如果人类想飞上太空，必须克服两大阻力：地球引力和空气阻力。

                                                                                      地球引力

      什么是地球引力呢？

     1686年，牛顿发现：在宇宙中，任何两个物体间都有相互吸引力。这种吸引力到处存在，所以称为万有引力。牛顿认为：物体的质量越大，引力就越大。

      牛顿揭开了人类不能飞天的秘密：地球引力！

      地球引力，又称为地心引力。地球引力是一种看不见摸不着，但事实存在的一种自然现象。

      根据牛顿的万有引力定律和运动三定律；地球的质量太大，而人类的质量太小。地球的引力太大，而人类的引力几乎为0。人类被强大的地球引力吸引，所以不可能离开地面，更别说离开地球了。

                                                          地球引力：自然的力量。

       如果没有地球引力，自由飞翔，那多好啊！

       不！

      如果没有地球引力，咱们就不能在地球上行走、活动，一不小心就飘起来，一用劲就会飞出地球。

      如果没有地球引力，空气就会逃出地球，大气层将不复存在，人类将无法生存。

      如果没有地球引力，飞机等航天器就飞不上天。人类还会怎么样呢？

      如果没有地球引力，地球就不会是圆的，月球早就飞向浩瀚的宇宙。

      如果地球引力太大，世界会变成另外一副样子。

      如果地球引力太大，咱们将时刻背负极重的引力，步履维艰，甚至不能行走。

      如果地球引力太大，火箭、卫星、飞船等航天器就不能突破卡门线，就飞不上太空。

      如果没有地球引力，或者地球引力太大，人类将演变和进化成另外一副模样。

      人类会长成什么模样呢？

                                                             地球引力，也是人类进化的力量。

                                                                         空气阻力

        什么是空气阻力呢？

       地球外面有一层大气层。大气层离地面越低，空气密度越大。大气层随地面高度增加而减少，越高空气越稀薄，阻力就越小。稠密大气层的厚度大约在1000千米以下。

       大气层分为对流层、平流层、中间层、电离层和外大气层，再外面就是遥远太空。

       对流层：最靠近地球表面，厚度大约为10～20千米。10千米内，空气很厚。10千米～220千米，开始稀薄。

       平流层：大约距地球表面20～50千米，空气稀薄。

       中间层：大约距地球表面50～85千米，空气很稀薄。

       热成层：又称为电离层，大约距地球表面100～800千米，极少空气。

      外大气层，几乎没有空气。                   

                                                                      地球的大气层

       大气层的空气能形成空气阻力。火箭在空气中运动时，会与空气产生摩擦力，形成空气阻力。空气阻力的大小与火箭的速度、火箭的形状等都有很大的关系。火箭的速度越快，体积越大，受到的空气阻力就越大。

        科学家测定说：音速每秒大约340米。当火箭速度达到2倍音速，也就是每秒680米。由于空气的摩擦，火箭开始出现气动漂移，温度增高。如果速度再快，火箭会出现燃烧，甚至爆炸和解体。

        怎么克服空气阻力呢？美国火箭理论家戈达德告诉了一个巧妙的火箭发射原理。火箭主要克服从地面到100千米以内的空气阻力。减少空气阻力的主要方法：强大的动力、流线型的箭体、特种耐高温材料与涂料、合理的飞行时序。

       现在，人类有2种方法突破地心引力和克服空气阻力：运载火箭、太空飞机。目前，火箭是人类唯一一种突破卡门线，进入太空的方法。但是，不论是液体火箭，还是固体火箭，推力有限，已经到了的无法再提高的地步。目前，各国拼命研制核动力等火箭，希望提高火箭的可靠性和安全性。

       人类一直梦想坐着飞机上太空。美国和苏联的航天飞机是一种垂直起飞、水平降落的实验性飞行器。航天飞机没有自己的动力，相当不安全，所以淘汰。太空飞机是一种水平起飞、水平降落的飞机。如果太空飞机不能进入天空，或者重返大气层，可以像飞机一样在普通机场降落，可靠性和安全性极高。目前，美国的“太空船-2”已经试飞成功。美国太空探索技术公司等也在研制水平起飞、水平降落的太空飞机。坐着飞机上太空的梦想即将实现。

                                                                       大气层的分类和高度

                                     宇宙速度

怎样才能克服地球引力、空气阻力，飞上天空和太空呢？

根据牛顿的万有引力定律，人类只能用速度战胜引力。

在人类世界上，速度最快的是火箭。若要让火箭离开地球，飞上太空，必须沿着地球引力相反的方向，也就是向上的方向，拼命加力和加速运动。当达到一定速度时，火箭就停止加力和加速，以飞行的惯性和速度奋力向上。最终，火箭突破卡门线，脱离地球引力，到达太空。

怎样才能知道火箭脱离地球引力的速度呢？

科学家早就计算出来了：三大宇宙速度。

三大宇宙速度，为太空飞行提供理论和方向，具有巨大的科学价值。

如果低于第一宇宙速度，火箭将亚轨道飞行，返回地球A和B。当到达第一宇宙速度，火箭进入环绕地球轨道的圆形轨道C。当更高速度，火箭将近入椭圆轨道D。当达到第二宇宙速度E时，火箭将沿着抛物线轨道离开地球。

                                  三大宇宙速度

第一宇宙速度：又称为环绕速度。第一宇宙速度为每秒7.9千米。第一宇宙速度能挣脱地球引力，但不能飞出地球引力的范围。火箭能将卫星等航天器送入环绕地球飞行的轨道，所以称为环绕速度。如果不能达到或超过第一宇宙速度，物体会抛物线飞行，重新落到地球。

第二宇宙速度：又称为脱离速度。第二宇宙速度为每秒11.2千米。第二宇宙速度能脱离地球引力。火箭将太空探测器等航天器送入地球引力以外，但不超出太阳系的轨道，所以称为脱离速度。

第三宇宙速度：又称为逃逸速度。第三宇宙速度为每秒16.7千米。第三宇宙速度能脱离太阳引力。火箭将太空探测器等航天器送入飞出太阳系的轨道，所以称为逃逸速度。

                                           速度战胜引力

                                           火箭助推器分离

               冲出卡门线