我們經常在電視或者手機上看某某火箭發射影片，每每看到火箭一級一級的將航天器送入太空的畫面時，我們內心都不由的感嘆我們人類的偉大，雖然我們在現在直播的動畫中看到的都是火箭直接將航天器送入軌道，但是在實際現實中，火箭和航天器分離的那個剎那航天器還沒有真的達到預定軌道高度，只是為了像大家演示發射過程提前中斷了罷了，當然從火箭和航天器準確分離的那一瞬間也基本上代表了航天器已經成功發射。我們在學校的時候就知道有宇宙三大速度，按照宇宙速度定義中描述的：航天器要想繞地球運轉速度就要達到7.9KM/S，航天器要想脫離地球的引力飛往太陽系的其他星球飛行速度就要達到11.2KM/S，航天器要想離開太陽系飛往太陽系以外的宇宙飛行速度就要達到16.7KM/S。按照書本上的定義來說是這樣的，但是在現實中所有的航天器並不是準確的以這個速度長期在軌執行的。舉個例子，比如我們知道地球軌道按照軌道高度不同其傾角也是不一樣的，傾角不一樣那航天器的執行的軌跡就不再是一個圓了，而變成一個有很靠近地球的近地點和裡地球最遠的遠地點的橢圓，而且在這個橢圓中由於地球引力的作用速度也不一樣，比如國際空間站執行在距離地面400KM的近地軌道上（近似標準圓的橢圓），但是因為國際空間站本身沒有動力，所以隨著時間的運轉其繞地球一圈的飛行速度也會逐漸降低，受到潮汐的作用其在軌執行高度也會逐漸下降（橢圓會越來越扁），長時間以往國際空間站在飛行到近地點時就會和大氣層接觸而墜毀在大氣層內，所以就需要定期為國際空間站運輸物資的飛船幫助其抬升執行軌道高度，那飛船又是如何幫助國際空間站提升執行軌道高度的呢？其實並不是我們想的飛船在國際空間站下面往上頂，而是推動著國際空間站加速運動，隨著執行速度的增高在離心力的作用下，國際空間站的執行高度就會上升到安全高度。這就是為什麼新聞中偶爾報道飛船為國際空間站提升執行軌道的方式。還是以發射火箭來說，因為火箭受到推重比的限制，所有的火箭都是沒有辦法將衛星直接送入執行軌道的，所以早期火箭和衛星分離後，衛星需要依靠自身的動力自己飛到其執行的軌道上，這樣做雖然簡化了發射流程，但是缺點也不少，比如衛星要依靠自身的燃料入軌，所以勢必會影響衛星的在軌執行壽命，其次衛星所裝備的發動機的推力都比較小，所以從火箭與衛星分離到衛星準確進入軌道這一段用的時間特別長，很多發射成功一半失敗一半的意思就是火箭和衛星準確分離了，但是衛星卻沒能進入預定軌道。近地軌道的話用時還比較少，一般會透過人工地面控制的方式操控航天器依靠自身動力飛到預定執行軌道上。太陽同步軌道等高傾角衛星有的因為誤差太大的原因都會主動放棄，或者飛行用時都會很長，一般得兩三天，按照這種發射模式算的話，因為火箭在和衛星分離的時候，衛星還沒有準確進入預定軌道執行，所以其執行速度是低於第一宇宙速度的，但是速度已經很接近第一宇宙速度了，所以某些低軌道的航天器在慣性的作用下其繞地運轉速度也能達到7.9KM/S。好在現在有了一種“太空擺渡車”（就是所謂的上面級），和我們機場見到的擺渡車作用類似，比如所要坐的飛機距離登機口比較遠（類似不同軌道之間的距離），這個時候機場會有專門的擺渡車將你送到登機車面前。而太空擺渡車的作用就是在火箭和航天器分離後，將航天器運送到航天器所執行的軌道高度上，這樣既節省了航天器自身的燃料，而且太空擺渡車的推力肯定要比航天器自身的推力大，這樣從分離到入軌用時就比較少，而且面對一箭多星發射時，太空擺渡車可以將多顆衛星同時送入同一軌道或者依次送入不同軌道。但是在發射登月器或者火星探測器等非繞地航天器時，就算有太空擺渡車也不能直接將航天器送入地月切換軌道，雖然從理論上來說可以這樣做（去年美國獵鷹重型火箭直接將一輛1噸多重的跑車送到了飛往火星的霍曼轉移軌道），但是這樣做載荷比太低不值得。比如要想實現人類登月計劃，就需要一枚重達3000噸的超重型火箭。比如美國曾經的土星5號重型火箭發射阿波羅飛船的時候，阿波羅飛船和土星5號火箭第三極會有一次停機過程，在第一次停機的時候，因為第三級和阿波羅飛船還沒有分離，而且其飛行速度還沒有達到第一宇宙速度，所以第三級包括飛船隻能短時間在這個待機軌道執行一段時間（這樣做的目的為了檢查飛船是否工作正常，是否具備飛往月球的能力，如果有問題就直接返回地球了）。但是在發射無人的月球探測器的時候就沒有這個中間停機過程了。第三極在二次開機將飛船的加速到一定速度後就分離了，但是在這個時候因為飛船的速度還沒有達到脫離地球引力束縛的第二宇宙速度，所以阿波羅飛船還是屬於一顆軌道傾角很高的繞地衛星，這個時候就會有我們偶爾知道的近地點和遠地點的兩點，飛船依靠自身的速度將遠地點的高度變得越來越高，當遠地點執行高度和月球軌道相切時，飛船就進入地月轉移軌道了，也就等於可以開始準備登月了，返回時過程則相反。所以總結一下就是，依照人類現有的技術是沒辦法將火箭的末級速度做到第一宇宙速度的，所以都需要航天器透過自身的動力或者藉助太空擺渡車來實現精準入軌，更別提做到第二宇宙速度了，而且現實中所有的登月或者星際航天器在逃離地球的引力束縛的時候，都會透過自身加速來增加遠地點的高度和動能，這樣就可以以消耗最少的燃料飛離地球了。

