火箭與發射載具
對抗重力的機器：從農神五號到星艦
通往太空的旅程，都從將燃燒產生的高速氣流朝地面噴出開始。本指南介紹如何把推進劑轉換為軌道速度的發射載具。
為什麼火箭能達到遠高於飛機的速度？
這部百科從天空中最快的飛機開始，但火箭能進一步達到軌道所需的速度。SR-71 黑鳥公開最高速度常列為 Mach 3.3，常見公開速度約3,530 km/h；X-15 火箭研究機曾達 Mach 6.7。進入低地球軌道的火箭，速度約為28,000 km/h，常被概略比喻為 Mach 25；完成入軌加速的時間依載具、軌道與任務而異。太空中沒有可供定義當地音速的大氣，因此馬赫數在此只是比喻，不能直接拿來當作飛機同類速度紀錄。
進入軌道不只是飛得高，而是要以極高速度向側面前進。達到軌道速度後，太空船不斷朝地球落下，卻也不斷錯過地表，形成繞行軌道。發射載具設計面對的核心要求，是在推進劑耗盡前，把酬載加速至每秒約7.8公里。
困難之處在於火箭方程式：想飛得更快，需要更多推進劑；更多推進劑讓火箭更重，又需要額外推進劑。因此軌道火箭起飛時的質量約有85–95%是推進劑，並在上升途中拋棄耗盡的箭級。研製可靠火箭仍是極為困難的工程挑戰。
從發射台到軌道：典型的兩節式飛行
起飛推力：大型火箭比較
比較這些大型載具在點火升空時的推力
| 火箭 | 起飛推力 | 低地球軌道酬載 | 首次發射 | 重複使用能力 |
|---|---|---|---|---|
| 星艦 Starship | 依版本而異 | 依版本與任務而定的目標值 | 2023 | 以完全重複使用為設計目標；飛行測試中 |
| SLS 太空發射系統 | 39,100 kN | 95 t | 2022 | 一次性使用 |
| 農神五號 Saturn V | 約34,000 kN | 140 t | 1967 | 一次性使用 |
| 獵鷹重型 Falcon Heavy | 22,800 kN | 63.8 t | 2018 | 部分可重複使用 |
| 亞利安六號 Ariane 6 | 約18,000 kN（A64） | 21.6 t | 2024 | 一次性使用 |
| 新葛倫 New Glenn | 約17,100 kN | 45 t | 2025 | 部分可重複使用 |
| 長征五號 | 約10,600 kN | 25 t | 2016 | 一次性使用 |
| 獵鷹九號 Falcon 9 | 7,600 kN | 22.8 t | 2010 | 部分可重複使用 |
| 聯盟二號 Soyuz-2 | 約4,100 kN | 8.2 t | 2004 | 一次性使用 |
| 電子號 Electron | 約224 kN | 0.3 t | 2017 | 助推器回收 |
推力為海平面起飛推力，取常見公開數值的近似值。此處不將星艦列入數值推力比較，以免把早期數值當成目前 V3 規格；其第13次飛行的日期、里程碑與來源請見專屬條目。除另有說明，酬載數字為一次性使用模式下的最大低地球軌道能力。
探索各款發射載具
查看各火箭的完整規格、研發歷史與代表任務，並依推力排列。
Space Launch System（SLS）太空發射系統
NASA Artemis 計畫的登月火箭：高 98 m、起飛推力 39,100 kN，超過 Saturn V，可將 95,000 kg 送入低地球軌道。
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Saturn V 農神五號火箭
NASA 的農神五號高 110.6 公尺，曾發射阿波羅登月任務與 Skylab。認識它的三級設計、13 次飛行與歷史地位。
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Falcon Heavy 獵鷹重型火箭
SpaceX 的三核心重型火箭：27 具發動機、約 22,800 kN 推力，最多可將 63,800 kg 送入軌道，自 2018 年 2 月開始飛行。
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Ariane 6 亞利安六號火箭
