谈起火箭技术，你会联想到什么呢？是登月、探火还是空间站？亦或是那遥远而神秘的星辰大海？你或许想不到，如今这些承载着人类探索星辰大海梦想的 “列车”，在诞生之初却几乎扮演着 “杀人恶魔” 的角色。今天，就让我们一同探寻火箭的起源。
众所周知，火箭的鼻祖源自中国，其实就是我们如今常见的窜天猴。古人将其绑在箭上，使箭的射程更远，那时这种箭被称为 “飞火”，也叫 “火箭”，这大概就是如今我们把这种向后喷火向前飞行的运载器叫做火箭的最初由来。虽然窜天猴与能将人类送上太空的火箭相比，看似有着天壤之别，但它们的根本原理却是完全一致的，即初中物理课所学的反冲原理。通过向后抛出物体，从而获得向前的推力，对于火箭而言，被抛出的物体便是其燃料，这些燃料需要被点燃，进而产生大量的燃气。
中国传统火箭所使用的燃料主要是黑火药，其主要成分包括硝酸钾、硫磺和木炭粉。在初中化学中，我们就学过它的化学反应方程式，从该方程式可以看出，黑火药的燃烧无需氧气参与，这意味着即便在太空点燃一个窜天猴，它也能够飞行，这也揭示了火箭与飞机上使用的喷气式发动机的本质区别，即火箭所喷出的物质完全由自身携带。
到了近代，有科学家受此启发，开始思考利用类似的反应来制造能够冲出大气层的运载器。例如被誉为人类航天之父的俄国科学家齐奥尔科夫斯基在1903年发表了专著《利用喷气工具研究宇宙空间》，其中所提到的喷气工具实际上就是火箭。那火箭的能量该如何衡量呢？通常会用到冲量这一物理概念，初中物理知识告诉我们，冲量等于力与力作用时间的乘积。根据动量定理，给物体施加多少冲量，物体就会获得多少动量，而动量等于物体的质量与速度的乘积。也就是说，若要使同一物体达到更快的速度，或者将更重的物体加速到某一速度，就需要更大的冲量，即火箭的推力与火箭持续喷射时间的乘积。
于是，衡量火箭能力的最基本物理量 —— 总冲便应运而生，它表示火箭从点燃到燃料耗尽所产生的冲量总和。尽管齐奥尔科夫斯基满脑子都是如何利用火箭进行星际旅行，但起初其他人并非如此设想。人们虽渴望突破大气层进行飞行，但运送的不一定是人，也可能是爆炸物。于是德国人率先将火箭应用于军事领域，他们制造出的V-2导弹想必大家都有所耳闻。
V-2导弹是人类历史上第一枚弹道导弹，所谓弹道导弹，是指其飞行轨迹呈弹道状。这听起来似乎是句废话，但实际上，这里的弹道指的是炮弹的飞行轨迹，高中物理知识告诉我们，它类似于一个受到各种干扰的抛物线。弹道导弹其实就是火炮的延伸，只不过它比火炮飞得更远。之所以能飞得更远，是因为它可以携带更多的燃料，从而获得更大的总冲，燃料燃烧的时间越长，它就能加速越久。而对于炮弹来说，其加速距离仅为炮管的长度，一旦出膛，便几乎无法再主动加速。
此外，弹道导弹的飞行轨迹较高，可在大气层边缘甚至大气层之外，这样一来，空气对其的阻力就会更小，从而使其飞行距离更远。因此在尝试了一系列炮管超长的巨型大炮之后，德国人最终选择了V-2弹道导弹。V-2导弹的燃料是酒精和液氧，将两者混合点燃后喷出即可获得推力，在飞行一段时间燃料耗尽后，它会像出膛的炮弹一样依靠惯性继续飞行直至完成剩余航程。与炮弹不同的是，V-2导弹可以利用惯性导航技术修正飞行轨迹，使其沿着预设路线命中目标。当然，当时的导航技术还比较落后，所以目标的精度大致和伦敦的面积差不多，能否准确命中目标，很大程度上只能听天由命。
