提及火箭技术，诸位脑海中会浮现出什么呢？是人类迈向月球的豪迈步伐、火星探测的惊险征程、空间站建设的辉煌成就，亦或是那浩瀚无垠、充满神秘色彩的星辰大海？

令人意想不到的是，如今这些承载着人类探索宇宙梦想、驶向星辰大海的“列车”，在其诞生之初，却几乎都扮演着“攻坚利器”的角色。本文就让我们一同深入探究火箭那鲜为人知的起源。

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众所周知，火箭的鼻祖源自我们中国，其原型正是我们儿时玩耍的“窜天猴”。古代的人们将其捆绑在箭上，使得箭的射程得以显著提升。

当时，这类箭被称作“飞火”，也名“火箭”。这或许便是如今我们依然将这种能够向后喷火从而向前飞行的运载器命名为“火箭”的最初渊源。

尽管“窜天猴”与能够将人类送上太空的现代火箭相比，看似有着天壤之别，但其根本原理却如出一辙。这一原理便是我们在初中物理课堂上所学的：向后抛出物体，便可获得向前的推力。

窜天猴烟花

对于火箭而言，被抛出的物体便是燃料，当然，这些燃料需要被点燃，进而产生大量的燃气，才能实现被“抛出”的效果。

中国传统火箭所采用的燃料主要为黑火药，其主要成分包括硝酸钾、硫磺以及木炭粉。黑火药的燃烧过程并不需要氧气的参与。这就意味着，即便在太空环境中点燃一个“窜天猴”，它也能够正常飞行。

这一特性也揭示了火箭与飞机上所使用的喷气式发动机之间的本质区别，即火箭喷出去的物质完全由其自身携带。

既然具备了这样独特的本领，到了近代，便有科学家开始思考利用类似的反应原理来制造能够冲出大气层的运载器。

例如，被誉为“人类航天之父”的俄国科学家齐奥尔科夫斯基，在1903年发表了一部专著——《利用喷气工具研究宇宙空间》。书中所提及的“喷气工具”，实际上就是火箭。

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通常会运用到一个物理概念——冲量。初中物理知识告诉我们，冲量等于力与力作用时间的乘积。而依据动量定理，给予一个物体多少冲量，该物体就会获得相应的动量变化，动量则是指物体的质量与其速度的乘积。

也就是说，若要使同一个物体达到更快的速度，或者将更重的物体加速到某一特定速度，就需要获得更大的冲量，也就是火箭的推力乘以火箭能够持续喷射的时间。

于是，衡量火箭能力的一个最基本物理量应运而生，那便是总冲，即这枚火箭从点燃到燃料耗尽一共能够产生的冲量大小。

虽说齐奥尔科夫斯基满脑子都是如何利用火箭进行星际旅行的奇妙构想，但在最初，并非所有人都抱有这样的想法。突破大气层的飞行能力固然令人向往，但当时人们所期望运送的并非人类，而是爆炸物。

德国人率先开启了现代火箭在军事领域的应用探索，并制造出了一款广为人知的武器——V-2导弹。这是人类历史上的第一枚弹道导弹。

V-2导弹

所谓弹道导弹，其飞行轨迹呈现出一种类似弹道的形态。这听起来似乎有些通俗易懂，但实际上，这里所说的“弹道”的“弹”，指的是炮弹。

炮弹的加速距离仅仅局限于炮管的长度，一旦飞出炮膛，便几乎无法再主动加速。而弹道导弹则不同，它可以通过持续燃烧燃料来不断加速，直到燃料耗尽。

此外，弹道导弹飞行的这条类似抛物线的轨迹可以达到很高的高度，甚至能够在大气层的边缘或者大气层之外。如此一来，空气对其产生的阻力就会大幅减小，这也为它能够飞得更远提供了有利条件。

所以，在经过一系列对炮管超长的巨型大炮的试验后，德国人最终将希望寄托在了V-2弹道导弹身上。

V-2导弹所使用的燃料是酒精和液氧，将两者混合点燃后喷出，便可获得强大的推力。在飞行一段时间后，当燃料燃烧殆尽，它会凭借惯性继续飞行，直至完成剩余的航程，这一点与出膛的炮弹颇为相似。

