Этот предел определяется формулой Циолковского:
https://ru.m.wikipedia.org/wiki/Формула_Циолковского
Если снижать массу полезной нагрузки, начинает резко ухудшаться конструкционное качество k, потому что масса топлива уменьшается пропорционально объёму - кубу линейных размеров, а масса конструкции - пропорционально площади стенок, квадрату линейных размеров. Грубо говоря, уменьшили размеры ракеты втрое, масса топлива уменьшилась в 27 раз, а масса конструкции в 9 раз, конструкционное качество упало втрое, и это даже не учитывая того что двигатели не так уж и легко масштабировать, есть конструкционные пределы прочности. В общем, всё упирается в удельный импульс и существующие материалы. Появление же подходящих конструкционных материалов делает мини-ракеты ненужными: уже можно строить космический лифт.
