升入太空的宇宙火箭

    怎样才能脱离地球引力范围？在成功地发射了开辟人类历史纪元的第一颗和第二三颗人造地球卫星之后，苏联又发射了一只巨大的宇宙火箭，直向月宫奔去。如果说，人造地球卫星还受着地球引力的无形束缚而环绕地球运动的话，那么，这只宇宙火箭却脱离了地球的引力场而向太空飞去，即将成为太阳系的第一颗人造行星。

    我们知道，要发射人造地球卫星，必须使卫星进入轨道时具有每秒八公里的第一宇宙速度，也就是说，要使卫星环绕地球运动时的离心力刚好等于地球对它的引力。这样，卫星就不会落下来。

    要向星际发射宇宙火箭，可能有几种方式：或者火箭发射出去后落在月球上或星球上，或者火箭绕过月球后再返回地球，或者火箭飞过月球后即向星际空间飞去而不再返回地球。

    第一种月球火箭所需要的速度较小。可是由地球到月亮的距离很大(约384000公里)，火箭要克服地球的引力而飞向月球所需要的动能还是很大的。粗略计算可知，所需的最大速度约为每秒11公里，即略小于第二宇宙速度。

    如果要火箭绕过月亮后再回到地球上来，所需要的速度就要控制得比较严格。计算表明，速度应在0.99V2和1.0001V2之间(V2是第二宇宙速度)。如果速度小于0.99V2，火箭即会落到月球上去，如果大于1.0001V2，火箭即飞向宇宙空间不再回来了。除此之外，还要严格地控制发射方向。从目前的水平看来，控制角度困难并不太大，而严格控制速度却较难。必须用特殊的辅助火箭发动机。

    苏联这次所发射的是第三种类型的宇宙火箭。它的最大速度应比第二宇宙速度略大。飞过月球区域之后，地球引力的影响渐小，而太阳的引力影响渐增，最后变为环绕太阳的人造行星。

    总的说来，无论发射那种宇宙火箭，都要使它具有接近或超过第二宇宙速度的最大速度。

    什么是第二宇宙速度呢？

    根据万有引力定律，我们知道，任何两个有质量的物体之间都有引力。在地球上或其附近的物体都受地球的吸引，(当然，地球也受该物体的吸引，但是因为地球很大，其他物体对地球的引力不易察觉。)要想使物体离开地球上升，必须胜过引力作功。上升的愈高，所作的功愈多。可是随着物体的升高，地球的引力也在逐渐减弱(因为引力和两者距离的平方成反比)。当距离非常大时，引力趋近于零，这时物体即脱离了地球的引力场。这样，物体由地球上升至无限远处所需的功是有一定的有限数值的。

    怎样才可以使物体具有所需的能量呢？使它具有一定的动能(也就是具有一定的速度，因为动能和速度的平方成正比)是一种方法。当物体具有的速度可以使自己胜过地心引力而飞向无限远处时，这个速度就称为第二宇宙速度。在不考虑太阳系其他星球引力的影响时，在地球表面，这个速度等于每秒11.2公里。

    为什么一定要利用火箭？

    正像发射人造卫星一样，要发射具有第二宇宙速度的飞向月球的物体，只有利用火箭。因为，现有的各种发动机(例如空气喷气发动机)，它的燃料燃烧，都需要有空气中的氧来助燃，没有空气就不能工作；而在高空，在距地面50－60公里以上，空气就极为稀薄了，其中含有的氧量就更少，到100公里以上，就已经近乎真空了。所以，普通的发动机是不可能把卫星送上轨道的，更不用说发射飞向宇宙的行星了。然而，火箭本身既携带有燃料，又携带有助燃的氧化剂，它不需要空气来助燃，相反，火箭发动机的效率，在空气愈稀薄处愈高，在真空中达到最高。火箭又能在极短的时间内，发出很大的推力，一般火箭发动机的工作时间，只有几十秒钟至多一两分钟，就在这样短的时间内，把大量的燃料燃烧变成气体，并以很快速度喷射出去，从而产生出极大的推力。飞行时，火箭的燃料很快地减少，就使它得到很大的加速度，因而，火箭也就得到了很大的飞行速度。当火箭的最大速度达到第一宇宙速度时，它就可以发射出人造卫星；当它的最大速度达到第二宇宙速度时，它就可以脱离开地球，而成为人造行星，也就是人造太阳卫星。...
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