（第一节）探索火箭发展的历史
火箭是由中国人发明的，中国是古代火箭的故乡。由中国古代科学家最早运用火药燃气反作用力原理创制的火箭，在当代科学精英的手中发展成为运载飞船升空的大力神，这是我们每个炎黄子孙都引以为自豪的辉煌成就。火箭出现后，在中国被迅速地用于军事行动和民间娱乐中。10~13世纪，在宋、金、元的战争中，已应用了火枪、飞火炮、震天雷炮等火药武器。而由古代兵器发展成为现在的飞天火龙，火箭技术经历了质的飞跃，让我们一起探索一下火箭的发展历史。
一、火箭的诞生地——中国
自古以来中国就是世界上最早使用火箭和火箭技术最高的国家。大约在南宋时期，人们用球状火药包装在箭头杆附近，点着引线之后，用弓箭射出去杀伤敌人；后来人们将火药装填在竹筒里，火药背后装着细小的“定向棒”，用来点燃引火管上的火硝，使筒里的火药迅速燃烧起来，从而产生向前的推力，使之飞向敌阵，然后爆炸，杀伤力很大。这就是世界上最早的火药火箭，它与现代火箭发射原理基本是相同的。说到火箭的发展，不得不从火药说起！
我国是最早发明火药的国家，关于火药的起源，大约可以追溯到西晋时期。晋代有位著名的道士，叫葛洪。在他撰写的《抱朴子·仙药篇》里记载有用雄黄、硝石、猪大肠油和松脂共炼丹药的记载。雄黄含有大量的硫，硝石是强化剂，猪大肠油和松脂含有碳。硫、硝、碳是火药的基本成份，这实际上已经是一种火药了。迄今为止，最早的火药配方，保存在唐元和三年（公元808年）清虚子撰写的《铅汞甲庚至宝集成》卷二之中，称“伏火矾法”。其内容为：“硫二两，硝二两，马兜铃（草药，烧燋即炭）三钱半。入药于罐内与地平。将熟火一块、弹子大，下放里面，烟渐起。”中唐时期的《真元妙道要略》一书里记载：“以硫黄、雄黄合硝石并密烧之，焰火烧手面及烬屋舍者”；“硝石……生者不可合三黄（即硫黄、雄黄和雌黄）等烧，立见祸事。”由此可见，当时人们已经掌握了火药燃烧和爆炸的性能。
自火药发明以来，很快就应用于军事方面，相继出现了一系列火药武器，其中之一就是火箭。公元969年，北宋军事机关曾经试验过火箭；公元975年，宋太祖灭南唐，作战时就用到了火箭；公元1000年，北宋神卫水军队长唐福曾因制造火箭等武器受到朝廷嘉奖。
火药武器的出现，受到军事家们的高度重视。宋朝的火箭全是单发的，点燃一根火绳发射一支火箭，叫单发箭。明代出现了多发火箭，点燃一根火绳，可以发射出几支、几十支，甚至上百支火箭。多发火箭种类很多，例如，虎出穴箭（5支）、火弩流星箭（10支）、火龙箭（20支）、长蛇破敌箭（30支）、一窝蜂（32支）、群豹横奔箭（40支）、百虎齐奔箭（100支）、神火箭牌（100余支）等等。
16世纪中期，人们又发明了一种新式火箭，名叫“火龙出水”。关于“火龙出水”，在明代后期出版的《武备志》、《火龙经》等兵书中都有记载。这种新式火箭采取传说中龙的形象，目的在于壮大声势，以达到惊吓敌人的目的。据《武备志》介绍，其制造方法如下：先截取一根五尺长的毛竹，然后去节，刮薄，作为龙身；再用木头雕成龙头、龙尾，分别安装在龙身前后，这样就成为一条龙。龙腹内装有几支单发式火箭，把它们的引火绳连在一起，从龙头下面的孔洞中引出来。接着在龙身的前、后两部，分别斜安上两支大火药箭，引火绳仍连在一起。最后，把龙腹内引出的总引火绳连在前部两个火药筒的底部。这样，就制造出了一个火龙出水的新式武器。火龙出水的发射原理跟现代的多级火箭发射原理很相似，所以认为它是现代的多级火箭的鼻祖。
二、火箭技术的传播
13世纪中后期，伴随阿拉伯商人以及哲学家们的欧洲之旅，他们将中国的军事思想带了过去，火箭技术也随之流传到了西方。在最著名的阿拉伯军事著作包括叙利亚作家阿里哈桑·阿拉姆的作品中，记述了中国人的火箭。1285年，意大利人已经用上了这样的装置。1个世纪之后，“火箭”一词已经收入意大利词典。但是，文艺复兴时期的欧洲人认为火炮用途更多，更易于使用，而与火炮相比，火箭未免太小儿科了，所以火箭的身影作为名噪一时的火炮的补充手段，出现在15世纪和16世纪的欧洲战争中。
在接下来的几个世纪里，火箭作为一种战术武器出现在许多人的著作里。令人称奇的是，在同一时期，在更多的著作里，出现了火箭现身于节日和庆典的描述。
直到18世纪，军事家们才开始认真对待火箭。法国人在这方面处于领先地位，据说拿破仑对使用火箭尤其热心。最出人意料的是，在18世纪末期的印度，火箭用于军事已经成为寻常事。在抗英作战中，印度人颇费了一番心思部署火箭。将火箭技术用于军事，印度人比欧洲军事家们来得快。18世纪最后20年，在英国人入侵印度的漫长进程中，英国军人在印度火箭兵手下没少吃苦头。对印度人拥有的这种武器，英国的军事战略家们当然会关注。苏格兰旅行家昆廷·克劳弗德（Quentin Craufurd）出版了一部广为流传的游记，其中就有对火箭威力的描述：毫无疑问的是，在土耳其苏丹人和欧洲人很少涉足的印度斯坦内陆地区……我们也见识了火箭。
英国人从战争中获得了宝贵的经验，在不到10年的时间里，英军就已经拥有一支装备精良的火箭部队。1807年，英国和丹麦在哥本哈根的战役中，英军向哥本哈根发射了大约2.5万枚火箭，导致大规模的破坏和恐慌。亲历这次战役的一位士兵所写的报告说：“我相信，这是康格里夫火箭炮第一次参加实战。他们在黑暗中划过夜空时，像无数喷火的巨蟒。依我看，它们让处于围困中的人们极度恐慌。”所谓的康格里夫火箭是威廉·康格里夫（William Congreve）上校设计的，当时他在英军皇家伍尔维奇兵工厂任职。他的火箭是根据缴获的印度火箭设计的，是一种非常简单的装置，不过是一支架在桩子上的填满火药的管子，管子上插着一根点火用的纤维捻子。康格里夫的设计很快被英军采纳，最终成为系列，最小的仅有8公斤重，最大的重达136公斤。
后来，康格里夫火箭频繁地出现在英国参战的各次战役中，包括1809年的秘鲁卡亚俄战役、1810年的西班牙加地斯战役以及三年后的莱比锡战役。最值得一提的是在1812年的美英之战中，火箭在弗朗西斯·斯科特·基的笔下，成了代代相传的美国国歌《星条旗随风飘扬》里的一段歌词：“火箭拖曳红色烈焰，炮弹空中掀起浓烟，黑夜过后黎明初现。啊，星条旗依然可见。”这一段歌词是为了纪念皇家海军和美国抵抗者在巴尔的摩港麦克亨利要塞的战斗。拿破仑时代之后的19世纪中期，黑尔型火箭取代了康格里夫火箭。
