一枚火箭無法完成所有任務。攜帶空燃料箱和廢棄引擎既浪費燃料又浪費燃料，因此工程師採用多級火箭設計。每一級燃燒完推進劑後，都會分離並脫落。剩餘的火箭重量更輕，可以加速到更高的速度。
數學計算非常複雜。進入軌道需要大約每秒9.4公里的速度變化，而單級推進所需的質量比將非常驚人。分階段推進可以將問題分解成易於處理的部分。
常用暫存配置
- 用於低軌道的兩級運載火箭
- 用於逃逸軌跡的三級飛行器
- 平行舞台與綁帶式增高墊
- 採用堆疊式核心級的串列級聯
分離是關鍵時刻。爆炸螺栓或氣動系統會釋放已耗盡的等級，小型引擎將其推出。如果各級未能乾淨俐落地分離，任務將立即終止。
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