火箭怎么在太空前进（火箭该如何在太空中启动呢）

有许多事情我们在地球上能够做到，并且认为它们是理所应当的。同样的事情在太空中却很难做到，比如说重力所带来的一切。重力使得这些事成为可能：行走，以及控制自己的身体向一个固定的方向移动。当我们向一个错误的方向移动时，我们可能会撞到一些东西，所以我们会有所反应然后改变方向。飞机通过推动其周围的空气来改变方向，但是在被无尽的虚无包围时，有什么东西可以让一艘宇宙飞船推动以控制它自己呢？

还记得那些在学校里学到的牛顿力学定律吗？我们将需要更新我们脑海中的这些物理学基本定律，因为它们关乎对以下几件事的理解——一个火箭如何在外太空中移动，翻转，以及选择一个固定的移动方向。

牛顿第一定律：一切物体在不受外力作用时，总保持匀速直线运动状态或静止状态。

牛顿第二定律：物体运动的加速度与与物体所受外力合力成正比，且加速度方向与合外力方向相同。（加速度是用来描述速度的方向和大小变化快慢的物理量。）

牛顿第三定律：两物体之间力是相互的，最好的例子就是牛顿摆球。

只要火箭进入太空，它就不会受到任何拉力——飞机必须处理的拉力。因此，如果引擎关闭，按照牛顿第一定律，太空飞船将在惯性作用下以引擎仍启动时的速度继续滑行。除非它受到外来物体的撞击（这可以提供定律中所提到的“力”）或者接近一颗可以给它提供重力的行星，它将会以原先的方向速度行进。

我们在思考关于在一个面上施加力来指导运动方向的例子时，常常见到这条定律的应用。火箭使用能够产生高压气体的燃料来推动自己前进。与火箭运动方向相反的废气推动着火箭朝向前方，因为废气施加（给外部）的力有一个等量的反方向的力。

所以，如果宇宙飞船要左转，那么飞船右侧的推进器就需要点火。实际上，在太空中控制飞船比在普通大气中更容易。在燃料废气离开飞船引擎的同时，它一定会把周围的气体推远。这会消耗火箭的一些能量。在太空中，燃料废气会自由逃逸。

然而，这种可以产生驱动火箭的废气的燃料也需要氧气来助燃。如同我们已经提到的一样，真空的太空中并没有氧气。那么我们该如何点燃燃料呢？

火箭在它们的太空旅行中需要携带氧气。在火箭的发动机中，燃料和氧化剂在燃烧室中燃烧，创造出从飞船尾部释放出的高热气体，提供其前进所需要的巨大推力。然而，请你想象一下在一个长途太空任务中携带几个沉重的氧气罐——这是极大的负荷。所幸一些火箭燃料经过发展已经可以无氧燃烧，例如联氨。当暴露在恰当的催化环境下时，联氨分解成氨，氮和氢。

我想，很显然，亲爱的牛顿创造这些定律可不仅仅是为了在科学课上折磨你！如果没有这些物理学基本定理，我们不可能计算太空旅行中的各项数据和决定如何在宇宙中控制飞船。感谢艾萨克·牛顿！

1.WJ百科全书

2.天文学名词

3. Rujuta Pradhan- sciabc

Ask an Astronomer (Cornell University)

Union University

Macaulay Honors College (City University of New York)

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