第一次世界大战期间，英国、美国、法国、德国军队均使用了火箭，不过，使用范围极其有限。在这一时期，武器设计师们一直在尝试开发多级火箭，以便它携带的有效载荷超过各种大炮，射程达到10公里以上。为达到上述目的，技术方面的困难令人生畏。不难理解的是，随着战争的结束，人们对花费精力开发新武器几乎失去了兴趣。火箭项目犹如接力棒，顺其自然传给了民间工程师和科学家们。这些人相信，火箭具有令人振奋和令人鼓舞的前途。这些人还认为，火箭至少可以将有效载荷送到地球以外，它也是最终能够将人类送往其他星球的装置。
三、现代火箭的雏形
19世纪最后几十年和20世纪初期，科幻小说成了热门。儒勒·凡尔纳（Jules Verne）、H.G.威尔斯（H.G.Wells）两人分别写出了一系列畅销小说。这些书籍不仅卖得好，而且影响特别深远。这些书籍讲述的科学不够严谨，不过对全世界具有科学头脑的人们来说，这些书籍成了跳板，思索外太空探索的年轻人因此大受鼓舞。
还是在19世纪末，有一位后来被尊称为“航天之父”的俄国人齐奥尔科夫斯基，他经过深入研究火箭原理和计算，提出采用“火箭列车”到宇宙空间去旅行的理论，即：当第一级火箭燃烧完后就自动脱落，并引燃第二级火箭；第二级火箭燃烧完后，又自动脱落，再引燃第三级火箭……这样，火箭就像接力跑似地不断被加速，直到把火箭头送人太空。齐奥尔科夫斯基的这一思想，从理论上提出了人类挣脱地球引力进入太空的可行性方法。
齐奥尔科夫斯基对宇宙飞行可能遇到的种种问题进行深入思考，发表了名为《利用喷气仪器研究宇宙空间》的重要论著，在著作中在论证排除了气球、火炮作为星际飞行的工具的可能性后，得出了著名的火箭运动公式——齐奥尔科夫斯基公式，即：V=ω·en（MO/MK）。
这个公式为单级火箭的理想速度公式，其中，V表示火箭能够达到的最大速度，ω代表火箭发动机的喷气速度，MO代表火箭起飞时的质量，MK代表推进剂烧完时火箭的质量，en是自然对数符号，MO与MK的比叫做火箭的质量比。
这个公式以最简捷的形式表明：提高火箭速度的关键不在于增大火箭的尺寸和质量，而在于提高发动机的喷气速度和火箭在一定的条件下，尽可能多地加添推进剂。这一思想为火箭和宇航的发展奠定了理论基础。
1920年1月12日，《纽约时报》在显著位置发表了一条轰动全球的消息：“多级火箭可以到达月球”，副标题是“史密森学院授权宣布克拉克大学物理系罗伯特·哥达德教授探索高空大气的新发明——多级火箭能把探测仪器送到200英里高度，更大的火箭可以在月球上着陆。”
哥达德在普林顿大学期间，就开始研究火箭推进原理。他从市场买来黑火药，并自制无烟火药，对固体火药的性能和效率进行实验分析。最后，他认识到黑火药的效率太低，不能依靠它来实现宇航的目的。
哥达德经达十多年精心计算和研究之后，转向从事机械和装备的设计，试验各种燃料，制造出火箭，并进行静态试验和飞行实验。1923年，哥达德成功地进行了世界上第一个用汽油和液氧作燃料的液体火箭发动机的地面静态试验。小型火箭发动机被固定在试车台上，用泵送液氧和汽油到发动机中，然后点火燃烧，测试发动机功率曲线和其他数据。
1926年3月26日，在大雪覆盖的田野里，哥达德发射了世界第一枚液体火箭。哥达德用吹焰灯点燃了火箭引信，迅速躲进一间小木屋。接着，汽油和液氧的混合燃料开始燃烧起来，火箭就飞离地面，升向高空。短时间后，燃料耗尽，发动机停止吼叫，火箭却仍然继续上升，一直到达最大高度后才落下来。飞行试验报告上记录着：“火箭试验在下午2点30分进行，经2.5秒之后，火箭上升高度达41英尺，飞行距离184英尺，落地点是农场菜园。”
哥达德终于试制成功一种小型液体火箭。虽然它还粗陋不堪，还有许多技术问题要在以后给予研究和解决。但这是第一次打开液体火箭技术的大门，使人类在通往星际空间的道路上，又迈出坚实的一步，开辟了航天史的新纪元。过去的幻想，终于初步变成了现实。
继第一枚液体火箭发射成功后，哥达德继续研究各种较大功率的火箭。又经过两年多的不断试验，他终于制造出能飞离地面的较大的液体火箭。1929年7月17日，他们在农场发射了一枚携带了气压计、温度计和照相机的气象火箭，仪器用降落伞回收，发射很成功。这是世界上第一枚装载有测量工具的气象火箭。接着，又发射第二枚气象火箭。
到1941年上半年为止，哥达德前后进行了10年的试验工作，他先后设计试验了代号为“A”、“K”、“L”、“P”的4种系列火箭。哥达德的系列液体火箭试验，比德国首次成功发射的V—2火箭早3年，离实用火箭只有一步之遥。
四、德国的A型火箭及其军事应用
航天探索到了火箭时代，无论是台阶接力式的研究还是不同途径的摸索，都是在火箭的基础上进行的，或都是对火箭的开发与研制。
20世纪初，在世界大战的影响和刺激下，科学技术迅速发展，尤其是在大战策源地——德国，物理学出现了空前的繁荣。
伴随着哥达德液体火箭的升空，人类揭开了航天时代的序幕。1923年，航天先驱、德国人赫尔曼·奥伯斯发表了论述火箭运动数学原理的重要论文《飞往星际空间的火箭》。这是一本有创建的著作，它的发表促使德国、美国、英国和苏联相继成立了火箭学会，许多德国年轻人受到奥伯特的鼓舞，转向业余研制火箭的活动。这些火箭协会和研究组织在成立的初期，基本都没有得到官方的资助和支持，但他们仍在极端困难的条件下，进行了大量的火箭研制和航天学理论的研究工作，为液体火箭的发展做出了很大贡献。在航天学基本理论建立直至二战中德国液体火箭技术高峰这一段时间，这些组织起到了重要的承上启下作用。
1927年7月5日，德国火箭爱好者在布富斯劳的斯密特桥22号“金色的节杖”酒店里集会，发起成立了“太空旅行协会”。主要与会者有温克勒、伐利尔、内贝尔、冯·布劳恩等。一年之内，协会会员增加到3500多人。
