为什么火箭有很多节？

我们知道，为了实现空间导航，火箭速度理论上应该达到至少7.91公里/秒，即第一空间速度。在20世纪，为了达到这个速度，所有国家都采用了多级火箭，也就是说，火箭是由许多“结”组成的。在这种火箭中，火箭的每个“部分”都是单级火箭，它有自己的发动机、推进剂、控制系统和伺服机构。这些单级火箭串联或并联组成多级火箭。那么，为什么火箭有这么多结？

宇宙速度图

让我们先做一个假设。如果一个巨大的运载火箭被制成单级，那么所有的推进剂只能储存在这一级火箭的油箱里。这样，燃料箱不仅需要增加其容积，还需要由于推进剂的增加而加厚燃料箱壁，这将增加燃料箱的重量。在火箭飞行过程中，推进剂被逐渐消耗，燃料箱变得越来越空，空的燃料箱外壳变成无用的质量，推进剂释放的能量不仅加速卫星或航天器，而且加速这个无用的空燃料箱。此外，油箱越重，加速空油箱所需的推进剂就越多，这样火箭就无法达到太空导航所需的速度。事实上，目前的单级火箭最大速度不超过6公里/秒，这使得它不可能实现空间导航。如果无用的容器可以扔掉，火箭的最终速度显然可以提高，这就是为什么火箭被做成许多“结”。

当多级火箭飞行时，最低的第一级首先工作，使火箭达到一定的速度。完成任务后，这个阶段就被扔掉了。然后，在这个速度的基础上，开始进一步加速的第二阶段，并在完成任务后扔掉它。然后用第三级甚至第四级来加速，这样，飞行中火箭的“机体”将被一段一段地扔掉，推进剂的能量将不会花在加速无用的空罐上，火箭飞行得越轻，速度就会一步一步地提高。利用多级火箭的这种“中继”技术，它最终可以超越第一宇宙速度，实现空间导航。