歐洲新一代重型火箭，自 2024 年 7 月開始飛行，配備 2 或 4 枚助推器，最多可將 21,650 kg 送入低軌道、11,500 kg 送入地球同步轉移…
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New Glenn 新葛倫火箭
Blue Origin 高 98 m、可部分重複使用的重型火箭，2025 年 1 月首飛即進入軌道，設計可將 45,000 kg 送入低地球軌道。
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Long March 5 長征五號火箭
中國現役運載能力最強的火箭，低地球軌道酬載達 25,000 kg，曾發射天宮太空站艙段、嫦娥探月任務與天問一號火星探測器。
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Falcon 9 獵鷹 9 號火箭
SpaceX 可部分重複使用的主力火箭：高 70 m，可將 22,800 kg 送入低地球軌道，2010 年以來發射超過 450 次，是美國歷來發射次數最多的火…
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Soyuz-2 聯盟二號運載火箭
世界首款洲際彈道飛彈的現代化後代，自 2004 年飛行，高約 46 m，可將 8,200 kg 送入軌道，已執行超過 150 次載人、貨運與衛星任務。
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Electron 電子號小型運載火箭
Rocket Lab 高 18 m 的碳纖維小衛星火箭，使用 3D 列印、電池驅動泵浦發動機，可將 300 kg 送入軌道；2017 年以來已飛行超過 60 次…
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Starship 星艦發射系統
SpaceX 的 Starship 是由超重型助推器與星艦組成的兩節式發射系統。認識可重複使用目標、試飛與登月任務角色。
查看介紹為什麼推力不是全部？
推力讓火箭離開發射台，但另外三項數值，對能否入軌同樣關鍵。比衝（Isp）衡量引擎使用推進劑的效率。RS-25 等氫燃料引擎的真空比衝可達約450秒，煤油引擎則約在300–340秒。質量比反映推進劑與結構各占多少；額外的乾重會壓縮可用酬載能力。而分級讓火箭能在飛行途中拋棄多餘重量，是化學推進火箭達到軌道速度的重要方法。
因此，上方推力表不能直接當作整體能力排名。農神五號的推力低於某些星艦配置，卻能將約45公噸的登月組合送往月球；電子號推力遠小於大型火箭，仍能以數百萬美元級的發射服務將衛星送入指定軌道。這些取捨背後的工程原理，請見延伸指南：火箭如何運作.
常見問題
史上推力最大的火箭是哪一款？
星艦／超級重型助推器是超重型發射系統，其已飛行配置的推力超過更早的發射載具，但具體數值依版本而異。本指南不把早期測試的推力或酬載數字套用到每一代。請參閱星艦條目，了解已完成的第13次飛行里程碑、回收結果與官方來源。
火箭要多快才能進入軌道？
低地球軌道約需28,000 km/h（7.8 km/s）；有時以約 Mach 25 作概略比喻，但太空速度應用公里／秒等單位表示。入軌的關鍵不只在高度，而是橫向速度夠快，使重力拉下太空船時，地表也以相應曲率向下彎離。
火箭為什麼需要分級？
繼續帶著空油箱會浪費推進能力。一節火箭燃料耗盡後將它拋棄，剩餘引擎就能加速更輕的載具。火箭方程式讓化學推進的單節入軌非常困難，因此歷來幾乎所有軌道火箭都使用兩節以上。
可重複使用火箭為什麼重要？
一次性火箭每次飛行都會拋棄價值數千萬美元的硬體。獵鷹九號示範第一節能降落，並重複飛行數十次，有助降低發射成本與提高頻率。星艦以兩節都重複使用為目標，期望進一步大幅降低每公斤酬載的入軌成本。
人類製造過最快的物體是什麼？
帕克太陽探測器在最接近太陽的飛掠中，速度約達692,000 km/h，接近每秒200公里。它透過火箭發射與多次金星重力助推取得所需軌道，成為人造物體速度紀錄的代表，遠超一般飛機與繞地軌道載具的速度。