从榜首次进入太空起，到现在现已过去了半个多世纪，但咱们仍然对火箭发射抱有千般热心，乃至前几天的胖五发射时最佳观景区人满为患，由于它衔接的是六合，通向的是星斗大海和不知道。
但从1926年3月16日罗伯特·戈达德在麻省奥邦城发射的榜首枚液体火箭（液氧和汽油）之后，人类的火箭技能在原理和燃料上并没有太大的改动，即便到现在为止化学燃料火箭仍然是人类前往太空的主力，但火箭技能发展到现在，除了前往近地轨迹化学火箭主力以外，星际飞行真的约束太大了，莫非就没有更先进的燃料或许技能了吗？
榜首枚液体火箭发明者戈达德
关于火箭燃料
刚刚咱们聊到了罗伯特·戈达德的榜首枚火箭用的是液氧和汽油，其实最早的火箭应该算中国古代的黑火药推动的火箭，因而在火箭范畴里有固体火箭和液体火箭两种！
固体火箭：燃料中含有氧化剂，比方最早的便是黑火药
液体火箭：燃料和氧化剂是别离的，两者在焚烧室相遇点着
当然黑火药现在只是是用在俗称二踢脚的炮仗上了，再也么有人将它用在火箭上。固体推动剂便是氧化剂、燃料（可燃剂）和其他添加剂组成的固态混合物，按配方可分为单基推动剂、双基推动剂、复合推动剂、改性双基推动剂等，或许按能量水平分为低能、中能和高能推动剂，或许有烟无烟推动剂（导弹这方面比较考究）
固体火箭的燃料常常也作为导弹的燃料，比方PBAN推动剂就被民兵III和航天飞机的固体助推器运用，法国的M4导弹用的CTPB推动剂，我国的巨浪-1也用CTPB复合推动剂！ 法国的M51运用的是高能NEPE推动剂，当然高能推动剂作为助推器再适宜不过！
液体燃料则最早是汽油与液氧，或许酒精液氧，或许液氧与火油，或许硝酸与烃类，当然还有我国除了长九与长五以外用的最多的是化二氮与偏二甲肼等，除了燃料不同以外还有不同的燃料供给方法（比方涡轮泵，前期是揉捏式）以及不同的焚烧循环（比方胀大循环和分级焚烧循环）等，当然这些结构都对火箭的比冲和推力都有十分大的差异，但本质上并没有太大的差异！
关于推力和比冲
上文说的推力和比冲都是火箭发起机有两个十分要害的目标，很多人搞不清楚推力和比冲之间的联系，以为发起机推力越大越好，咱们以当年的土星五号榜首级火箭F1发起机和俄罗斯最牛逼的RD180发起机为例
F1单台推力6672.333千牛，比冲260秒，
RD180单台推力4151.9千牛，比冲311秒
F1发起机
看起来F1的推力秒杀了RD180，但咱们都知道RD180比F1发起机要先进得多， 咱们咱们可以这样来了解比冲，即单位燃料发生相同的推力，比冲高的要继续得更久，简略的说两台发起机，假如推力相同，比冲高的显着省节约燃料。
怎么前进推力和比冲？
F1发起机和RD180都是火油机，F1是燃气发生器循环，RD180是高压分级焚烧循环，当然它们的比冲让这高低立分，F1发起机是阿波罗登月时期的创作，到现在现已过去了半个世纪，而最NB的火油机比冲仍然只需前进了不到100S（RD180是前苏联的产品，到现在仍然神相同的存在），因而在结构和焚烧方法上的前进是有天花板的，比方在大气层内作业的涡扇发起机可以容易抵达3000S以上
涡轮喷气-冲压-火箭的空天发起机
所以改动作业机制是最快的捷径，将0-60千米内的作业阶段切换成运用大气层内氧气的作业方法，那么容易的就可以将火油机的比冲从300多秒前进到2000秒以上，再不济1000S也是火箭望其项背相同的存在，在60千米以上的高空则切换到火箭形式，那么至少在最近一段时刻内比冲可以大幅度提高，但到了太空仍是会存在极大的约束性，因而有必要要有一种革命性的机制来代替化学燃料。
离子电推和霍尔电推
前者比冲比后者高，但后者推力更大，这种发起机原理也不杂乱，“燃料“电离后将离子和电子别离，比较重的离子在电场下加快向后导出，依据效果与反效果规律，飞行器将会取得一个向前的推力，而电子则从电子枪或许以发起机加快的形式与离子中和，防止发起机电荷堆集！
离子电推的喷气速度比化学火箭喷气速度高成百上千倍以上，因而这种发起机比冲极高，可以抵达3000S以上，VASIMR则可以抵达30000S以上，关于化学火箭来说碾压的，但它们的推力极小，化学火箭以千牛计，离子发起机以毫牛计！惋惜两者从原理上来说彻底不能相通，无法做到高推力与高比冲统筹！
运用高能燃料
两条路子，一条是添加燃料密度，比方全氮阴离子盐，它的威力是TNT的10-100倍以上，这对固体助推器来说怎么运用是一个问题，别的还有金属氢，这个密度下能量密度十分可观，但不管哪个难度都极大，特别是金属氢，迄今为止没有有组织制造出来过（各位信任哈佛大学物理学家把金属氢弄丢了吗？不如再造一块？）。
美国宣告组成出金属氢
另一条路子便是运用现有的核裂变技能，裂变资料裂变时的质量亏本转换为能量，这种原子能的能量密度是化学资料无法比拟的，因而它的比冲将高达5000-10000秒（运用气体堆芯），但它的后遗症也是很显着的，放射性污染，或许潜在的放射性污染，即便咱们规划的结构不会将放射性污染带出喷气口，那么它如果毛病坠毁呢？
所以这条路仍然难以走通！
关于星际飞行发起机
咱们所说的星际飞行或许是太阳系内的，时刻一般为数月数年乃至数十年，假如是恒星际，那么或许是数百年乃至上千年，当然咱们以现有的效果与反效果力原理的发起机类型为例！那么咱们将会发现一个问题，即便发起机比冲再高，它所带着的介质总会有耗尽时分，并且极有或许的状况是燃料仍然十分足够，但介质没有了，比方离子发起机和核裂变发起机！
离子发起机：电能加快氙离子或许其它介质
核裂变发起机：裂变高温加热气体或许其它介质
化学火箭发起机这种比冲只需几百秒的渣渣就不考虑了，但在这种超高比冲的发起机上，将会装载很多的介质，也便是所谓的工质，因而这会有一个问题，也便是《三体》中章北海竭力推重的无工质核聚变发起机，其实这仍是有工质，只不过工质与燃料一体了，这关于长时刻在深空作业的发起机含义十分大，由于只需带着燃料一种，不只下降结构杂乱度，也下降总装质量。
不需要剩余工质的发起机有吗？
当然有，当时的暴力型在飞船屁股后边丢核弹的发起机就算不需要剩余工质（其实化学火箭也是），或许《三体》直接用核聚变辐射推动型发起机，或许实际点EMDRIVER（无工质微波推动），这些都是不需要剩余工质的发起机，但供给能量的的燃料显着是少不了的，其间EMDRIVER是不丢掉质量，理论上来看是十分抱负的发起机。但推力比离子电推还要小，真实够呛。
翘曲空间的曲速引擎则是最抱负的发起机，由于它的原理将让它不再遭到光速的约束，可彻底在人类寿数内跨过银河系乃至抵达仙女星系，这是任何一种效果于反效果力发起机无法抵达的，但很惋惜，到现在为止还只是停留在幻想中！
