大炮能不能送衛(wèi)星上天

　　自然科學(xué)是關(guān)于自然界的物質(zhì)現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的知識(shí)體系。它把自然界劃分為不同的研究領(lǐng)域或?qū)哟?，分門別類地研究各個(gè)領(lǐng)域或?qū)哟蔚奈镔|(zhì)的形態(tài)、結(jié)構(gòu)、性質(zhì)及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律，形成各科的系統(tǒng)知識(shí)，以此構(gòu)成整個(gè)自然科學(xué)的知識(shí)體系。

　　自然科學(xué)是人類認(rèn)識(shí)自然的智慧結(jié)晶，是系統(tǒng)化了的理性認(rèn)識(shí)，以概念、公式、定理、定律等構(gòu)成其理論體系。自然科學(xué)的理論是經(jīng)過實(shí)踐檢驗(yàn)的，具有客觀真理性;它是一種社會(huì)意識(shí)形式，但不同于文學(xué)、藝術(shù)、宗教、哲學(xué)、法律、道德等意識(shí)形式。它所反映的是關(guān)于自然界的物質(zhì)現(xiàn)象及其運(yùn)動(dòng)規(guī)律的客觀真理，具有超民族性、超階級(jí)性和歷史繼承性;在階級(jí)社會(huì)中，由誰來研究、掌握、運(yùn)用自然科學(xué)，往往帶上階級(jí)的烙印。自然科學(xué)不是社會(huì)上層建筑，而是生產(chǎn)力，是知識(shí)形態(tài)的生產(chǎn)力，通過教育和技術(shù)發(fā)明等途徑可轉(zhuǎn)入生產(chǎn)力的三個(gè)要素，并入生產(chǎn)過程，成為直接的生產(chǎn)力;隨著生產(chǎn)水平的提高，自然科學(xué)的因素在生產(chǎn)力中所占的地位越來越重要，成為“第一生產(chǎn)力”;自然科學(xué)推動(dòng)生產(chǎn)力的發(fā)展最終引起生產(chǎn)關(guān)系的變革，導(dǎo)致社會(huì)革命，成為最高意義上的革命力量。人類的科學(xué)活動(dòng)源于生產(chǎn)實(shí)踐，自然科學(xué)的發(fā)生和發(fā)展的根本動(dòng)力是社會(huì)生產(chǎn)，同時(shí)受著社會(huì)政治、經(jīng)濟(jì)、思想，文化以及自然科學(xué)內(nèi)部矛盾運(yùn)動(dòng)的制約。用運(yùn)載火箭發(fā)射航天器，不是任何時(shí)候都可以進(jìn)行，有年份、月份、日期和時(shí)刻的選擇。比如，哈雷彗星以76年為周期回歸，哈雷彗星探測(cè)器應(yīng)選在其面向太陽的幾個(gè)連續(xù)年份中發(fā)射;火星與地球的會(huì)合周期為780天，火星探測(cè)器應(yīng)在火星與地球會(huì)合前后連續(xù)的幾個(gè)月份中發(fā)射;有些航天器必須在某個(gè)月內(nèi)連續(xù)的幾天中發(fā)射;由于工作條件和軌道要求，以及氣象的限制，有些航天器必須在某日內(nèi)某個(gè)時(shí)刻到另一個(gè)時(shí)刻內(nèi)發(fā)射。這種允許航天器發(fā)射的時(shí)間范圍，叫作發(fā)射窗口。

　　據(jù)研究，只要能使物體獲得7.9公里/秒的速度，它就能繞地球運(yùn)行，成為人造地球衛(wèi)星。怎樣才能使物體獲得環(huán)繞速度呢?人們?cè)?jīng)想用大炮把地球衛(wèi)星發(fā)射到天上去，但是，目前超遠(yuǎn)程大炮只能打出速度為2公里/秒的炮彈，離環(huán)繞速度還差得很遠(yuǎn)。

　　用飛機(jī)直接把人造地球衛(wèi)星送上軌道，這也是不可能的?，F(xiàn)代噴氣式飛機(jī)能在空中飛行，靠的是飛機(jī)的推力和機(jī)翼的升力，而推力和升力的產(chǎn)生又必須依靠空氣。這樣它離不開包圍地面幾十公里厚的大氣層，速度也不可能很大。

　　人造地球衛(wèi)星是靠火箭送上天去的。發(fā)射人造地球衛(wèi)星的火箭叫做運(yùn)載火箭，也叫運(yùn)載工具。人造地球衛(wèi)星能否發(fā)射成功，火箭的速度是個(gè)關(guān)鍵問題。

