星阅读丨火箭方程

想象一下，当火箭位于空旷的太空时，火箭及其喷气构成一个封闭的系统，根据牛顿定律，火箭获得的动量与每一瞬间的喷气所获得的动量大小相等且方向相反。在真空中，宇宙飞船只需滑行就可以到达任何距离，因此衡量火箭的真正标准是它通过运行发动机所能达到的速度，即“Δv（delta-v）”。

火箭飞行计划中的每次操作——例如到达地球轨道、在行星之间转移或降落在外星世界——都需要特定数量的Δv（delta-v），在轨道力学定律中这是不容妥协的。火箭Δv（delta-v）大小的计算对于火箭技术至关重要，因此被称为火箭方程——一个对航天具有重大影响的简单公式。

将稍重的有效载荷提升到太空需要成倍增加的燃料，而火箭材料或设备质量的任何微小节省都会显著减少所需的燃料。通过火箭方程，科学家们证明了乘坐火箭进入太空是可能的，但需要先进的工程和材料科学，而这些在20世纪50年代和60年代才出现。

· 火箭方程式表明，火箭发动机的性能应通过喷气速度来衡量。然而，为了避免将公制单位转换为英制单位时出现问题，发动机性能或“比冲量”(lsp) 通常以秒为单位：物体在地球重力作用下下落达到发动机喷气速度所需的时间。地球引力只是为了方便单位使用——相同的量适用于宇宙中的任何地方。

  小贴士  

本文节选自：《30-Second Space Travel》

作者：Charles Liu, Karen Masters, Allen Liu

出版社：IVY PRESS

翻译：张帆

编辑：吴芳