第一节反作用力与火箭推进
1.反作用力
地面上所有的物体要运动，都需要克服某种阻力。
就像汽车要克服摩擦向前奔跑、鱼儿克服水的阻力一样。火箭要想穿过大气层同样也需要克服空气阻力，然而更关键的一点就是要摆脱地球引力的束缚。
只有它自身产生的能量大于阻力，才能按意识不断前进。
从理论上来主说，物体要向前运动大多都利用反作用力原理。
那么什么叫反作用力呢？
所谓反作用力，其实是一种引力子流的反射现象。例如，你用自来水冲墙壁，如果有一些反射到你脸上，你千万不要以为这是墙喷出来的水，这只是你冲墙壁用的自来水的一部分，只是被墙阻挡之后又反射回来的，属于一种反向运动。
一般情况下，获得反作用力有两种不同的方式：一种是通过周围的介质间接获得的。比如，鱼之所以能在水里自由自在地游动，就是利用了它那灵活的尾巴。鱼在摆动尾巴的时候，搅动了周围的水，水就对它产生了一个反作用力，从而推动鱼克服水的阻力向前游动。我们所说的这种情况，和我们划船的道理是一样的。我们在这里所说的水是一种介质，反作用力是靠“推开”介质得到的。另一种则有所不同，它并不是靠物体周围的介质而得到的，而是利用物体本身往外喷射物质来获得。比如，一种生长在海里的乌贼，它的躯体表面包有一层皱皮，构成一个能够储水的套膜腔室，一旦遇到危险时，它就挤压体内储蓄好的水，使这些水快速朝后喷射出去。
喷出的水流使乌贼获得一个反作用力，推动它迅速逃离敌人。这种反作用力不是靠推开乌贼周围的水，而是靠乌贼从身体内喷射出来的水流产生的。而这种反作用力的喷射原理就是喷气式飞机在空中飞行的主要原因。
从空中的环境来看，任何一种飞行器一旦穿出地球的稠密大气层，就进入空气极为稀薄的外层空间或近于真空的环境。在这样的环境里显然不可能通过“推开”飞行器周围的介质来获得反作用力，因为飞行器的周围几乎没有空气，它只能靠本身往外喷射物质才能获得反作用力，但是一般喷气飞机所用的空气喷气发动机，虽然自带燃料，却要吸进周围的氧气才能燃烧，用这种方式产生高温的喷射气流，因此其活动范围仅仅局限在有氯气的大气低层内。若要飞出大气层，除了自身携带燃料，还需带有氧化剂。这种形式的发动机通常被称为火箭发动机。一般情况下，我们把装有这种火箭发动机的飞行工具简称为火箭。火箭不但不依赖外界空气而独立工作，而且其周围的空气越少越好。因为周围的空气越稀薄，阻力也就越小，它所产生的反作用力（火箭的推力）也就越大。这样一来，它就能在真空中发挥出更大的推动力。
2.火箭推进
到目前为止，大部分火箭都是用化学染料作为推进剂的。
由于每个火箭的容积有限，因此携带的燃料数量也十分有限。
然而，火箭燃料的消耗十分迅速，因此火箭的工作时间很短，大约只有短短的几分钟。在这种情况下，使得火箭空间飞行推动方式和一般的飞机有所不同。空间飞行器发射以后，在开始的那段时间内，受到运载火箭巨大的推力，速度从0迅速增加到每秒七千米以上，然后火箭发动机关闭。就在这短短的几分钟之内，飞行器从中获得了动能，继续飞行直到进入预定轨道。
火箭发动机在点火工作的那一段飞行，称为主动段；发动机关闭以后那一段飞行，称为被动段或自由飞行段；进入卫星轨道之后，它就会成为空间的一个人造天体。
当太空飞行的主动段结束之后，运载火箭的任务也就完成了。
这时，就空间飞行器的本体而言，火箭的壳体已经成为废物，所以在飞行器进入轨道之前，飞行器自身要通过一套机构自动与运载火箭壳体分开。例如，有些人造卫星就是从火箭头部的保护罩被弹射出来。分开之后的火箭残骸，可能跟在卫星后面一起运行，成为无用的卫星式碎片。
第二节万有引力和宇宙速度
1.万有引力
在大多数人的眼里，一个熟透的苹果从树上掉落下来是司空见惯的现象。但是你是否想过，一个熟透了的苹果从树上掉下来，这种常见的现象同月球环绕地球的运动有什么联系吗？当我们仰望星空的时候，有没有想到星星为什么不像苹果那样掉下来呢？
苹果之所以会从树上掉下来，是因为受到地球引力的作用；月球之所以能够成为地球的卫星，长年累月地环绕地球转动，同样也是因为受到地球引力的作用。
这种存在于一切物体之间的引力，被称为万有引力。
1688年，英国科学家牛顿在总结前人经验的基础上，通过对月球运动的深入研究，首次以数学形式表达了万有引力的规律。他指出：任何两个物体之间都存在这种吸引作用。物体之间的这种吸引作用普遍存在于宇宙万物之间，称为万有引力，又叫万有引力定律。
从这一定律我们可以知道：苹果和地球是相互吸引的，由于苹果的质量同地球的质量比起来实在是微不足道，苹果自然被吸到地面上来，而不是地球向苹果靠近。同样的道理，月球和地球之间也要互相吸引，月球质量仅仅是地球质量的1/81，因此地球试图把月球拉向自己的身边。但是为什么地球不像吸引苹果那样，把月球拉到地面上来呢？这是因为月球围绕着地球不停地运动。我们知道，任何作圆周运动的物体，在惯性作用之下，都会产生离开中心的倾向。就像骑自行车拐弯时，自行车会向外倒是一样的，都是离心倾向的表现。离心倾向的大小，同物体作圆周运动的速度成正比，也就是说速度越快，离心倾向越大。月球环绕地球运动产生的离心倾向，刚好被地球对它的引力束缚住，这样一来，引力也就变成了月球绕地球运动的向心力，因此月球既不会掉到地面上，也不会远离地球而去，只能周而复始地环绕着地球运动。存在于太阳系的所有天体，都在万有引力的作用下，按照一定的规律运动着。
2.三种宇宙速度
通过对天体运动规律的研究，我们可以了解到除了月球能够作为地球的卫星之外，任何物体，只要具有环绕地球运行适当的速度，使地球引力恰好等于它绕地球运动所需要的向心力，都能够成为地球的卫星。人造地球卫星的发射，就是建立在这个道理上的。在地面附近的高度上，能够成为卫星的速度大约为7.91千米/秒，这个速度被称为环绕速度，又称第一宇宙速度。当物体的运动超过这个速度时，离心倾向大于地球引力，环绕地球的轨道就会从圆形变成椭圆形，地球处于椭圆的一个焦点上。速度愈大椭圆轨道也拉得愈长。当速度达到11.18千米/秒时，物体就会挣脱地球引力的束缚，不再围绕地球运行，而沿着一条抛物线的轨道远远地飞离地球，成为环绕太阳运行的人造行星。
这个速度，称为逃逸速度或脱离速度，又称第二宇宙速度。达到第二宇宙速度的物体，虽然摆脱了地球引力的束缚，但是仍然受到太阳引力的控制。如果想要进一步摆脱太阳的引力，就会飞出太阳系，这样一来，需要的速度更大。经过缜密的计算只要把物体的运动速度增加到16.63千米／秒，就能飞离太阳系。这个速度称为第三宇宙速度，这也是相对于太阳的逃逸速度。宇宙速度这个概念，是学习航天技术的最基本的内容之一。