　　在目前技術(shù)條件下，一般火箭發(fā)動(dòng)機(jī)的噴氣速度最大只能是2.5公里/秒，相應(yīng)地，火箭前進(jìn)的最大速度是4.5公里/秒。很明顯，要把衛(wèi)星送上幾百公里的高空，并具有環(huán)繞速度，用單級(jí)火箭是很難達(dá)到的。所以，在目前技術(shù)條件下，單級(jí)火箭無法使衛(wèi)星達(dá)到環(huán)繞速度，不能做衛(wèi)星的運(yùn)載火箭。

　　多級(jí)火箭在航行過程中，可把工作完畢而變得無用的火箭殼體和發(fā)動(dòng)機(jī)(死重)拋掉，以達(dá)到提高速度的目的。目前，發(fā)射人造地球衛(wèi)星只要用二級(jí)或三級(jí)火箭就足夠了。根據(jù)需要還可以用一枚多級(jí)火箭同時(shí)發(fā)射幾顆衛(wèi)星。

　　多級(jí)運(yùn)載火箭是一個(gè)整體，通常由幾個(gè)單級(jí)火箭組成。一般用串聯(lián)形式連接，各級(jí)頭尾相接，也有下一級(jí)為并聯(lián)、上面為串聯(lián)的組合形式，整個(gè)運(yùn)載火箭分為殼體、推進(jìn)系統(tǒng)、飛行控制系統(tǒng)等。

　　運(yùn)載火箭還有各種分離系統(tǒng)，包括各級(jí)的分離，衛(wèi)星與運(yùn)載火箭末級(jí)的分離，衛(wèi)星與整流罩的分離。級(jí)間分離系統(tǒng)既要保證各級(jí)牢固連接，又要在下面一級(jí)工作完畢之后，可靠地把它分離掉，同時(shí)啟動(dòng)上面一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)和控制系統(tǒng)工作。

　　發(fā)射人造地球衛(wèi)星時(shí)，運(yùn)載火箭從地面起飛到進(jìn)入衛(wèi)星軌道可分為加速飛行段、滑行段(慣性飛行)和最后加速三個(gè)階段。加速飛行段是指運(yùn)載火箭由地面垂直起飛，在發(fā)動(dòng)機(jī)推力的作用下，運(yùn)載火箭飛出了稠密大氣層后，達(dá)到預(yù)定速度熄火。運(yùn)載火箭熄火后推力等于零，這時(shí)靠自己獲得的能量，在地球引力的作用下滑行，一直飛到與衛(wèi)星軌道相切的位置時(shí)，火箭再一次點(diǎn)火，稍許增加一點(diǎn)速度，使衛(wèi)星最后加速入軌。

　　為了對(duì)發(fā)射人造地球衛(wèi)星有一個(gè)比較全面的了解，以一枚三級(jí)火箭(液體火箭)為例，將衛(wèi)星的發(fā)射與入軌的一般過程略述如下：

　　當(dāng)衛(wèi)星及其運(yùn)載火箭出廠運(yùn)送到發(fā)射場(chǎng)，經(jīng)技術(shù)陣地檢測(cè)合格后，再運(yùn)送到發(fā)射陣地，豎立在發(fā)射臺(tái)上，爾后進(jìn)行衛(wèi)星和運(yùn)載火箭的對(duì)接、加注推進(jìn)劑、程序控制指令的裝定以及各種測(cè)試，在最后測(cè)試合格后，由控制中心下達(dá)命令，火箭點(diǎn)火。在第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)的推動(dòng)下起飛，火箭徐徐垂直上升，穿過稠密大氣層后，第一級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定時(shí)間熄火、分離、脫落，與此同時(shí)，第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火工作，繼續(xù)加速。第二級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)在預(yù)定時(shí)間熄火、分離、脫落，運(yùn)載火箭的第三級(jí)與衛(wèi)星一起，經(jīng)過一段自由滑行，到達(dá)預(yù)定軌道附近，按程序控制指令第三級(jí)發(fā)動(dòng)機(jī)點(diǎn)火，繼續(xù)加速，使之達(dá)到預(yù)定速度，在預(yù)定點(diǎn)把衛(wèi)星彈出，進(jìn)入預(yù)定軌道。這就是發(fā)射人造地球衛(wèi)星的簡(jiǎn)單全過程。當(dāng)然，在這過程中，如果某零部件出了故障，那么衛(wèi)星發(fā)射就會(huì)失敗。

　　將衛(wèi)星送入地球軌道的辦法很多，前面所述只是其中的一種，是節(jié)省能量的最簡(jiǎn)便易行的一種。