航天科普：火箭是如何高空“抛物”的？
航天科普：火箭是如何高空“抛物”的？
10月26日11时13分，长征二号F运载火箭点火升空，随后顺利将汤洪波、唐胜杰和江新林3名航天员乘坐的神舟十七号载人飞船送入预定轨道，发射任务取得圆满成功。
在观看火箭发射直播时，最令人紧张和兴奋的时刻莫过于火箭升空的瞬间。从点火起飞到抛逃逸塔、抛助推器、抛火箭芯一级、抛整流罩、抛火箭芯二级……这一系列动作不禁让人好奇：为什么火箭发射时要抛掉这么多东西，还是一节一节的？
多级火箭的设计原理
大家可能知道，现代火箭都是多级火箭，由多个单级火箭连接而成。那么，为什么要采用这种设计呢？能不能用一节火箭就完成任务？
为了克服地球引力，将航天员送入太空，火箭至少要达到第一宇宙速度，即每秒7.91千米。然而，受当前技术条件限制，单级火箭最快只能达到每秒6千米，无法突破第一宇宙速度。
1903年，俄国科学家齐奥尔科夫斯基提出了多级火箭的概念。发射时，最下方的一级火箭首先点火工作，火箭从静止状态开始加速。当一级火箭燃料耗尽后，它会被分离并抛掉，同时二级火箭点火工作，使火箭在已有速度基础上再次加速。通过这种接力方式，火箭最终能够达到并突破第一宇宙速度，摆脱地球引力的束缚。
齐奥尔科夫斯基的贡献
齐奥尔科夫斯基不仅提出了多级火箭的设想，还建立了火箭运动的基本数学方程——著名的齐奥尔科夫斯基公式，从理论上证明了利用多级火箭可以进入太空。这一理论为后来的航天事业发展奠定了基础。
火箭发射中的"抛物"过程
在火箭发射直播中，我们看到的"抛物"动作主要包括抛掉各级火箭和整流罩。除了各级火箭，火箭通常还需要抛掉整流罩，以便露出搭载的航天器，使其能够进入预定轨道。
以长征二号F火箭为例，其发射过程中的"高空抛物"顺序如下：
抛逃逸塔：在火箭升空后不久，位于飞船顶部的逃逸塔会被抛掉。逃逸塔主要用于在发射初期发生故障时，将飞船和航天员安全带离危险区域。
抛助推器：火箭升空一段时间后，两侧的助推器会完成任务并被抛掉。助推器主要负责火箭起飞阶段的推力。
抛火箭芯一级：随着燃料消耗完毕，火箭芯一级也会被抛掉。此时，火箭芯二级开始工作，继续推动飞船前进。
抛整流罩：当火箭达到一定高度，外部环境对飞船的影响减小时，整流罩会被抛掉。整流罩在发射初期保护飞船免受气动加热和空气阻力的影响。
抛火箭芯二级：最后，火箭芯二级完成任务后也会被抛掉，此时飞船已进入预定轨道。
抛物的意义
火箭在升空过程中逐级抛掉不需要的部分，主要是为了节省能源。火箭的主要组成部分是外壳和推进剂。当推进剂喷射出一部分后，其体积会变小，就不需要那么大的外壳了。将外壳脱落一部分能够减轻火箭的重量，从而大大节省能源。
每种火箭的分离顺序、时间和高度，都由火箭的自重以及燃料的燃烧放热情况决定，需要经过严格的计算。因此，火箭升空的壮观场面和复杂原理，都是中国航天科技实力的辉煌展示。
神舟十七号发射成功，标志着中国航天事业再次取得巨大进步。自2003年中国首次进行载人航天飞行以来，中国载人航天发射已取得30战30捷的优异战绩，成为全球航天事业的新标杆。这一成就不仅是对中国科技人员的肯定，也充分证明了中国的科技实力。我们坚信，在未来的航天事业中，中国必将取得更加辉煌的成就。
本文原文来自航天科普大会