能肯定的是，火箭最後肯定達不到第二宇宙速度。三個宇宙速度，第一是環繞速度7.9km/s，第二是脫離速度11.2km/s，第三是逃逸速度16.7km/s。

其實發射火箭運載衛星只需要把他送到軌道上，也就是說只需要達到環繞速度即可。按照最節省燃料的原則，人類發射火箭肯定是在留有餘量的前提下，用最少的燃料將其送往預定位置的。另外，如果到達第二宇宙速度，在進入預定軌道前可能還需要減速才行，這個得不償失。

其次，具體的速度是根據發射不同的目標軌道，其速度是不一樣的。例如高度為500公里的太陽同步軌道，入軌時速度為7.6km/s。如果是地球同步轉移軌道，入軌時速度可以達到10.1km/s。而發射地月轉移軌道，火箭入軌時速度可達10.8km/s。

綜上，火箭速度最高可達10km/s，並未達到宇宙第二速度，這是根據發射目標決定的，如果要脫離地球那肯定是要超過宇宙第二速度的。

目前人類發射火箭是能夠達到第二宇宙速度的，只有這樣才能飛出地球引力，否則怎麼能夠前往其他行星探索呢。

人類已經發射了很多飛行器前往地球希爾球之外的星球進行探索，比如太陽、水星、金星、火星、木星、土星、天王星、海王星、冥王星等，最遠的探索航天器已經到達柯伊伯帶探測小行星，而飛行最遠的探測器已經到達距離我們216億多公里的深空，向太陽系外飛去。

火箭只是一個運載工具，發射運載火箭就是把某個物體送到預定目標。

現在發射的航天火箭主要是運送衛星、探測器或者宇宙飛船。一般來說，發射高度為500公里的地球軌道，火箭入軌速度要達到第一宇宙速度，也就是7.6公里/秒；發射地球同步軌道衛星，則要達到每秒10.25公里；發射探月航天器或者宇宙飛船，則要達到每秒10.8公里的速度；發射到地球引力以外行星航天器，則要達到每秒12~20公里的速度，超過第二宇宙速度。

在地球大氣條件下，火箭開始是不能飛得很快的，也飛不了很快。這是由於空氣阻力和化學推進劑的比衝量問題。目前得化學推進劑噴射速度只能達到4.2~4.5公里，因此要一次性加速使火箭達到第一宇宙速度是不可能的，這樣就發明了多級火箭。

世界航天鼻祖之一，俄羅斯科學家齊奧爾科夫斯基有一句名言：“地球是人類的搖籃，但人類不可能永遠被束縛在搖籃裡。"

他最先論證了利用火箭金星星際交通、製造地球衛星和近地軌道站的可能性，指出了製造航天器和火箭的合理途徑，找到了火箭液體發動機結構等重要工程技術解決方案。1903年他在論文《用火箭推進器探宇宙》重提出了著名的火箭理想速度公式。

表述為：VK=Pb g0 Ln[（GT+GJ）/GJ]