不过，与炮弹有所区别的是，V-2导弹可以利用惯性导航技术来对飞行轨迹进行修正，使其能够沿着预先设定的路线精准地落在目标区域。

由于当时的导航技术尚不完善，其目标的精度范围大致与伦敦的面积相当，只能确保大致能够击中伦敦，至于具体是落在伦敦的五环还是三环，那就只能听天由命了。

03

事实上，牛顿就曾设想过：倘若在山头上架设一门大炮向前发射炮弹，那么炮弹将会飞出一个近似抛物线的轨迹，最终落在地面上。

随着我们不断增加大炮的射程，这个抛物线将会变得越来越远。如果这个抛物线的范围足够大，甚至能够环绕整个地球，那又会是怎样一番景象呢？

经过严谨的计算，牛顿认为炮弹将会围绕地球画出一个圆圈，然后击中这门大炮的后方。

当然，在现实世界中，由于地球表面存在空气，炮弹在飞行过程中会受到空气阻力的影响，从而极易减速，因此这种情况几乎不可能发生。

但如果我们让炮弹在大气层以外飞行，那么空气就无法对其进行减速，它便有可能持续绕着地球转动下去。经过精确的推算，人们发现，如果炮弹能够达到每秒7.9公里的速度，这样的设想就能够成为现实。

而此时，我们已经拥有了比传统大炮强大得多的超级武器——弹道导弹。于是，航天的宏伟设想便有了实现的可能。

第二次世界大战结束后，美国和苏联瓜分了德国的弹道导弹技术，并在此基础上不断进行深入研究和改进。在这个时期，他们的主要目标便是让导弹飞得更远。

对于抛物线的知识有所了解的话，我们就会明白，只要导弹的射程足够远，它就能够飞得更高，而且其最大飞行速度也会随之提高。所以，至少在这个阶段，弹道导弹和运载火箭有着共同的追求目标，那就是提升总冲。

美国和苏联最早的运载火箭实际上都源自于他们各自的弹道导弹。

以苏联为例，他们的第一发运载火箭被称为“R-7”。实际上，这款R-7火箭正是苏联的第一款洲际弹道导弹。北约将其命名为“SS-6”。负责研制这款火箭的总设计师是科罗廖夫，他堪称火箭领域的杰出专家。

R-7火箭

美国的情况也颇为相似，他们不仅获取了V-2弹道导弹的技术，还将V-2导弹的总设计师冯・布劳恩招致麾下。

不过，相较于苏联对弹道导弹技术的狂热追求，美国似乎显得较为保守，只是在V-2导弹的基础上进行了一些适度的发展，研制出了红石弹道导弹。虽然红石弹道导弹尚未达到洲际弹道导弹的水平，但它却在美国的航天事业中发挥了重要的先锋作用。

1957年，苏联人使用R-7火箭成功发射了他们的第一颗人造地球卫星——斯普特尼克1号。这一重大事件无疑给美国带来了巨大的压力，不甘落后的美国人自然也急于在航天领域有所建树。于是，他们也开始着手准备发射卫星，所使用的火箭便是在红石导弹的基础上改进而来的丘诺1号。

斯普特尼克1号

与苏联的R-7火箭相比，红石导弹的能力存在明显差距。面对这一困境，美国人想出了一个办法——将卫星的体积缩小。究竟有多小呢？仅仅只有14公斤。

既然苏联的运载火箭直接源自洲际弹道导弹，那么是否可以得出这样的结论：只要一个国家拥有了运载火箭技术，就一定意味着它也掌握了洲际弹道导弹技术呢？

事实并非如此绝对。弹道导弹技术的确是运载火箭技术的基础，所以一个国家如果拥有了运载火箭，我们可以肯定地说它具备制造弹道导弹的能力。

但需要注意的是，这里所说的弹道导弹并不一定就是洲际弹道导弹。因为洲际弹道导弹不仅需要具备将弹头送上太空的能力，还需要确保弹头在重新落回地面并爆炸之前能够完好无损。这听起来似乎并不复杂，但实际上其技术难度相当高。

弹头从宇宙空间重新进入地球大气层并落回地面的过程，我们称之为“再入”。在再入过程中，由于空气的强烈挤压和摩擦，弹头表面的温度将会急剧升高，达到一般材料都难以承受的程度。

那么，为什么火箭在起飞时不会遇到这样的问题呢？

这是因为火箭在起飞阶段，速度是逐渐增加的，当它的速度达到较高水平时，已经处于稀薄的大气层甚至大气层之外的空间了，空气对其产生的影响相对较小。

所以，除了要具备将物体送上太空以及使其飞行足够远的距离的能力之外，如果还能够让弹头在再入过程中完好无损地落回地面，才能算是真正掌握了洲际弹道导弹技术。

【文本来源@苟胜老师的视频内容】