火箭为什么能把卫星送上天？[宇宙]

标签：更新日期：2009-03-11

据研究，只要能使物体获得7．9公里／秒的速度，它就能绕地球运行，成为人造地球卫星。怎样才能使物体获得环绕速度呢？人们曾经想用大炮把地球卫星发射到天上去，但是，目前超远程大炮只能打出速度为2公里／秒的炮弹，离环绕速度还差得很远。
    用飞机直接把人造地球卫星送上轨道，这也是不可能的。现代喷气式飞机能在空中飞行，靠的是飞机的推力和机翼的升力，而推力和升力的产生又必须依靠空气。这样它离不开包围地面几十公里厚的大气层，速度也不可能很大。
    人造地球卫星是靠火箭送上天去的。发射人造地球卫星的火箭叫做运载火箭，也叫运载工具。人造地球卫星能否发射成功，火箭的速度是个关键问题。
    在目前技术条件下，一般火箭发动机的喷气速度最大只能是2．5公里／秒，相应地，火箭前进的最大速度是4．5公里／秒。很明显，要把卫星送上几百公里的高空，并具有环绕速度，用单级火箭是很难达到的。所以，在目前技术条件下，单级火箭无法使卫星达到环绕速度，不能做卫星的运载火箭。
    多级火箭在航行过程中，可把工作完毕而变得无用的火箭壳体和发动机（死重）抛掉，以达到提高速度的目的。目前，发射人造地球卫星只要用二级或三级火箭就足够了。根据需要还可以用一枚多级火箭同时发射几颗卫星。
    多级运载火箭是一个整体，通常由几个单级火箭组成。一般用串联形式连接，各级头尾相接，也有下一级为并联、上面为串联的组合形式，整个运载火箭分为壳体、推进系统、飞行控制系统等。
运载火箭还有各种分离系统，包括各级的分离，卫星与运载火箭末级的分离，卫星与整流罩的分离。级间分离系统既要保证各级牢固连接，又要在下面一级工作完毕之后，可靠地把它分离掉，同时启动上面一级发动机和控制系统工作。
    发射人造地球卫星时，运载火箭从地面起飞到进入卫星轨道可分为加速飞行段、滑行段（惯性飞行）和最后加速三个阶段。加速飞行段是指运载火箭由地面垂直起飞，在发动机推力的作用下，运载火箭飞出了稠密大气层后，达到预定速度熄火。运载火箭熄火后推力等于零，这时靠自己获得的能量，在地球引力的作用下滑行，一直飞到与卫星轨道相切的位置时，火箭再一次点火，稍许增加一点速度，使卫星最后加速入轨。
    为了对发射人造地球卫星有一个比较全面的了解，以一枚三级火箭（液体火箭）为例，将卫星的发射与入轨的一般过程略述如下：
    当卫星及其运载火箭出厂运送到发射场，经技术阵地检测合格后，再运送到发射阵地，竖立在发射台上，尔后进行卫星和运载火箭的对接、加注推进剂、程序控制指令的装定以及各种测试，在最后测试合格后，由控制中心下达命令，火箭点火。在第一级发动机的推动下起飞，火箭徐徐垂直上升，穿过稠密大气层后，第一级发动机在预定时间熄火、分离、脱落，与此同时，第二级发动机点火工作，继续加速。第二级发动机在预定时间熄火、分离、脱落，运载火箭的第三级与卫星一起，经过一段自由滑行，到达预定轨道附近，按程序控制指令第三级发动机点火，继续加速，使之达到预定速度，在预定点把卫星弹出，进入预定轨道。这就是发射人造地球卫星的简单全过程。当然，在这过程中，如果某零部件出了故障，那么卫星发射就会失败。
    将卫星送入地球轨道的办法很多，前面所述只是其中的一种，是节省能量的最简便易行的一种。