刘一手

太空是浩瀚而空洞的——各大行星、恒星相距甚远，星体间的空气中空无一物，近乎真空。而且太空中引力较弱，物体都是呈漂浮状。貌似只要轻轻一推，物体就能很容易地飞跑起来，再加上没有空气阻力，在太空中高速运动似乎并不难。但现实并不是如此，于是有人提出了疑问：人类的飞行器为什么不能轻易地在太空中加速，实现光速飞行？本文将从几个方面去解释这个问题。

传统火箭推进完全做不到！

我们所想象的“轻轻一推”就能将太空中的物体推飞其实是一个错误的印象。根据牛顿第二定律F=ma，一个一定质量的物体，要使其获得很高的加速度，必须给这个物体很大的外力，在太空中这个定律也成立。这就说明，虽然物体在太空上是悬浮的，但是要想使它快速地运动起来，也没有那么容易，因为巨大的推力也不是随随便便就能获得的。

目前唯一能帮助人类突破地球引力的束缚而进入太空的工具是火箭。飞行器之所以能飞行，其原理是尾部火箭燃烧喷出气体，从而使自身获得反冲力。要想获得持续的加速度，必须要有足够的火箭燃料。但靠增加燃料载荷来提升最终速度的话，燃料质量的增速远大于最终飞行器速度的增速。因为火箭是分级推进的，很多燃料被用于火箭自身的加速了。举个例子，假设飞行器后面安装了100根火箭。最后一根火箭用于前面所有火箭（此时是99根）和飞行器本身的加速。最后一根火箭脱落后，倒数第二根火箭面临同样的问题，以此类推。……