1930年9月，内贝尔、里德尔、冯·布劳恩等将试验场移到一片废弃的荒地里，方圆大约300英亩，杂草丛生，荆棘遍地。这块地被称之为“柏林火箭飞行场”。1931年7月10日，协会在火箭试验场进行了第一次液体火箭飞行实验。10月再次进行试验。形同铅笔的火箭，在发动机的推力作用下，平稳地沿导轨上升，很快脱离导轨，升高到1000英尺到1200英尺的高度，然后当火箭开始下降时，一朵小小的降落伞立即打开。
火箭飞行试验引起了德国陆军军械部的注意。根据贡比涅停战协定而签订的凡尔赛条约，限制德国远程火炮和空中武器的发展，但当时起草条约的人，没有预见到火箭技术的发展，火箭不在禁止之列，这为发展远程武器提供了方便。为此，德国陆军一直致力于寻找条约限制之外的新的武器系统。这样，德国陆军看中了萌芽中的火箭技术，计划秘密发展火箭武器，以赢得军事优势。“太空旅行协会”所作的大量基础工作及所造就的火箭专家最终对德国战时火箭研制做出了巨大的贡献，使得战时德国的火箭研究和远程火箭技术达到了第二次世界大战结束前的世界最高水平。实际上，早在20世纪20年代，陆军当局就对火箭表现出相当的兴趣，并开始筹建官方的火箭研制组织，抽调专人研究火箭的未来发展潜力和用于战争的可能性。1930年陆军部召开了正式的火箭武器研制会议，标志着德国官方军事火箭计划的开始。
1933年下半年，冯·布劳恩制订了一个“A”系列火箭研制计划。“A—1”火箭则是第一代技术试验火箭，重150公斤，直径0.3米，装有推力为300公斤的再生冷却液氧——酒精发动机。在箭头与箭体内装有轴承，发射前先使重40公斤的箭头高速旋转起来，而箭体不动，以借助自旋使火箭稳定飞行。
之后，他们对“A—1”火箭进行设计上的改造，改进后的火箭称“A—2”，推力900公斤，并于1934年圣诞节前夕发射成功，飞行高度约2.4公里。
为研制更大型火箭，又展开“A—3”火箭研制。“A—3”火箭重750公斤，直径0.7米，长6.5米，设计推力1500公斤。到1941年，冯·布劳恩小组共发射25枚“A—3”（改进后的称“A—5”）火箭，高度可达12.9公里。
1936年，长6米、直径76厘米、重680公斤、推力为1360公斤的A—3液体火箭，也研制出来了。希特勒责成德陆军司令部下达研制射程275公里、弹头1000公斤炸药的A—4弹道导弹的命令，增拨2000万马克经费，并投资3亿马克在奥德河通向波罗的海出口处的乌泽多姆小岛上被称为“佩纳明德”的地方，大兴土木，建立新的火箭基地。
1942年10月3日，A—4液体火箭成功地进行了第一次发射，超过音速5倍，接近每秒2000米，距离达到240公里，飞行高度为200—2000米，能载700公斤重的弹头。
A—4液体火箭的威力，似乎给濒临灭亡的德国法西斯带来了一点希望，于是将A—4改名为V—2。这有两层含义：一是英语的Victory（胜利），二为德语的Vergeltung（复仇）。V—2火箭与弹头相结合即称V—2导弹。
V—2导弹总重量约13000公斤（推进剂重约8500公斤），导弹全长为14米，直径为1.3米，尾部翼展2.2米；推进剂采用酒精和液氧；导弹的最大射程320公里，最大飞行速度1.8公里/秒，飞行高度达100公里。
到1945年3月27日盟军攻占德军设在瓦沙那尔的V—2导弹发射基地为止，德军共向英国发射V—2导弹约1115枚，向其他欧洲各大城市发射V—2导弹约1675枚。虽然有一些导弹并没有击中目标，但是，没有一枚V—2导弹在空中或地面被截击。从技术和战术上看，V—2导弹的远程攻击是成功的，但从战略上看，V—2导弹根本就无法挽回德国法西斯失败的命运。
V—2导弹的战场使用，表明千百年来对火箭的探索获得巨大成功，人类飞天梦就要实现，同时也预示着军事航天力量就要“破空而出”了（当然，当时的纳粹德国并未意识到V—2导弹升空之后的航天意义，只是想用它来挽救法西斯灭亡的命运）。
德国V—2导弹对于人类的重要意义，正如1942年10月3日多恩伯格在A—4火箭发射成功庆祝酒会上演讲时所说：“我们证明了利用火箭原理进行太空飞行是切实可行的，这在科学技术史上有着决定性的意义。除了陆地、海洋和空中交通外，现在还可以加上无限广阔的宇宙空间作为未来洲际航行的一个中介。这是宇宙航行新纪元的曙光。”
V—2导弹飞行高度100公里，已达到外层空间的边缘（1960年“国际航空联合会”巴塞罗那会议规定，100公里的高度为大气层的上界，外层空间的起点），这就是说，V—2导弹的发射升空，意味着人类已触摸到了外层空间，军事力量在此之上航行或活动指日可待了。
从这个意义上看，军事航天力量正是脱胎于V—2导弹的，如果说V—2导弹是军事航天力量的“始祖”并不为过，因为正是V—2导弹在世界上的第一次“亮相”，就向世人展现了导弹力量与军事航天力量之间与生俱来的承续关系，而在之后军事航天力量发展的每一步中，我们仍将看到两者之间难以割裂的融合发展和相互促进。
这个时期，第二次世界大战仍在进行中，即便是大战即将结束，但也看不到新的大战从此就不会再发生。而战争是诱使新的军事力量出生的最积极因素。V—2导弹的战场使用，则必然引来有经济、科技实力国家的效仿性研制；飞行高度已接近外层空间的导弹的大量研制与使用，必然加速太空军事力量的形成。
与此同时，20世纪初，人类获得宇宙和自然界规律性的知识越来越新，研制的大气层飞行设备越来越完善，设计出的新型发动机、通信器材逐渐增多，收集和分析行星、太空和宇宙的信息仪器也越来越先进，物理学、化学、电学、太空学以及技术科学均有重大发现和突破，与此相应的无线电及电子技术、材料技术、航天技术、制造技术等发展迅速加快，这些新科学与新技术相结合，对航天技术的发展与航天力量的形成，提供了最重要的保证与条件。
六、火箭成为登天的天梯
