운동량 보존 법칙 때문에 

솔라세일처럼 아예 외력(항성풍)에 의존해 가속하거나 

항성간 램제트처럼 연료를 우주 전체로부터 보급받는게 아닌 한 

우주선의 기본적인 추진 원리는 자신의 질량 일부를 배출하고, 그 반동으로서 나아가는 건데 

문제는 속도가 빠르면 우주선을 기준으로 "뒤로" 분출하는 연료라 해도 

우주선 밖의 시점에서 보면 우주선과 같은 방향으로 움직이는지라 

속도가 빠를수록 연료 분출에 의한 가속 효과가 급감하게 됨 

위 모식도에서 운동량 보존법칙 공식을 적어보면 

Ma=mk 로 정리가 되고, da/dt 가 가속도인걸 알고서 dt 처리 후 시간에 대해 적분하면 

dv = k * ln (M/m)이 나온다 

그러니까 1단계에서 2단계로 가속할때 소모되는 연료가 1이면 

2에서 3단계로 갈 때는 10, 3에서 4단계로 갈 때는 100이 소모되는 식이다