那么，这样的导弹与发射卫星的航天运载工具之间有什么联系呢？其实，早在牛顿时代，他就曾设想过，如果在山顶上架设一门大炮并向前发射炮弹，炮弹会飞出一条近似抛物线并落在地上。随着大炮射程的不断增加，这条抛物线会越来越远，倘若远到能够环绕整个地球，会出现什么情况呢？经过计算，牛顿认为炮弹会绕着地球做圆周运动，最终击中大炮。
在现实中这是很难实现的，因为地球表面存在空气，炮弹很容易因空气阻力而减速。但如果让炮弹在大气层外飞行，空气就无法对其进行减速，它就有可能一直绕着地球旋转下去。经过推算，如果炮弹的速度能够达到每秒7.9公里，这一设想就有可能实现。而如今，我们拥有了比传统大炮强大得多的超级大炮 —— 弹道导弹，这使得航天的设想有了实现的可能。
二战之后，美国和苏联瓜分了德国的弹道导弹技术，并不断对其进行改进和完善。在那个时期，他们的主要目标就是让导弹飞得更远，而根据抛物线的原理，导弹飞得越远，其飞行高度就越高，最大飞行速度也会越快。所以在当时弹道导弹和运载火箭有着相同的目标，即提高总冲。美国和苏联最早的运载火箭均源自他们的弹道导弹。
例如，苏联的第一枚运载火箭是P-7，也有人称其R-7，这是因为俄文中的 “p” 与英文中的 “r” 相对应，而 “火箭” 的英文是 “Rocket”，俄文是 “ракета”。实际上，R-7正是苏联的第一款洲际弹道导弹，北约将其命名为SS-6。该火箭的总设计师是科罗廖夫，他堪称火箭领域的达人。美国也不例外，他们不仅获得了V-2弹道导弹的技术，还招揽了V-2导弹的总设计师冯·布劳恩本人。不过，美国对弹道导弹技术的热情似乎不如苏联，只是在V-2的基础上进行了一些改进，研制出了红石弹道导弹。虽然红石弹道导弹还远未达到洲际弹道导弹的水平，但它却开启了美国的航天之旅。
1957年，苏联使用德尔塔火箭成功发射了他们的第一颗人造地球卫星斯普特尼克1号。看到苏联取得的成就，美国自然坐不住了，于是决定发射自己的卫星。他们使用的是经过改造的红石导弹，即朱诺一号火箭。然而红石导弹的能力与R-7相比相差甚远。那该怎么办呢？美国只好把卫星做得小一些，小到什么程度呢？仅有14公斤，甚至有一张著名的照片显示，三个人就能将其举起。相比之下，苏联的卫星重达80多公斤，我可举不起来呀。用我们所学的知识来解释，就是红石导弹的总冲比R-7要小得多，在加速到第一宇宙速度的情况下，苏联能够运载80多公斤的卫星，而美国只能运载十几公斤的卫星。
既然苏联的运载火箭是由洲际弹道导弹改造而来，那么是否意味着拥有运载火箭技术的国家就一定拥有洲际弹道导弹技术呢？答案并非如此。虽然弹道导弹技术是运载火箭技术的基础，一个国家拥有运载火箭技术，确实可以制造出弹道导弹，但不一定是洲际弹道导弹。因为洲际弹道导弹不仅要将弹头送上天，还需要确保弹头在落地爆炸之前完好无损。
这听起来似乎很简单，但实际上难度极大。用中学物理知识来分析，对于抛物线运动，射程越远，抛出的速度就越大，落回地面时的速度也就越大。弹头从太空重新落回地面的过程被称为再入，在这个过程中，由于空气的挤压和摩擦，弹头表面的温度会极高，高到一般材料都难以承受的程度。
那为什么火箭起飞时不会出现这种情况呢？这是因为火箭在起飞过程中，速度是逐渐增加的，当速度达到较高水平时，火箭已经处于稀薄的大气层中，甚至是在大气层之外了。所以除了将物体送上天并使其飞行很远之外，还需要让弹头在再入过程中完好无损地落回地面，才能算是真正掌握了洲际弹道导弹技术。
【文本来源@返朴的视频内容】