第二次世界大战刚一结束，军备竞赛就开始了。在美国，军方大力支持资源使用，以布劳恩为首的从佩纳明德岛过来的科学家们在工作中进展神速。这一团队在1949年与上千后勤人员一起搬到了阿拉巴马州亨茨维尔红石军械厂的厂区。正是在这里，这一团队开发出了早期的红石火箭。它们成了太空项目最早的一批运载火箭，这里也成为美国生产弹道导弹的核心基地。1950~1953年的朝鲜战争为这种耗资巨大的火箭开发项目助了一臂之力。1955年，艾森豪威尔总统集美国陆军和海军资源于一体，设立一体化项目，用于建造射程为2500公里的中程导弹。结果开发出了“木星号”（Jupiter）火箭。1958年1月31日，美国用这种火箭发射了第一颗人造卫星——“探险家一号”（Explorer I）。“木星号”火箭是“土星5号”火箭的前身，后者十多年后将人类送上了月球。这种火箭也是“北极星”火箭（P0laris）的核心部分，而“北极星”火箭最终发展成了三叉戟弹道导弹（trident ballistic missile）发射系统。
再看前苏联，事实上他们仅得到少数佩纳明德岛原班人马的帮助，他们所掌握的仅为纸介质数据，而不是世界上首席火箭设计师们头脑里的数据，第二次世界大战结束后，至少在20年内，无论是在太空竞赛领域还是在洲际弹道导弹竞赛领域，苏联人一直领先美国人好几个时间跨度。究其原因，一个就是苏联人从一开始就相信洲际火箭是可行的。然而在美国，由于政客们怀疑德国流亡者们是否有能力制造航距数千公里的导弹，这种影响在很大程度上拖了研究项目的后腿。第二个原因是，得到德国人的数据很久以前，苏联人已经开始设计火箭了。苏联太空项目和弹道导弹项目总工程师名叫谢尔盖·科罗廖夫（Sergei Korolev），他出生于1906年，早于冯·布劳恩6年。这两个人的人生轨迹几乎相同，由于他们主持了各自国家的太空开发项目和军事开发项目，两人均成了自己国家的民族英雄。
虽然科罗廖夫在二战刚一结束就来到了佩纳明德岛，但是这两人终身从未谋面。正是在科罗廖夫的协助下，苏联将许多有关火箭的重要文件运回了国。科罗廖夫毕其一生担任总设计师，在整个20世纪50年代和60年代，他全面主导了苏联的太空技术和军用火箭技术。苏联人创造了许多太空时代伟大的第一，例如1957年的“斯普特尼克一号”（Sputnik1），人类第一颗人造卫星：1959年降落在月球表面的“月神二号”（Luna2），成为有史以来人类首次送达另一天体的探测器；1961年，第一次载人飞行的成功，同时也使尤里·加加林（Yuri Gagarin）荣获列宁勋章并被授予“苏联英雄”和“苏联宇航员”的称号。这一切都使苏联人在发射太空飞行器和洲际弹道导弹方面将美国人远远地甩在了后边。
但是在很长一段时间里，无论是苏联人还是美国人，都把太空科研项目和武器开发项目混在一起做。1957年美国航空航天局的前身国家航空咨询委员会，获得了如下授权：“……授权其进行大气层以内及以外涉及飞行问题的研究，或进入其他领域。”“……或进入其他领域”在这一条款中非常重要，因为它定性了美国航空航天局当年的作为，以及迄今为止各阶段的作为。这一机构被定性为民事机构，其主要角色为科研，然而它当年（如今依然）与军方密不可分。美国航空航天局的所有飞行员都经历过军训，它的绝大多数航天员都是军人出身。美国在执行航天计划的早期阶段，几乎每次发射都会搭载军方的有效载荷进入轨道。美国之所以在太空竞赛中获胜，如今仍然在太空探索领域居领先地位，这是其根本中的根本。
总之，第二次世界大战临近结束时，火箭被人们改造成了武器，使之具备了改变世界军事和政治地图的潜力，因为它的开发成功恰恰和原子弹的出现处在了同一个历史时期。军队掌控了火箭，并且非常严肃地对待它。尽管火箭昂贵，它们在战略战术方面的重要性却是显而易见的。人类制造火箭速度之快令人吃惊，它们很快就全面超越了以往的火箭，飞得更远、更高、更快。它们提供了一种远距离杀伤敌人的方法，而自己人却没有生命危险。军方的兴趣同时也促进了科研，因而导致社会从中受益匪浅。
（第二节）揭开火箭的神秘面纱
自罗伯特·高达德发明出第一枚现代火箭以来，经过科学家们的不懈努力，研制出一代又一代的火箭，这使得火箭的家族不断壮大。人类飞天早已不是梦想，现在要做的就是如何使得飞天变得更容易。
一、认识火箭的家族
在火箭的这个大家族里：存在着各式各样的成员。它们有的年龄偏大，技术成熟，就像化学火箭，现在运载火箭主要用的就是化学火箭；有的年龄很小，技术尚不成熟，但是有着广阔的发展前景，比如核火箭、光子火箭等。
火箭的分类方法多种多样。按能源的不同，火箭可以分为化学火箭、核火箭、电火箭以及光子火箭等。而化学火箭又可以分为液体推进剂火箭、固体推进剂火箭和固液混合推进剂火箭。按其用途来划分，可以分为卫星运载火箭、布雷火箭、气象火箭、防雹火箭以及各类军用火箭等。按有无控制来划分，可以分为有控火箭和无控火箭。按级数分为单级火箭和多级火箭。按射程来划分，可以分为近程火箭、中程火箭和远程火箭等。
我们就以常用的运载火箭作为例子来说，目前按其所用的推进剂来分，常用的运载火箭可分为固体火箭、液体火箭和固液混合型火箭三种类型。如我国的长征三号运载火箭是一种三级液体火箭；长征一号运载火箭则是一种固液混合型的三级火箭，其第一级、第二级是液体火箭，第三级是固体火箭；美国的“飞马座”运载火箭则是一种三级固体火箭。
如果按级数来划分的话，运载火箭又可分为单级火箭、多级火箭。其中多级火箭按级与级之间的连接型式来分，又可分为串联型、并联型（俗称捆绑式）、串并联混合型三种类型。串联型多级火箭级与级之间的连接分离机构简单，但串联后火箭总长比较长、火箭的长细比（长度与直径之比）大，给设计者带来了一定的困难；发射时，这种火箭竖起来太高，不利于发射操作；与此同时，其上面级的火箭发动机要在高空点火，点火的可靠性级较差。并联型多级火箭采用横向捆绑连接，连接分离机构比较复杂，但其中间芯级第一级火箭采用横向捆绑的火箭，可在地面同时点火，这样一来能够避免高空点火，同时增强点火的可靠性。前苏联发射世界上第一颗人造地球卫星的卫星号运载火箭，就是在中间芯级火箭周围又捆绑了4枚火箭。习惯上，这4枚捆上去的火箭称为助推器。助推器与芯级火箭在地面一起点火，但工作一定时间后先关机，关机后与芯级火箭分离并被抛掉。对于助推器而言，在第一级火箭飞行的半路上关机，所以只能算得上是一个半级火箭。发射世界第一颗人造地球卫星的卫星号运载火箭，不可称为两级火箭，而是一级半火箭。串并联混合型的两级半火箭——中国长征二号运载火箭，其第一级火箭周围捆绑了4枚助推器，而且还在第一级火箭上面串联了一枚第二级火箭。
