我们是地球的“囚犯”宇宙嘲笑我们展示那些我们遥不可及的地方。然而如果人类想有一个长久的未来，我们必须逃离这里。但首先应该了解到底是什么力量将我们滞留此地。结果是我们欠了宇宙一大笔“债”，数额为45亿年。
图一
能量产生的监狱宇宙中有质量的物体会吸引另一个有质量的物体，此种现象称为“引力”，距离某大型质量体越近引力越大或者越容易被拉入重力圈，这种影响力使我们深陷狱中。我们可以想象我们是引力场或引力并中的囚犯，其并非一口真正的井，却是理解何为引力较为实用的概念。身陷引力监狱意味着，你欠着引力能量。那我们是如何欠了一屁股债的？因为宇宙中，物体一般维持速度和方向，为使其发生改变，需要消耗能量。
几十亿年前，围绕太阳公转的无数尘埃颗粒在引力的作用下，凝聚在一起，形成一颗行星。此过程需要消耗能量，同时产生引力并目前我们是其组成部分。在引力并中越深你欠引力的能量越多。如果你不能获得足够的能量，无论如何只能乖乖地待在监狱。因为你的原子曾经是宇宙尘埃的一部分。宇宙曾消耗能量将这些尘埃聚集在一起，以达到目前的状态。
宇宙中的物体不会轻易移动，消耗能量才能使物体移动，引力利用能量，使得组成地球的部分聚集在一起。此过程中产生一个引力监狱，限制住人类，为逃脱此监狱，我们需要偿还能量。那我们如何做呢？
图二
要到达宇宙中，我们需要经过复杂的能量交换过程，为达到目的，我们建造一个负电位的能量偿还机，，俗称“火箭”。火箭利用一些人类所知反应最剧烈的化学反应，以可控的方式，点燃燃料，将化学能量转为动能，反应产生的废物向外排出。将火箭推离地球，我们增加引力潜在的能量，复杂的讲人类向引力偿还“能量”债，但实际上，此系统更加繁杂。
消耗燃料到达预定轨道过程中，你付出了许多能量用来加热排气摆脱地球牵引力，因此你实际需要更多的能量。你不能只是将大量危险暴炸性燃料堆积在卫星装置下，然后引爆。你需要以可控制的形式进行点燃设计很复杂，重量巨大，这意味着质量更大，质量越大，需要更多的能量使其移动。因此火箭升空，需要越多的燃料，但如果你需要越多的燃料，意味着你需要更多火箭携带燃料，然而这么做，火箭重量则越大，需要的燃料越多，需要的越多火箭携带燃料，以此类推。最终你需要重于卫星质量100倍的燃料，使其发射升空。
图三
阿丽亚娜6号火箭为例，此颗欧洲火箭重大800吨，可以将10吨重量运送至同步传输轨道或将20吨重量运送至地球中轨道，但火箭带来推进力只有这么多，因此有一个重量的极限值。超过此值，火箭将不会升空，如果再增加重量，火箭将不会起飞升空，因此你不能只是建造更大的燃料舱。发射技术一直受限于火箭方程式，这意味着太空旅行永远不会是易事。但等一下，情况可能更糟糕。
到达太空还远远不够，你目前依旧身处引力监狱，太空的边缘处，还是会被拉回地球。维持在太空中比到达太空更加困难，到达一个稳定的位置，并且停留一会，火箭需要到达近轨道，达成此目的需要更多的动能，意味着速度需要飞快。海拔在100公里，速度在每秒8公里，时速在28000公里，这个速度环绕地球一圈仅需90分钟，这里我们可以用点小技巧，相比直飞冲天，我们可以另辟捷径，地球是圆形的，如果走小路速度够快，即便你在坠落中，地表仍在你的下方，只要到达大气上层，海拔100公里处，你就能维持在轨道，国际空间站就是用此法保持在轨道上，其绕着地球转，不时消耗能量，以维持速度，如果在此范围内观察轨道，我们会发现近地轨道与地球表面如此之近。
图四
例如卫星前往其他星球，需要偿还另一笔能量债。到达轨道目前对于人来说，是空间域光场最困难的部分。比如，如果火箭飞往火星，到达轨道就消耗一半的能量。另一半则提供前往火星5500万公里的动力。因此为尽可能高效，火箭不应只有一个组成体。相反我们应用多级火箭，我们不必携带耗尽的燃料舱而是耗尽后脱落。如今火箭可以分级脱落推进器，在连续的多个阶段脱落火箭不断升空。每个阶段有自己满载的火箭有自己的引擎和燃料，所以这就是为何到达太空是如此困难，这就是火箭科学！
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