星際飛行中不可以直線飛行嗎？會有哪些困難？

關於天體之間的距離我們一般都取直線，比如地球到月球的距離為38.4萬千米，或者地球到太陽距離大約為1.5億千米，但我們知道，當年阿波羅登月飛船的速度大約是11.2千米，假如按直線飛行那麼半天不到就到了，但事實上飛了三天，而現代很多探測器則可能更久，這又是為什麼呢？

如何飛離地球？

300多年前牛頓就給我們畫了一張草圖，告訴大家怎麼離開地球前往太空，方法很簡單，繞著地球做圓周運動，當這個圓周運動的速度產生的“離心力”大於地球的引力時，那麼它就可以完美的到達環繞地球的軌道，在地球表面時這個速度大約是7.9千米/秒，當然低空大氣太過密集，要保持這個速度非常困難，因此在到達這個速度之前儘快爬高到幾乎沒有大氣的太空則是另一件重要事情！

但其實根本不需要牛頓那麼麻煩，只要咱願意我們甚至可以造一個梯子，慢慢的爬出去，或者駕駛一艘飛船，直接地面慢慢升起一直到宇宙空間，比如長征五號從文昌發射中心起飛後需要跨越上千千米才能到達近地軌道！但從地面起飛只需要數百千米即可到達太空，很明顯後者距離短得多，為什麼要選擇路途遙遠的方式而不選擇捷徑呢？

沒有如此高比衝的火箭直接爬高距離可能更遠

比如土星五號第一級火箭只能燃燒150秒，它只能將火箭推高到68千米的高空，在這150秒內，它將燒掉2000多噸燃料！二級火箭工作流分鐘，將飛船送至170千米的高空，此時火箭速度約為7千米/秒，距離第一宇宙速度只有一步之遙！

三級火箭工作月2.5分鐘，到達了191千米的軌道，此時飛船速度7.75千米/秒，這個高度的第一宇宙速度會比地面的第一宇宙速度稍低，因此三級火箭到這裡就完成任務了，因為飛船已經可以環地球軌道工作了！

假如直接爬高呢，假設將其彈道豎直，那麼這個高度可能已經到達500千米，那麼是否能滿足飛行器不掉落的水平呢？不能，因為它的垂直起飛，沒有水平速度分量，因此在這個高度上大約只有500米/秒的速度，距離7.7千米/秒大約還有7.2千米/秒！

其實靜止衛星就已經給我們算好了，大約3.6萬千米的軌道即可讓垂直爬升的火箭擁有不掉落速度（因為火箭起飛的時候帶了地球自轉的分量，按從赤道上發射計算）

事情就變得很簡單了，走直線需要飛3.6萬千米，在環繞地球軌道的線路只要幾千公里，哪個更划算？很明顯是走環繞地球方式比較簡單，而且可以利用地球自轉的速度節省部分燃料，所以現代火箭發射不走直線，都是取橢圓軌道（閉合，會回到原點），拋物線（飛離地球），雙曲線（飛離地球）這三種！

引力場中走測地線是最近的

因此阿波羅飛船從地球待機軌道上前往月球時，它其實只將飛船軌道在近地點時加速將橢圓軌道的頂點拉高，使得飛船到達遠地點時能夠著月球的引力範圍，如果到達遠地點時，月球剛好在那個位置，那麼大部分時候都是飛船減速，以便讓月球引力捕獲飛船！從而進入換月球軌道！

但很多時候由於火箭推力的原因，一次加速並不能讓軌道頂點到達月球，那麼需要第二次加速甚至第三次第四次，一直到這個軌道定點逐漸抬升，頂點可以夠著月球，這從中國早期的嫦娥任務中就是這麼操作的，而印度的曼加利安號火星探測器，則是將這個霍曼轉移軌道方式發揮到了極致！

質量告訴空間該如何彎曲，空間告訴質量該如何運動

地球和月球或者太陽與火星都是大質量的天體，廣義相對論告訴我們大質量天體彎曲了周圍的時空，在這些彎曲時空中的運動需要遵守能量最低原理，它產生的軌道就是貼著測地線行走，而這個測地線的軌跡和質量體本身的速度與方向有關，有的是正圓形軌道（這種情況極少而且是理想化的），大部分都是帶有離心率的橢圓軌道，而只要速度足夠，那麼它將能到達拋物線和雙曲線軌道，那麼它將不會回到原來出發的那個點！

所以咱只要不缺燃料，無論走直線還是曲線都可以到達，但就成本方面考慮，那麼還是遵守質量在引力場中的運動方式比較合適！不過有一個要提醒一下，即使如旱地拔蔥般的飛向月球，它走的依然不是直線，同樣是一條彎曲的軌道，因為地球本身在自轉，除非它從南北極出發，否則它就會不自覺的走出一條彎路來！

不會飛直線，

會飛拉格朗日走廊，

星際空間中有一些引力平衡點，稱拉格朗日點，引力平衡點連成的走廊稱為拉格郎日走廊，走拉格朗日走廊是比較省力省燃料的，