二、火箭动力之源——发动机
能源在火箭发动机内转化为工质（工作介质）的动能，形成高速射流排出而产生动力。火箭发动机依形成气流动能的能源种类分为化学火箭发动机、核火箭发动机和电火箭发动机。
化学火箭发动机是目前技术最成熟，应用最广泛的发动机。核火箭的原理样机已经研制成功。电火箭已经在空间推进领域有所应用。后两类发动机比冲远高于化学火箭。化学火箭发动机主要由燃烧室和喷管组成，化学推进剂既是能源也是工质，它在燃烧室内将化学能转化为热能，生成高温燃气经喷管膨胀加速，将热能转化为气流动能，以高速（1500~5000m/s）从喷管排出，产生推力。化学火箭发动机按推进剂的物态又分为液体火箭发动机、固体火箭发动机和混合推进剂火箭发动机。液体火箭发动机使用常温液态的可贮存推进剂和低温下呈液态的低温推进剂，具有适应性强、能多次启动等特点，能满足不同运载火箭和航天器的要求。固体火箭发动机的推进剂采用分子中含有燃料和氧化剂的有机物胶状固溶体（双基推进剂）或几种推进剂组元的混合物（复合推进剂），直接装在燃烧室内，结构简单、使用方便、能长期贮存处于待发射状态，适用于各种战略和战术导弹。混合推进剂火箭发动机极少使用。
同空气喷气发动机相比较，火箭发动机的最大特点是：它自身既带燃料，又带氧化剂，靠氧化剂来助燃，不需要从周围的大气层中汲取氧气。所以它不但能在大气层内，也可在大气层之外的宇宙真空中工作。这是任何空气喷气发动机都做不到的。目前发射的人造卫星、月球飞船以及各种宇宙飞行器所用的推进装置，都是火箭发动机。
现代火箭发动机主要分固体推进剂和液体推进剂发动机。所谓“推进剂”就是燃料（燃烧剂）加氧化剂的合称。
1、固体火箭发动机
固体火箭发动机为使用固体推进剂的化学火箭发动机。固体推进剂有聚氨酯、聚丁二烯、端羟基聚丁二烯和硝酸酯增塑聚醚等。
固体火箭发动机由药柱、燃烧室、喷管组件和点火装置等组成。药柱是由推进剂与少量添加剂制成的中空圆柱体（中空部分为燃烧面，其横截面形状有圆形、星形等）。药柱置于燃烧室（一般为发动机壳体）中。在推进剂燃烧时，燃烧室须承受2500~3500℃的高温和102~214Pa的高压力，所以须用高强度合金钢、钛合金或复合材料制造，并在药柱与燃烧内壁间装备隔热衬。
点火装置用于点燃药柱，通常由电发火管和火药盒（装黑火药或烟火剂）组成。通电后由电热丝点燃黑火药，再由黑火药点火燃药柱。药柱燃烧完毕，发动机便停止工作。
喷管除使燃气膨胀加速产生推力外，为了控制推力方向，常与推力向量控制系统组成喷管组件。该系统能改变燃气喷射角度，从而实现推力方向的改变。
固体火箭发动机与液体火箭发动机相比较，具有结构简单，推进剂密度大，推进剂可以储存在燃烧室中常备待用和操纵方便可靠等优点。缺点是“比冲”小（也称比推力，是发动机推力与每秒消耗推进剂质量的比值，单位为秒）。固体火箭发动机比冲在250~300s，工作时间短，加速度大导致推力不易控制，重复启动困难，从而不利于载人飞行。
固体火箭发动机主要用作火箭弹、导弹和探空火箭的发动机，以及航天器发射和飞机起飞的助推发动机。其结构原理及外形见图6—19。
2、液体火箭发动机
液体火箭发动机是指液体推进剂的化学火箭发动机。常用的液体氧化剂有液态氧、四氧化二氮等，燃烧剂有液氢、偏二甲肼和煤油等。氧化剂和燃烧剂必须储存在不同的储箱中。液体火箭发动机一般由推力室、推进剂供应系统和发动机控制系统组成。
推力室是将液体推进剂的化学能转变成推进力的重要组件。它由推进剂喷嘴、燃烧室和喷管组件等组成，见图6—20。推进剂通过喷注器注入燃烧室，经雾化，蒸发，混合和燃烧等过成生成燃烧产物，以高速（2500~5000m/s）从喷管中冲出而产生推力。燃烧室内压力可达200个大气压（约200MPa）、温度3000~4000℃，故需要冷却。
推进剂供应系统的功用是按要求的流量和压力向燃烧室输送推进剂。按输送方式不同，有挤压式（气压式）和泵压式两类供应系统。挤压式供应系统是利用高压气体经减压器减压后（氧化剂、燃烧剂的流量是靠减压器调定的压力控制）进入氧化剂、燃烧剂贮箱，将其分别挤压到燃烧室中。挤压式供应系统只用于小推力发动机。大推力发动机则用泵压式供应系统，这种系统是用液压泵输送推进剂。
发动机控制系统的功用是对发动机的工作程序和工作参数进行调节和控制。工作程序包括发动机启动、工作和关机3个阶段，这一过程是按预定程序自动进行的。工作参数主要指推力大小、推进剂的混合比。
液体火箭发动机的优点是比冲高（250~500s），推力范围大（单台推力在1克力~700吨力）、能反复启动、能控制推力大小、工作时间较长等。液体火箭发动机主要用作航天器发射、姿态修正与控制和轨道转移等。
3、电火箭发动机
电火箭发动机是利用电能加速工质，形成高速射流而产生推力的火箭发动机。与化学火箭发动机不同，这种发动机的能源和工质是分开的。电能由飞行器提供，一般由太阳能、核能和化学能绎转换装置得到。工质有氢、氮、氩、汞和氨等气体。
电火箭发动机由电源、电源交换器、电源调节器、工质供应系统和电推力器组成。电源和电源交换器供给电能；电源调节器的功用是按预定程序启动发动机，并不断调整电推力器的各种参数，使发动机始终处于规定的工作状态；工质供应系统则是贮存工质和输送工质；电推力器的作用是将电能转换成工质的动能，使其产生高速喷气流而产生推力。
按加速工质的方式不同，电火箭发动机有电热火箭发动机、静电火箭发动机和电磁火箭发动机的3种类型。电热火箭发动机利用电能加热（电阻加热或电弧加热）工质（氢、胺和肼等），使其气化；经喷管膨胀加速后，由喷口排出而产生推力。静电火箭发动机的工质（汞、铯和氢等）从贮箱输入电离室被电离成离子，然后在电极的静电场作用下加速成高速离子流而产生推力。电磁火箭发动机是利用电磁场加速被电离工质而产生射流，形成推力。电火箭发动机具有极高的比冲（700~2500s）、极长的寿命（可重复启动上万次、累计工作可达上万小时），但产生的推力小于100N。这种发动机仅适用于航天器的姿态控制、位置保持等。
