2026 年 4 月 2 日，阿尔忒弥斯 2 号任务搭载猎户座飞船得胜辐射[1]，四名宇航员开启时隔 53 年东谈主类重返月球隔壁的载东谈主翱游，其中枢输送器用 SLS 重型火箭也再度成为全民热门。中国老匹夫对大火箭的渴慕也再次被燃烧。
而这枚承载着东谈主类登月梦念念的 SLS 重型火箭，如实配得上“地表最强化学火箭”的名称，其体量之雄壮、性能之强悍，号称东谈主类工程史上的遗址。它的高度达到了 98.15 米，差未几非凡于 33 层高楼，比也曾的“登月元勋”土星五号还要略高一筹。
它的升起质地更是高达 2608 吨，升起时的总推力更是高达 3991.6 吨，能在短短几分钟内将 27 吨重的猎户座飞船送入地月转动轨谈。要知谈，我国现役最强的长征五号火箭，近地轨谈载荷约25吨，地月转动轨谈载荷只好 8 吨，和SLS 比拟仍有不小差距。
那么问题来了，作为面前地表最强的化学火箭，你猜猜它能把猎户座飞船推到多快呢？
我敢说，绝大大批读者的预料都会偏差极大。
诱导 NASA 官方数据及阿尔忒弥斯2 号任求实测信息，SLS 火箭把猎户座飞船送入近地轨谈的时候，速率约为 7.8 公里/秒，二级火箭点火后，将速率擢升到了 10.9 公里/秒，这个速率刚好能让飞船解脱地球引力握住，插足地月转动轨谈，完成奔月之旅。
我臆测，好多东谈主看到这个数字都会有点吃惊，不可吧，地表最强火箭也这样慢的吗？
是的，真就这样慢。不到 11 公里/秒的速率，划算成专家更熟习的导弹速率，即是大致 30 马赫，比一个洲际导弹再入大气层时的最高速率略快少许点。
臆测有东谈主会说，不合，SLS 火箭飞得慢，是因为它要克服地球重力和大气阻力。如果把 SLS 火箭放在天际无重力环境里辐射，笃定能飞得快得多。
这个念念法很合理，也很合乎专家直观，但真相却满盈反直观：即便把 SLS 实足置于天际真空环境，不探讨任何重力和大气阻力，它能给猎户座飞船带来的速率增量，依然快不到何处去。
凭据模拟野心的数据，SLS 火箭即便放在莫得重力和大气阻力影响的天际中辐射，极限速率也就只可达到 12 公里/秒费力，只快了少许点。
难以置信是吧？
我们不妨再进一步，作念一个更顶点的假定：如果允许你把化学火箭造到 SLS 的 100 倍大，尽可能裁减载荷占比，把更多分量留给燃料，这个总分量是SLS 火箭 100 倍的超等大火箭，最终能把猎户座飞船推到多快？
谜底依然是浮躁的——哪怕作念到这种进度，这枚大火箭的速率极限，也只是达到了 25 公里/秒费力。况且，这样的火箭其实早已封闭了东谈主类所能达到的工程学极限。
如果我们再狠狠心，再把这个照旧不可能的超等大火箭再扩大 100 倍，也即是比 SLS 火箭大 10000 倍，会如何？
谜底让东谈主驰魂宕魄，最终的速率只是擢升了 1 公里费力。
说白了，按照现时的条款造火箭，这即是所能达到的速率极限。
看到这里，肯定你照旧满脸猜疑了：为什么？凭什么！火箭造得再大、环境再理念念，也飞不快吗？为什么好像有个终极天花板把速率封顶了呢？这就要从决定火箭终极性能的中枢规则——皆奥尔科夫斯基火箭方程[2][3]，真钱投注app官网提及了。
其实火箭的速率上限，和升起环境、火箭大小莫得骨子关系，大火箭能作念到的事情，是提供更多的载荷。而信得过能决定它最终能飞多快的，只好两个要津身分：一是火箭发动机喷口的喷出物速率，二是质地比，也即是火箭总质地与除了燃料除外的剩余质地的比值，平庸说即是载荷占比。
先说说喷出物速率。
这是化学火箭最难以封闭的一起镣铐。化学火箭的能源来自燃料的化学响应，而化学响应的能量上限，是化学键决定的。说白了，即是燃烧燃料，让燃料爆燃着从喷口冲出去。燃料祛除速率越快，爆燃越猛，喷出物速率就越快。
我们不错望望面前主流化学激动决议的喷出物速率：
液氧煤油激动，喷出速率大致在 3.0-3.3 公里/秒；液氧甲烷激动，略高一些，约 3.5-3.7 公里/秒；而现时起原进的液氢液氧激动，喷出速率也只可达到 4.4 公里/秒独揽。
不管我们如何优化燃料配方、矫正喷管想象，化学火箭的喷出物速率，险些不可能封闭 5公里/秒。这是化学键决定的表面上限。
是以，化学火箭念念从提高喷出物速率找封钳口，只好细小的擢升空间，念念找到大的封钳口，不可能！
再说说化学火箭的第二谈镣铐，载荷占比。
凭据火箭方程，火箭能得到的速率增量，和质地比是对数关系。也即是说，念念让速率翻倍，质地比需要呈指数级增长。举个直不雅的例子：
如果喷出物速率按 5 公里/秒野心：
念念得到 5 公里/秒的速率增量，质地比需要达到 2.7；
念念得到 10 公里/秒的速率增量，亚搏app下载质地比就要达到 7.4；
念念得到 20 公里/秒的速率增量，质地比就要达到 55。
这意味着，要让火箭达到 20 公里/秒的速率，燃料分量需如果剩余分量的 55 倍。
好多东谈主津津乐谈的多级火箭，骨子上莫得什么黑科技，无非是通过提前扔掉照旧空了的燃料桶，减少无效载荷，变相提高质地比费力。
