多级运载火箭

多级运载火箭是相互串联而成，每级能获得约4千米／秒的速度，二级火箭就可以获得约7．9千米／秒的第一宇宙速度，可以使卫星环绕地球飞行。如果采用高效率的液体推进剂三级火箭，就可以获得约12千米／秒的速度（大于11．2千米／秒的第二宇宙速度），而使航天器脱离地球轨道而进入太空，实现太阳系中的星际飞行。如使用更多级火箭，则可以使航天器达到第三宇宙速度（16．7千米／秒）或大于此速度而冲出太阳系，实现宇宙星系间航行。

以三级火箭为例，火箭的工作程序如下：

（1）在卫星的发射过程中，第一级及助推火箭首先点火，完成使命后助推火箭先分离，然后第一级与第二级分离。与此同时，第二级发动机点火，顶部的整流罩抛出，露出卫星。当第二级完成任务后，即与第三级分离。当第二级火箭分离后，第三级火箭点火工作，飞到预定高度后发动机关闭。顶部的卫星如有必要将会在准确的方位上开始自旋（有的卫星在进入轨道后才自旋）。此时小爆炸螺栓按指令点火，先释放出第一颗卫星，然后释放第二颗卫星（整流罩中串行放两颗卫星时）。一旦第三级火箭完成使命，就会与所发射的卫星保持一定的安全距离，进入另一条轨道，以免撞毁卫星。第三级火箭往往成为太空垃圾，随着轨道下沉，最后坠入大气层烧毁。

卫星在发射时，天线和太阳能电池帆板等部件通常是处于折叠状态。卫星尺寸和外形不同，应选择不同型号的头部整流罩。双星发射时，底部的卫星由一个名叫双星发射系统的碳纤维保护罩保护着。

（2）如果是发射宇宙飞船，前两级工作程序与卫星发射相同。当第三级点火后，便将航天器——飞船推向外层空间，脱离地球引力而超过第二宇宙速度。进入轨道后，第三级火箭便与航天器分离，航天器点火，靠自身动力系统在太空中飞行，三级火箭便成为太空垃圾。例如，美国的阿波罗号登月飞船的运载火箭——土星5号，就是以液氢和液氧作为推进剂的，当第三级火箭点火后将阿波罗号飞船推入奔月飞行轨道，三级火箭此后与船体分离。土星5号第一级燃烧2分30秒，第二级燃烧6分30秒，第三级燃烧约2分30秒，便把飞船送入绕地球飞行的轨道。第三级继续燃烧5分30秒，便把飞船送入飞向月球的轨道。