4、核火箭发动机
核火箭发动机用核燃料作能源，用液氢、液氦和液氨等作为工质。核火箭发动机由装在推力室中的核反应堆、冷却喷管、212质输送系统和控制系统等组成。在核反应堆中，核能转变劂热能以加热工质，被加热的212质经喷管膨胀加速后，以650011000m/s的速度从喷口排出而生产推力。核火箭发动机的比冲高（250~1000s）寿命长，但技术复杂，只适用于长期工作的航天器。这种发动机由于核辐射防护、排气污染、反应堆控制，以及高效热能交换器的设计等问题未能解决，至今仍处于试验之中。
此外，太阳能加热式和光子火箭发动尚处于理论探索阶段。
三、探索中的核动力火箭
在中国古代的神话中，孙悟空一个筋斗能飞十万八千里，可以说是速度快到了极致。在现实中，百米世界纪录的保持者博尔特也在不断地挑战着人类速度的极限，希望能够使自己奔跑的速度更快。研究火箭的科学家们同样也在努力使宇宙飞船拥有更快的速度。
早在20世纪初期，“航天之父”齐奥尔科夫斯基曾说：“一吨重的火箭只要用一小撮镭，就足以挣断与太阳系的一切引力联系。”
为了实现齐奥尔科夫斯基的预言，为了向更遥远的浩瀚宇宙进发，科学家—直都潜心研制那种能长时间高速运行的运载工具一核火箭。
核火箭，就是用原子核裂变或聚变的热能，加热氢等推进剂，使其以高速喷出从而产生动力的运载火箭。利用核能作为火箭的动力装置，如今已不再是幻想。
其实，早在20世纪50年代末，美国科学家就开始了以核脉冲推动火箭前进的研究。当时，设计者们计划建造一艘“奥利安”号宇宙飞船飞往天狼星。科学家大胆设想，采用核脉冲推进，实际上就是每隔几秒钟爆炸一颗小型氢弹，用爆炸的冲击波推动火箭前进，其威力足有10万千克黄色炸药那么大。
据悉，如果采用核脉冲推进，10天内就可以将宇宙飞船的速度提高到10000千米/秒，280年就可以到达距地球8.7光年之遥的天狼星。遗憾的是，这一计划目前还处于研究阶段。
到了20世纪70年代，科学家设计了核动力火箭，有两级燃料箱，在零下270CjC的低温下，将氦—3等热核反应物质混合制成直径2~4厘米的小球，在第一级燃料箱中放460万千克，在第二级燃料箱中存放40万千克。
在发动机工作时，每秒钟依次向燃烧室发射250颗燃料小球。在第一颗燃料小球射入的时候，喷管周围的几十个电子束发生器射出电子束，一起轰击核燃料小球，氦一3等核燃料发生频率为250次/秒的核聚变反应，瞬间产生巨大的能量，推动火箭高速向前飞行。当第一级火箭工作完毕后会自动脱落，第二级火箭继续工作，这两级火箭可工作近4年的时间，能使火箭达到36000千米/秒的速度。可见，核火箭的速度比化学火箭、电火箭、太阳能火箭的速度要快得多。一般来说，化学火箭到达火星至少要500天的时间，而核火箭只要150天就足够了。然而，用核能来推动火箭，目前尚存在着许多技术难点。其中最关键的是，如何控制核裂变或核聚变的速度，并使其产生的热能去加热介质氢，使氢加热到几千摄氏度的高温后高速喷出。
安全问题也是应用核火箭面临的一个难题。如何保护宇航员的生命安全及火箭、飞船等各种设备的正常工作；如何防御突然遇到的撞击；核火箭返回着陆时，会不会引起核爆炸等，这都是人们普遍关心的问题。
（第三节）火龙家族
当今世界航天火箭家族人丁兴旺，种类繁多，性能不一，但其基本原理和主要功能则有着相同之处，接下来介绍几种典型的航天火箭。
一、火龙升腾的“东方”号
“东方”号运载火箭系列是前苏联研制的世界上第一个航天运载火箭系列，也是世界上运载火箭系列发射次数最多的一个。它开创了人类航天的新世元，为前苏联创造了航天史上的多个“世界第一”：“东方”号系列运载火箭发射了世界上第一颗人造地球卫星、第一个月球探测器、第一个金星探测器、第一个火星探测器、第一艘载人飞船、第一艘3名乘员的载人飞船、第一艘无人货运飞船等。
“东方”号系列运载火箭主要包括有：“卫星”号、“月球”号、“东方”号、“上升”号、“联盟”号、“进步”号、“闪电”号等。后四种火箭又构成了“联盟”号子系列，其中“上升”号火箭是“联盟”号的初始型，
“进步”号是“联盟”号用于发射无人货运飞船的基本型，“闪电”号是三级“联盟”号火箭的别名。
“联盟”号分为二级型（包括“上升”号、“进步”号和二级“联盟”号）和三级型两种。二级型“联盟”火箭是在两级火箭上加4个助推器，全长49.52米，芯级最大直径10.3米，起飞质量约3lO吨，运载能力近地轨道为7200千克。1963年11月16日首次发射，将“宇宙”22号侦察卫星送人轨道，次年将两艘“上升”号飞船送人轨道，1967年才首次发射“联盟”号飞船（可惜飞船在返回途中，降落伞未能打开，航天员科马洛夫不幸牺牲）。“联盟”号火箭一直在频繁使用，主要发射侦察卫星、“联盟”号飞船、“进步”号货船和其他各种卫星，每年大约发射40次。1970年之后20年，发射近600次，成功率达97.9%。
“闪电”号运载火箭是前苏联第一种三级运载火箭，它因发射“闪电”号通信卫星而得名，是三级“联盟”号运载火箭的一种构型，现已成为三级“联盟”号运载火箭的代称。它的全长43.4米，底部最大直径为l0.3米，起飞质量306吨，可将质量为1600千克的“闪电”卫星送入高度为400/40000千米、倾角为65°的大椭圆轨道。1961年2月12日发射了世界上第一颗金星探测器，1962年11月1日发射了世界第一颗火星探测器，后来又成功发射月球探测器以及其他型号卫星和预警卫星。1986年“联盟”号和“闪电”号运载火箭进入世界商用发射服务市场。
二、庞大身躯的“质子”
“质子”号火箭是前苏联于1961年开始，历时5年研制成功的大型航天火箭。由于火箭第一次发射时携带的载荷为“质子—1”号科学实验卫星，所以，该火箭就被命名为“质子”号航天火箭。