无范围地提高火箭的个头，不错让最终有用载荷的占比无穷缓慢。但是，燃料总要装进壳子里，只须装燃料的不锈钢桶还存在，那么结构分量占比就很难变小。终末，总的质地比会被锁死在结构质地上。速率的上限也就到了。
这亦然为什么，即便把 SLS 放大10000 倍，速率也不外只可达到恻隐的 25.9公里/秒的原因。
好多东谈主对火箭的交融都是这样。是以好多东谈主珍爱得离子火箭之类的激动形貌。他们以为，只须舒适加快，总能无穷迫临光速。但真相是，火箭不可一直加快。当火箭把我方佩戴的工质全部扔完之后，就会罢手加快了。
火箭的总速率增量，只取决于喷出物速率和总喷出质地，和喷得快照旧喷得慢、加快时刻长照旧短，莫得任何联系。
不信，我们算算看。假定等离子火箭喷出物的速率不错达到 30 公里/秒[4]，那么不管加快多永劫刻，这枚火箭的最终速率也会停在 76 公里/秒的水平上。
这还詈骂常理念念的景况下野心出来的成果。因为等离子火箭很难作念到如斯之高的载荷比。
化学火箭是猛喷几分钟，燃料奢侈就罢手加快。等离子火箭是舒适喷上几年，工质奢侈也雷同罢手加快。
只须总喷出质地和喷出物速率不变，最终能达到的速率险些莫得折柳。所谓“永劫刻小加快度能迫临光速”，其实是一种理念念办法的科幻念念象。现实中，火箭的工质都是自带的，一朝喷完，加快就绝对斥逐了。
说到这里，就不得不提专家常神话的“无工质火箭”了。其实，寰宇上压根就不存在信得过的无工质火箭。所有靠后坐力前进的激动安设，骨子上都是把火箭上的质地往屁股背面扔。唯独的区别只在于扔出物的速率快慢。
化学火箭扔的是高温气体，最快速率不会进步 5 公里/秒。而等离子火箭扔的是高速离子，速率不错达到 30 公里/秒。《三体》里的偶然用“前进四”星际飞动的艨艟，是核聚变发动机，靠的是把核聚变产生的高能粒子往后喷来得到激动力。你看，莫得任何一种火箭，能解脱“扔东西得到反冲”的基本规则。
好多东谈主合计等离子火箭是星际飞动的但愿，其实它的局限性相称大。等离子火箭推力小，压根原因即是单元时刻内抛出去的质地太少。
常见的离子推力器，推力只好几十到几百毫牛，差未几只可托起一张 A4 纸。即便改日工夫封闭，能让它单元时刻内喷出更多质地、擢升推力，它依然逃不出火箭方程的敛迹。
念念信得过达成星际飞动，唯独的长进只但是核能源火箭，因为只好核能，才气把喷出物速率擢升到一个全新的量级，比如我们熟习的《流浪地球》中，行星发动机喷出物速率不错达到惊东谈主的 10000 公里/秒，这足足是化学火箭的几千倍！
那么，如果不限时刻，让地球在行星发动机的推动下舒适加快，流浪地球竟然是可能的吗？
我们不妨庄重地算一笔账。
流浪地球中，火箭的总质地，也即是地球的质地约为 5.97×10²⁴ 千克[5]。假如行星发动机不错拿轻易地球物资作为燃料，那么我们不错把地表所有的物资都拿来烧掉，只须让 500 米深的地下城不被挖出来就行。
这样作念的成果是，我们不错用来作为燃料的物资总量，占据了地球总质地的大致万分之一。
当今参数明晰了。地球这个大火箭中，有 1/10000 的燃料和 9999/10000 的载荷，我们望望这艘火箭最快能飞多快。
谜底相称扎心：只销废弃 500 米深的地壳物资，无法篡改地球的速率。
那么，如果我们把所有这个词地壳都作为燃料烧掉，会奈何样呢？
太棒了，烧光了地壳之后，地球终于被我们推动了，不外速率也只好恻隐的 160 米/秒。
这即是质地比的终极威力——哪怕喷出速率再高，只须有用载荷占比顶点巨大，速率增量依然极其有限。《流浪地球》里的行星发动机再颤动，从火箭方程的角度看，也终将是一场凄怨的抗击。
物理定律从一启动就注定，要么你无法迁徙半分，要么你把地球家园绝对作为燃料烧掉。莫得第三条路可走。
终末我们纪念一下：SLS 作为化学火箭的巅峰，拼尽全力也只可把飞船推到 10 公里/秒独揽；即便在天际设立、造得再大，化学火箭也很难封闭 25 公里/秒的极限。
这不是化学火箭的窝囊，所有的火箭都是如斯。
科幻电影里的星际艨艟，看起来很炫酷，但施行上质地比极低，即便安上遒劲的核聚变发动机，也势必如同流浪地球雷同，只可龟速爬行。
不要妄念念用佩戴一个核燃料箱就奔向星辰大海，为了星际探索想象的飞船，必须把 90% 以上的分量都用来放核燃料，然后把这些核燃料全部烧掉，才气得到一个恒星际飞动的入场券。
[1]https://www.nasa.gov/artemis-ii
[2]https://zh.wikipedia.org/zh-cn/火箭方程
[3]https://www.grc.nasa.gov/www/k-12/rocket/rktpow.html
[4]https://www1.grc.nasa.gov/research-and-engineering/space-propulsion/ion-propulsion/
[5]https://nssdc.gsfc.nasa.gov/planetary/factsheet/earthfact.html
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