我們知道,所有的物體都有吸引力,隻不過有的物體質量太小,我們感覺不到罷了。地球是個具有巨大質量的球體,所有的物體都被吸向地心。我們人也不例外,這也是我們每人都有重量的原因。不過,有人可能會納悶兒:如太陽與地球、地球和月亮為什麼不因為吸引而跑到一起呢?這是因為這些星體都有一種速度,這種速度產生了離心力,平衡和抵消了吸引力,所以它們看起來都相對靜止不動。同樣,像一些人造天體,如人造衛星、宇宙飛船、航天飛機等,要繞地球軌道運行,也需要達到一定的速度,這種速度是7.8公裏/秒,它叫第一宇宙速度;當然太陽的質量比地球要大,吸引力更強,人造天體要進行行星際航行,必須達到另一種速度,即11.2公裏/秒,這叫第二宇宙速度。同樣,要擺脫太陽的引力,到太陽係外去探索宇宙,必須達到每秒16.6公裏的速度,這叫第三宇宙速度。要達到這麼高的速度,火箭是目前人類的惟一選擇。

我國發明火箭後的一千多年中,火箭技術發展緩慢。1942年10月,德國研製的全長14米,起飛重量13噸,箭體直徑1.65米,最大射程為320公裏的現代火箭V-2試飛成功。火箭V-2本質上是一種彈道導彈,它是多級運載火箭的前身。此後,美國和前蘇聯先後在20世紀50年代末期,在V-2導彈的基礎上研製成功了洲際導彈。而與此同時,第一顆人造衛星由前蘇聯用洲際彈道導彈發射入軌。以後的三十多年中,空間技術得到迅速發展,各種型號的洲際導彈改型的早期衛星運載火箭相繼產生,如前蘇聯東方號、上升號、聯盟號載人飛船的運載火箭、中小型人造天體的運載火箭B-Ⅰ型(涼鞋)、C-Ⅰ型(短劍)和軌道武器係統的運載火箭F-Ⅰ型(懸崖)、以及專為發射大型天體的運載火箭D型(質子號);美國也相繼研製了紅石、先型、雷神—德爾他、宇宙神—阿金納、宇宙神—人馬座、大力神以及為阿波羅空間探險計劃專門研製的土星1號、土星5號等運載火箭;我國的運載火箭有長征號係列,此外歐洲空間局有阿麗亞娜號運載火箭;日本有H-2號運載火箭、印度等國也有能獨立發射衛星的運載火箭。

火箭家族的派生火箭的實質是一種無人駕駛的飛行器,也叫空間運載工具。它的任務就是把稱為有效載荷的人造地球衛星、宇宙飛船、航天飛機、星際探測器等送入各自的空間軌道,去完成它們的使命。

早期的火箭是單級的,現代火箭大多是多級型。多級火箭的設想是20世紀初俄國科學家齊奧爾科夫斯基提出來的。他大膽地提出月亮、星際旅行的設想,並指出隻有用液體作推進劑的多級火箭才能完成字宙航行的任務。

與此同時,他還推出了著名的齊奧爾科夫斯基公式,為宇宙航行的理論工作作出了重大貢獻。

但是他的想法並不完全對,因為火箭不光可用液體燃料,固體燃料、固液混合燃料也可以用。在液體火箭技術方麵,美國學者高達德取得了巨大的成就。從目前來看,現代火箭大部分使用液體燃料。像1996年6月4日失事的阿麗亞娜5號運載火箭就是這樣。當然,固體燃料火箭也不少,如美國“偵察兵”型運載火箭,阿麗亞娜5號的兩個助推火箭正是使用了固體燃料。液體、固體火箭都是化學推進劑運載火箭,它們用在地球範圍、月球範圍和太陽係內的行星際航行已遊刃有餘;把它用在太陽係以外的恒星際航行與漫遊的探測器上,也會有很大的把握;但如果把它用在太陽係以外的實際恒星際載人航行上,則顯得太慢,有一種老牛拉破車的感覺。所以新型運載火箭,像電子火箭、核火箭和光子火箭正在研製中。

火箭外型看起來像個長長的細管,頭部尖尖的,所以這樣設計是為了克服大氣的阻力。不過,這個細管並不是筆直的,常常有微微凹進和凸出的部分,我們知道它是一節一節的,這叫多級火箭。多級火箭有兩種首尾相接的方式,一是單純的串聯式,是一節一節地聯起來的,像阿麗亞娜1號、2號火箭就是這樣;再有就是串並混合式。它往往是上麵一級串聯,下麵一級並聯,是捆起來的,像阿麗亞娜3號、4號、5號,我國的長征號捆綁式運載火箭,從意思上說都是串並聯合式。當然不管是采取何種形式,都力求使用多級火箭,增加運載能力,多帶些東西上天。

整個運載火箭由箭體結構、動力裝置、控製係統、分離係統等部分組成。