“质子”号是目前世界上运载能力最大的火箭之一。其基本结构有二级火箭、三级火箭、四级火箭等三种型号之分，其中最大的四级“质子”号运载火箭，可将21吨重的有效载荷送人地球同步转移轨道。在前苏联航天上历史上，“质子”号可谓劳苦功高，曾先后把“礼炮”号、“和平”号空间站和“金星”号、“火星”号、“韦加”号自动星际站及“荧光屏”号、“长虹”号、“地平线”号通信卫星都一一成功送进太空。
“质子”号二级型航天火箭长41米，最大直径7.4米；三级型航天火箭长57米，最大直径7.4米，航天火箭全长44.3米；四级型航天火箭加上装备有效载荷的，其长度可达58米，最大直径7.4米，起飞质量约800吨。专门用于发射各类大型星际探测器和地球同步轨道卫星，并具有一次发射3颗卫星的能力。该火箭的运载能力很强，在地球同步轨道时为2.2吨，在地球同步转移轨道时为4.6吨，在绕月球轨道时为5.7吨，在金星轨道时为5.3吨，在火星轨道时为4.6吨。1965年7月16日，前苏联在拜科努尔发射场，曾用“质子”号航天火箭，把质量为12.25吨的卫星送人近地轨道，这是前苏联首次发射如此重的卫星。
从1986年开始，前苏联面对比较困难的经济环境，遂把“质子号”航天火箭投人世界商用发射市场，为国家赚取了大量的外汇。“质子”号火箭的出厂价约为800万卢布，但1988年他们守价地球同步轨道任务发射费用为3500万美元，地球同步转移轨道任务发射费用为2800万美元，每枚火箭利润高达两三千万美元，1989年，前苏联又把“质子”号火箭地球同步轨道任务发射费用提高到4000~6500万美元，从某种意义上说，“质子”号航天火箭既是前苏联航天的“大功臣”，也是前苏联的“摇钱树”。
三、神力无穷的“能源号”
“能源号”是俄罗斯的一种重型通用运载火箭，也是目前世界上起飞质量与推力最大的火箭。它有一个专门的代号是SL17。
“能源号”是当时俄罗斯为了满足90年代，特别是21世纪初载人与非载人、军用与民用航天任务的需要，推进近地空间的工业化和战略防御研究而研制出来的。
从70年代后期开始，俄罗斯就开始研制它的巨型“能源号”火箭，1987年5月试射成功，历时13年，耗资100亿美元，由全国100多个单位参加研制。“能源号”火箭高60米，直径10米，起飞重2400吨。它的第一级是由4枚助推器构成，每一枚有1台煤油和液氧发动机，推力806吨；第二级是捆绑式，中心体的直径为8米，由4台液氢和液氧发动机组成，推力约200吨。
“能源号”火箭能把100吨重的空间站送入低地球轨道，把32吨重的宇宙飞船推到月球，将28吨重的有效载荷射入金星和火星上，还能把18吨重的飞行器送入3.6万千米高度的静止轨道。1988年10月15日，前苏联第一次用“能源号”火箭发射了第一架非载人自动飞行的宇宙飞船“暴风雪”：1991年再发射一次不载人“暴风雪”自动飞行与“和平”站对接。
“能源号”火箭在总体布局上继续沿用了自50年代后期以来前苏联大型运载火箭广泛采用的横向捆绑助推器的结构形式，即在芯级周围捆绑不同数量的助推器，用以构成助推级。与前苏联以往的运载火箭相比，“能源号”火箭具有如下的特点：
（1）有效载荷并不是配置在火箭的头部，而是安装在芯级的一侧。
（2）“能源号”火箭仅将其加速到亚轨道速度，然后在预定的轨道高度（通常约为110千米）与有效载荷分离。
（3）十分重视安全与可靠性，强化地面试验。
（4）从一开始就把火箭设计成积木式系统，采用标准的液体火箭助推器，可以通过在芯级周围捆绑2个、4个、6个或8个助推器（捆绑8个助推器时，有效载荷将配置在芯级的上方），或者以一组助推器为基础，增加不同的上面级，组成运载火箭系列，具有同低地球轨道发射大到200吨重有效载荷的能力。
（5）为解决与运载火箭多次重复使用有关的结构、回收等问题，创造了必要的试验与研究条件。
四、活力常在的“宇宙”型火箭
纵观世界各国航天火箭发展的历史，很少有同一型号的火箭能像“宇宙”型一样，通过不断的革新改进，将近半个世纪永葆青春活力，成为航天火箭大家庭中的“长青树”。“宇宙”型诞生于前苏联航天技术在世界处于领先地位的上个世纪60年代，但时至21世纪，“宇宙”型系列航天火箭还仍然被俄罗斯的航天人所青睐。
“宇宙”型航天火箭是由前苏联M·K·扬格利领导的设计局研制，共有两种型号，一种是以退役的SS—4远程导弹为第一级，外加新研制的第二级组成，被称之为“宇宙—B”型火箭，另一种是以退役的SS—5远程导弹及其与“宇宙—B”型同样的二级火箭组成，并被称为“宇宙一C”型火箭。其中的B型全长30米，重约42吨，直径1.65米，地面推力635千牛，可将300千克重的有效载荷送上低地球轨道。该火箭第一级长19.7米，两个推进剂贮箱分别装填硝酸和煤油。发动机装在尾段，高2.4米，重645千克，真空比冲264秒。其第二级上面是有效载荷和整流罩。B型火箭从1962年3月16日首次用来发射“宇宙—1”号卫星后，至1977年6月18日，苏联使用“宇宙—B”型火箭共发射了144颗“宇宙”号系列卫星。
1964年开始，前苏联开始用“宇宙—C”型火箭发射“宇宙”号系列卫星。该型火箭全长31.4米，重约75吨，直径2.44米，真空推力1760千牛。可将1吨重的有效载荷送上低地球轨道。“宇宙—C”型火箭第一级长19.3米，推进剂为硝酸和偏二甲肼。发动机由2台双燃烧室液体火箭发动机组成。每台发动机的真空推力为880千牛，第一、二级之间采用冷分离的链接。其第二级长7米，推力约为250千牛，整流罩重0.5吨，长约5米。“宇宙—C”型火箭从1964年开始发射“宇宙”号系列卫星，到1984年共发射了280颗人造卫星。
此后，前苏联和俄罗斯的航天人不断发展“宇宙”号火箭，使其“家族”势力越来越大，型号越来越多，在可以预见的时段内，“宇宙”号系列航天运载火箭仍是俄罗斯的主力火箭之一，仍将处于其他火箭难以替代的重要地位。
五、威猛的“大力神”系列火箭
