现在的化学火箭，燃料有液体燃料和固体燃料两种。其中液体燃料比冲高、高可靠性和可重复使用；而固体火箭容易实现大推力、操作简单、使用维护方便等。可谓各有千秋，互不相让，如果任何一方能占据对方的优势则有可能在未来脱颖而出。

一、火箭燃料革命

1.关于两类燃料的缺点

关于两种燃料的缺点，再简单介绍一下。液体燃料虽然容易获得较高的比冲，尤其是液氢燃料几乎可以获得一些固体燃料的将近二倍的比冲，但其很低的能量密度、技术含量很高的发动机以及需要特殊保温处理等因素限制了它的优势。而固体火箭虽然很容易实现大推力（美国研发的最强推力固体助推器甚至达到了3000吨，几乎相当于重型火箭的推力了），但固体火箭一旦点燃就不能熄火，也难以实现推力调节，比冲更是非常小，难以实现单独推动载荷入轨，一般用来做助推器。

2.全氮化合物能带来什么

按目前的理论研究水平和实践水平来说，最有可能打破火箭燃料平衡的材料将是全氮化合物。这种化合物在前面的文章《无辐射的“N2爆弹”可以造了？美国有“金属氢炸弹”？》中介绍过。其中我国南京理工大学制备的全氮阴离子盐，会成为这种化合物的重要前体。

正如那篇文章所说，全氮阴离子盐甚至全氮化合物很难引爆氢弹，但是如果用来制作火箭燃料，将会带来革命性的变革。作为固体燃料，全氮化合物将具有其他固体燃料无法达到的独特优势——高比冲。理论上全氮化合物的比冲能达到350-500秒，与液氢相当。

同时，它的能量密度却远远高于液氢，因为它的固态密度达到2-4克每立方厘米，是液氢的50倍左右。这意味者，一枚火箭如果使用全氮化合物，不仅可以实现液氢燃料一样的高比冲，而且还可以携带更多的燃料，从而有可能实现单级入轨的能力。而单级入轨是人类梦寐以求的火箭技术。

此外，全氮化合物像液氢一样，燃烧后不产生有害物质，它燃烧只产生氮气，也是一种清洁火箭燃料。

3. 全氮阴离子盐

全氮阴离子盐是中国人第一个合成出来的，这是国人的骄傲。于是很多爱国军迷甚至都把这个物质捧上了天，认为我们国家可以不用原子弹来点燃氢弹了。实际上这个物质的成功制备，的确是具有里程碑意义，但还没有达到传说中的那么神。

全氮阴离子N5-的能量密度并不高，大概也就相当于3倍TNT的能量密度。它的能量甚至远远比不上美国人最早制备的全氮阳离子N5+，后者的生成焓是前者的将近6倍（理论上生成焓越高的物质，燃烧或爆炸产生的能量越高）。它真正的最大用途将是与不太稳定的N5+离子结合形成较为稳定的全氮化合物N10，从而形成真正意义上的全氮化合物高能材料。为火箭燃料和炸药提供新原料。

全氮阳离子

全氮阴离子酸

未来十年到二十年，全氮物质研发应该能实现突破，真正制成火箭推进剂也是可行的，需要解决的就是稳定性和大量合成的问题。当然如此诱人的材料，不仅中国在发力突破，美俄也在下力气攻克，鹿死谁手，尚未可知。

二、更遥远的未来

如果说全氮化合物能带来火箭燃料和炸药的革命的话，其实还有一些物质比全氮化合物蕴藏这更多的能量（不讨论核能和反物质）。这些物质是：

1. 金属氢

如果人类能制备金属氢，并把金属氢释放到室温常压下稳定存在，那么这种物质将是最有应用前景的全新材料。不仅可以做成全新的炸弹、全新的火箭燃料，更有可能制备成常温超导材料，给人类带来革命性的未来。可惜，目前为止，只有美国科学家声称制备了金属氢，但没来得及深入研究，就因为压力泄漏而消失了。换句话说，这种物质是很难在常温常压下稳定存在的。因此，要想应用只能在遥远的未来。

2.激发态氦

未来，如果核能火箭投入使用，通过核能产生强大的电能，利用电能把氦激发成氦核或者激发态氦，然后以超高速喷发出去，其理论的比冲将比现有火箭至少提高一个数量级，尤其是真空状态下，比冲非常高。这也将是未来火箭的主要推动方式，只有这样，人类才能走向更远的地方。

3.电磁火箭

随着我国电磁炮和电磁弹射器的成功研发，我们国家在电磁推进技术上与国际一流水平相当。于是很多爱国军迷也可是畅想电磁弹射火箭。其实电磁弹射不难，而且电磁弹射也很容易获得很高的发射速度。但是，电磁弹射最大的缺点是难以提供持续推力，火箭一旦离开电磁轨道将只能通过惯性飞行，必须结合其他推进方式获得持续的推动力，最终完成发射。但在火箭起飞阶段，电磁助推，也是不错的一个选择。

好了，关于未来基本可行的先进火箭推进技术，就介绍到这里，希望对大家了解火箭推进有帮助。

我的科普是认真的，没有科学依据的文章不发，请大家监督！欢迎大家关注我的头条号，以后会继续给大家分享科普知识。

也欢迎大家惠阅以前的科普文章：