式中： VK為火箭的末速度，Pb為比推力（比衝），g0為地面的重力加速度，GT為火箭起飛時的推進劑質量；GJ為火箭的結構質量，其中包括有效載荷。

這只是一個理想公式，其中忽略了諸多其他影響因素。但這個公式說明了速度與比推力、質量比之間的關係，成為火箭製造的基礎理論。但中國還沉浸在四書五經的封建王朝美夢時，俄國就出瞭如此偉大人物，因此後來的蘇聯在航天領域領先世界絕非偶然。

根據這個公式，有三種方法可以提高火箭的末速度：一是高能的推進劑；二是儘量減輕火箭重量，用高強度薄材料；三是增加推進劑質量。這幾個方法前兩個都受到科技水平的限制，短期內無法達到；後一個增加推進劑質量的同時，貯箱和結構性質量同步增加，火箭就沒辦法起飛了。

即使能夠勉強起飛，隨著火箭推進劑的消耗，貯箱越來越空，但巨大的貯箱本身質量仍在，火箭拖著一個大包袱一直飛，最終燃料消耗殆盡，也無法達到目標速度。

於是，多級火箭的思想誕生了。二戰結束後，美國繼承了德國科研成果，研製出了第一枚多級火箭，從此多級火箭漸漸成為了航天的標配。

多級火箭的好處就是第一級使用的燃料最多，因此箭體最大，可以把火箭推送到一個初級速度，然後將燒完的空貯罐丟棄，讓火箭輕裝上陣；二級火箭接著點火，用完後如法炮製，餘此類推，最終把有效載荷推送到需要的速度。

現在的多級火箭根據需要達到的速度，分為2~4級，實際上一般航天用的火箭絕大多數為3級。

從人類目前掌握的燃料、發動機等技術水平來看，火箭發射有效載荷還是很小。

中國發射第一顆人造衛星東方紅一號得運載火箭叫長征一號，起飛重量達到81.57噸，最終送上天的東方紅一號衛星重量才173公斤。這個質量比是多少？燃料及其附加設施所佔比重達到99.57%，有效載荷只有0.43%！

隨著火箭技術水平的提升和改進，質量比逐步得到提升。現在的長征五號起飛重量為643噸，近地軌道運載能力可以達到25噸，有效載荷率已經達到了3.7%。而老美在上世紀六十年代發射的土星五號，6次把阿波羅飛船送上月球，起飛重量為2950噸，送達月球軌道有效載荷為47噸，近地軌道運載能力為139噸，有效載荷達到1.6%和4.5%。

火箭把航天器送入軌道後，航天器就自主飛行，這時已經只有很少的燃料，主要用於糾正姿態和變軌。

宇宙飛船也帶不了多少燃料，主要依靠火箭的推力達到速度，留下的一些燃料用於返回時提速或變軌。

登月飛船搭載得2位宇航員登陸月球完成任務後，返回時丟棄了著陸器下半部分，只是利用著陸器位發射架，發射升空上半部分得返回艙，加上月球重力小，用的燃料就不是很多。把2位宇航員送到月球軌道，與一直在月球軌道繞月飛行的阿波羅飛船對接，然後丟掉返回艙，利用一點燃料變軌加速飛回地球。

現在人類發射的航天器初速度都還不是很快，飛往遙遠距離的飛行器，一般會採用引力彈功效應，利用路途的天體巨大引力效應來為航天器加速。

現在飛往太陽系外的旅行者1號、2號，都經過了途中的木星、土星等天體加速；有些還利用地球引力和太陽引力加速，發射的航天器先圍繞著地球或太陽轉幾圈，代獲得加速後在給一點力飛出軌道，飛向遠方。

人類目前最快的飛行器當數去年NASA發射的“帕克號太陽探測器”，這是人類第首顆真正的恆星探測器。

“帕克號”會多次飛經太陽和金星軌道，獲得加速度，最終將在2024年12月從距離太陽表面只有616萬公里的日冕層掠過，承受1400度的高溫炙烤，速度達到每秒200公里！

但憑著人類目前科學技術，還不能載人飛得很遠。因為要飛遠就必須帶足燃料，這樣飛船就要求做的很大，而且主要是燃料艙。因此人類要飛往升空，還要解決很多問題，比如設法研製出高效率能源，如可控核聚變、反物質等，提升發動機的比衝量，使飛船消耗很少的燃料就能飛得更快更遠；還要研究實現飛船生態迴圈功能，使人類能夠在太空長期生存；還要提升飛船安全防護能力等等。

所以，人類飛往深空還是一個遙遠的夢想。