从牛顿说飞天

自从航天技术问世以来，它的第一个世人瞩目的成就就是把人造地球卫星发射到太空去。1957年4月，苏联发射了第一颗人造地球卫星，从此人类开始了进军宇宙的历史，人造地球卫星也成了我们研究太空的得力帮手。

在太空飞行中，人造卫星能够完成各种使命，所以它的神通是相当大的。但是怎样才能使卫星围绕地球转动而不掉下来呢?又怎么能使卫星飞离地球到达其他星球呢?这一切问题还要从牛顿说起。

牛顿和苹果

说起牛顿就不能不说他和苹果的故事。

一天，牛顿正坐在一棵苹果树下面思考问题。当他正入迷地思索之时，突然脑袋上被重重地砸了一下。

牛顿的思维一下被打断了，他感到十分恼火。于是就向周围看去，想知道是谁捣的鬼。可他看了半天，周围哪有人啊。这时他瞥见了离他不远的地上有一个大苹果，于是他马上明白了一切。牛顿上前把苹果拿了起来，突然产生了一个疑问。别小看这个疑问，这可是导致了一个伟大定律的诞生。

其实这个问题很简单，我们大多数人却都忽略了，那就是，这个苹果为什么砸在我的脑袋上?顺着这个问题思索，最后牛顿终于发现:在任何两个物体之间都存在相互的吸引力，不管是人和动物，还是和地球之间，这个吸引力都是存在的，而且它的大小还有一个规律。牛顿把它总结了出来，于是就有了万有引力定律。

牛　顿

这个定律说，任何两个物体之间都存在着相互的吸引力。一般来说，物体质量越大，它们之间产生的吸引力就越大，比如地球的质量就非常之大，所以它才能把人牢牢地吸引住;而且物体之间距离越近，它们所产生的吸引力也越大，比如你站在地球上而我站在月球上，那么地球对你的吸引力要比对我的吸引力大得多。

因为万有引力的存在，所以我们向天上扔一个石块，不管你有多大劲，最终它还是要落到地面上，但是我们也有这样的经验，你用的力越大，石块飞得就越高和越远。

三个宇宙速度

进一步设想，如果我们使石块的速度再加大，当大到一定的程度会怎样呢?

这时奇迹就发生了，石块不再落到地面上，而是围绕地球飞行，我们就可以称这个围绕地球飞行的石块为地球卫星。

第一宇宙速度

由此可以得出一个结论:要让一个物体成为人造地球卫星，首先要使它达到一定的速度。那么这个速度要多大呢?

经过科学家的计算，这个速度大约为7.9千米/秒。这就是说，一个物体被抛向天空时，如果它的速度达到7.9千米/秒，它就能够围绕地球不停地运转，从而成为地球的卫星。

这个速度是能成为地球卫星的基本条件，通常我们称它为第一宇宙速度，也称为环绕速度。

为什么会产生这种情况呢?

这是因为当一个物体围绕某一点转动时会产生一个力，这个力就叫做离心力。随着速度加快，离心力会越来越大。杂技演员在表演水流星节目时，就是利用了这个原理。

首先，他在一根绳子的两端固定两个碗，而碗里装满了水。我们都知道，在静止的情况下，如果碗口朝下，那么水一定会洒出来，但是当演员把绳子转动起来，达到一定速度的时候，转动的碗会产生一个离心力，绳子在这个离心力作用下就被拉直了，而碗里的水同样在离心力的作用下紧紧地贴在碗的底部，即使碗口朝下水也不会洒出来。

也就是说，转动的速度给了碗和水一个离心力，使它们企图飞向远方，但是由于绳子有拉力作用在它们上面，所以当这两个力相互平衡的时候，绳子也松不了，水也洒不出来。

卫星围绕地球转动和上面讲的水流星很相似。具有一定速度的卫星就好像是那个碗，想要飞离地球，而地球的引力就好像一根无形的绳子拉住卫星，使它不能逃离地球的吸引。这样一来卫星既不能飞离地球，也不会被地球吸引落到地面，它只能围绕地球不停地转动。

第二宇宙速度

如果卫星的速度再大会怎么样呢?

如果卫星获得的速度再大，当达到11.2千米/秒时，它就能脱离地球的引力，成为太阳系的一颗行星。

我们称这个速度为第二宇宙速度，或者叫脱离速度。

第三宇宙速度

速度还能再大吗?再大又会怎么样呢?

如果速度再大的话，当达到16.7千米/秒以上时，卫星就能脱离太阳系的怀抱，飞到其他星系去了，我们称这个速度为第三宇宙速度，或者称为逃逸速度。

这三个宇宙速度很有意思，因此请记住这三个有特殊意义的数字。