人类已经发射了很多飞行器前往地球希尔球之外的星球进行探索，比如太阳、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等，最远的探索航天器已经到达柯伊伯带探测小行星，而飞行最远的探测器已经到达距离我们216亿多公里的深空，向太阳系外飞去。
现在发射的航天火箭主要是运送卫星、探测器或者宇宙飞船。一般来说，发射高度为500公里的地球轨道，火箭入轨速度要达到第一宇宙速度，也就是7.6公里/秒；发射地球同步轨道卫星，则要达到每秒10.25公里；发射探月航天器或者宇宙飞船，则要达到每秒10.8公里的速度；发射到地球引力以外行星航天器，则要达到每秒12~20公里的速度，超过第二宇宙速度。
在地球大气条件下，火箭开始是不能飞得很快的，也飞不了很快。这是由于空气阻力和化学推进剂的比冲量问题。目前得化学推进剂喷射速度只能达到4.2~4.5公里，因此要一次性加速使火箭达到第一宇宙速度是不可能的，这样就发明了多级火箭。
他最先论证了利用火箭金星星际交通、制造地球卫星和近地轨道站的可能性，指出了制造航天器和火箭的合理途径，找到了火箭液体发动机结构等重要工程技术解决方案。1903年他在论文《用火箭推进器探宇宙》重提出了著名的火箭理想速度公式。
表述为：VK=Pb g0 Ln[（GT GJ）/GJ]
式中： VK为火箭的末速度，Pb为比推力（比冲），g0为地面的重力加速度，GT为火箭起飞时的推进剂质量；GJ为火箭的结构质量，其中包括有效载荷。