“大力神”系列运载火箭，是在“大力神II”型洲际导弹基础上发展起来的，先后有“大力神II”改型，大力神3—A、3—B、3—C、3—D、3—M、3—E等几种型号。“大力神II”改型用来发射“双子星座”载人飞船：“大力神3”系列火箭主要用来发射美空军的大型军用卫星，如侦察卫星、预警卫星、通信卫星、核爆炸探测卫星等，可以一次发射多颗不同轨道的卫星。它发射的航天器达美国航天器总数的1/10左右。
马丁公司生产的“大力神3”不能直接将卫星送入静止轨道，而只能把卫星推到静止转移轨道，之后点燃卫星上面的远地点发动机或上面级火箭将它推到静止轨道。“大力神3”加上卫星自带的“巴姆DI”上面级，可把1270千克的卫星推到转移轨道；如果用“巴姆OH”，则增加到1930千克；采用“63—E”时，增加到2270千克；用“E斯科兹”，就多达2590千克；用过渡级可达5440千克。
“大力神3”能把1000吨重的卫星一举送到低地球轨道。马丁公司商用“大力神3”还可发射一箭双星，如1989年6月发射了日本“通信卫星2”和英国军用通信卫星“天网4—A”：1990年3月14日发射第二颗“国际通信卫星6”时，由于卫星未及时与二级分离，未能顺利进入预定轨道，发射失败，但6月23日第三颗“国际通信卫星6”成功发射。
马丁公司的“大力神34—D”，既能把4.536吨重的卫星直接送入静止轨道，又能把7.690吨重的卫星推到低地球轨道，空军的重型照相侦察卫星都是用“大力神34—D”发射的。它的造价为每枚6000万美元，发射“锁眼11”侦察卫星（重11~12吨）总价值为5亿美元。大力神系列共发射141次，成功135次，成功率达95.7%。
目前，美国最大的运载火箭是“大力神4”，它能将17.69吨重的有效载荷送入低地球轨道，起飞总推力达235.9吨。它高达53米，（贴士18）有两枚固体燃料助推器，每枚有10层楼那么高。1990年6月8日夜间，“大力神4”首次发射了一颗重4吨多的电子侦察卫星。起飞时发出的白光亮得在5.5千米远地方可阅读一张新闻报纸。
六、阿波罗之舟——“土星”系列火箭
“土星”运载火箭是美国专为载人登月的阿波罗工程而研制的巨型运载火箭，主要包括“土星1”、“土星1B”、“土星5”3种型号。其中“土星5”的起飞重量为3000吨，近地轨道能力达139吨，直径10米，高110米，它能把重达50吨的阿波罗飞船送入登月轨道，并先后将12名航天员送上月球。
60年代初，刚开始实行“阿波罗”登月计划时，按照计划，要使四、五十吨重的飞船挣脱出地球引力场并进入月球轨道，需要比“宇宙神”运载火箭大得多的运载工具。为了加快大型运载火箭的研制速度，美国宇航局采取了分段实现、稳步前进的策略，使用了8台H1型液氧、煤油为燃料的火箭发动机作为“土星1”的第一级发动机、总推力达到685吨（比宇宙神的起飞推力大3倍），6台液氢、液氧作燃料的发动机作为第二级发动机（总推力40.8吨）。“土星1”运载火箭最大直径为6.5米，全长38米，它的运载能力可以把近10吨的人造卫星送入地球轨道。由于“土星1”采用了成熟的火箭技术，所以试制时间不到两年就开始了飞行试验。
“土星1B”运载火箭是在“土星1”基础上的改进型号。主要有两方面改进：一是第一级使用8台H1改进型发动机，总推力提高了9%，达到754吨；二是第二级采用了大推力的氢氧发动机，推力高达104吨，是“土星1”的第二级推力的一倍半。在这样的情况下，“土星1B”的运载能力大大提高，能把18吨重的卫星送入地球轨道。
“土星1B”运载火箭主要是为“阿波罗”计划提供地球轨道飞行的运载工具，同时也为“土星5”试验了J—2型液氢、液氧发动机。这是因为“土星5”的第二级和第三级使用的都是这种型号的发动机（第二级用5台J—2号发动机、第三级用1台J—2发动机）。
“土星5”运载火箭，第一级用5台F1型液氧、煤油作燃料的发动机，每台推力为693吨，直径长10米，全长85米，在当时是美国最大的运载火箭。它能把100余吨重的人造卫星送进地球轨道，或者把50多吨重的飞船送上月球轨道。美国主要用它来完成载人登月飞行，共发射过13次，其中包括不载人的地球轨道飞行2次、载人地球和月球轨道飞行3次、登月飞行7次，以及发射“天空实验室”1次（天空实验室重82吨）。而且只有1次失败，因此发射成功率在美国的运载火箭中算是较高的。
七、联合科技的“阿里安”火箭
为了抗衡前苏联和美国在航天领域的强大发展势头，1972年法国建议西欧10国联合组成欧洲航天局，共同研制“阿里安”（又译“阿丽亚娜”）运载火箭。1973年7月研制计划获得批准。法国空间研究中心负责“阿里安”火箭的计划管理，航空航天公司负责总装。1982年首次发射迄今，“阿里安”运载火箭系列从“阿里安”1发展至“阿里安”5，共5个型号。
该型火箭发射任务非常多，在世界各国航天火箭中属首位，因此有人对其评价为“不堪重负”，这是针对其广阔的用途和频繁的发射任务，因此评价它“不勘重负”也是对它的赞誉。
“阿里安”航天火箭，是多个国家共同参与研制，多国共有的一种航天火箭，它属欧洲空间局所属10国共有，是以法国为主，其余国家参与，共同研制的大推力航天火箭。欧洲空间局研制该火箭的主要目的是用于发射地球静止轨道卫星，同时还兼顾其他有效航天载荷的发射任务。
“阿里安”航天火箭在技术方案、研制经验与计划管理等方面都很成功，并成为20世纪80年代进入世界市场的一种主要的航天运载火箭。
“阿里安”航天运载火箭系采用三级液体火箭，第一、二级推进剂用偏二甲肼与四氧化二氮，第三级用液氢与液氧，且在各级火箭推力的链接上，有其独到之外，其第三级火箭不必二次启动，一次点火即可把卫星送人地球同步轨道。
由于该运载火箭属10国共有，各国所处的经纬度不同，且对航天器提出的任务需求也不同，再加上它还要通过开拓国际市场来获取进一步发展的资金，发射任务多，需要多种火箭支持，才能满足任务需求。因此，欧洲航天局就根据这种需求，研制出了多种型号的“阿里安”航天火箭。
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