现在，让我们把焦点转向火箭。火箭技术的基本原理是动量守恒。动量等于质量乘以速度，因此如果将物体的速度翻倍，其动量也会翻倍。由于动量必须守恒，任何动量的增加都会被其他地方大小相等、方向相反的动量变化所抵消。当你蹬地跳跃时，你实际上会给地球一个相反方向的相同动量；然而，由于地球的质量大约是人类的 1000 亿万亿倍，它获得的速度只是我们的极小一部分。在太空真空中，没有可借助的施力物体，因此火箭通过从尾部喷出物质来推进自身。这种推进剂可以是任何物质，但在化学火箭中，它通常是燃料燃烧后的废气。推进剂从火箭尾部喷出的速度被称为排气速度。一般来说，废气温度越高，其分子运动速度就越快；在相同温度下，分子质量越轻，运动速度也越快。例如，一些火箭使用氢气和氧气作为燃料，氧原子的质量是氢原子的 16 倍（氢原子的质量约为 1 原子质量单位，1 原子质量单位约等于一个质子或中子的质量）。在相同温度下，单个氢原子的运动速度是氧原子的 4 倍，因为 16 的平方根是 4。虽然由于温度带来的高速度，原子氢本可以成为一种极佳的推进剂，但大多数火箭的废气粒子质量更重。例如，在氢氧火箭中，废气主要是水（18 原子质量单位）；而在使用煤油（RP-1）等碳氢燃料的火箭中，废气包括水和二氧化碳（44 原子质量单位）。在相同温度下，这些质量更重的分子的运动速度明显慢于单个氢原子。它们是燃烧过程的产物，为火箭推进提供能量；而单个原子或小分子则需要通过核灯泡或微波束等方式加热，这些都是我们在其他地方讨论过的话题，如果你感兴趣可以进一步了解。如前所述，在相同温度下，分子质量越大，运动速度越慢。因此，当二氧化碳分子以 1000 米 / 秒的速度运动时，水分子的运动速度为 1563 米 / 秒，而单个氢原子的运动速度则高达 6633 米 / 秒。如果我们设想一种驱动装置，它只是一个大型微波装置，将推进剂加热到燃烧室在不熔化的情况下所能达到的最高温度，并且其能量来自瞄准它的微波束，那么我们显然会选择氢作为推进剂。我们也可以通过离子驱动器中的激光来实