mengembangkan mesin BE-4 LOX/LNG untuk New Glenn dan United Launch Alliance Vulcan Centaur. BE-4 akan menghasilkan daya dorong sebesar 2.400 kN (550.000 lbf). Dua mesin penerbangan telah dikirim ke ULA pada pertengahan tahun 2023.
Pada bulan Juli 2014, Firefly Space Systems mengumumkan rencana untuk menggunakan bahan bakar metana untuk kendaraan peluncur satelit kecil mereka, Firefly Alpha dengan desain mesin aerospike.
ESA sedang mengembangkan mesin roket methalox Prometheus 980kN yang diuji coba pada tahun 2023.