為啥不能直接飛到月球？而需要環繞變軌？

當我們走到一面陡峭的懸崖峭壁面前，是不是就斷了進路呢？通常都不會，我們都會找能夠行走的小路迂迴曲折的攀爬，最終到達頂端。雖然有點意思，但是還不夠準確，我們來看看地球和月球之間的環繞變軌圖。

首先，我們的航天器環繞地球是利用地球引力加速，時間越久離地球越遠的時候，我們的航天器運行速度也會越快。通常繞飛地球三圈之後被甩出地球軌道，進入月球軌道也還要一個調整過程。當進入月球軌道後，我們的航天器又會利用月球引力減速，反之時間越久離月球越近的時候，我們的航天器的運行速度將會越慢。這樣才為我們的安全著陸提供了保障。

如果我們對著月球直接發射航天器，且不說別的因素。我們知道地球和月球都是運動著的，今天向著月球發出去的飛行器，將來可能連月球的面都匯不到，因為月球很可能已經公轉到了地球的另一面。航天器都將會以迷路為結局，告終在宇宙中成為太空垃圾。

為了航天器能夠順利飛達月球，環繞變軌是目前唯一可行的方法，也會是將來人類進軍太空的唯一出路。具體成功路徑，還有待於我們一代又一代的科學家們去探索和發現。

如果直接飛往月球將耗費大量燃料，那麼從地球起飛的火箭體積需要放大好幾倍，從經濟性和可靠性上十分不划算。目前人類在探索太空方面還沒到土豪水平，這是因為大推力發動機都是化學能燃料並且沒有第二可選項，所以航天飛行設計一切圍繞怎麼更「」省油「」為最高優先考慮。下面就說一下省油原理。

我們知道火箭推力克服的是：重力、空氣阻力、火箭加速。其中只有火箭加速才是做有用功，其它都是無用功。到大氣層外沒有了空氣阻力，只剩下克服重力無用功，為了消除重力無用功那麼就要把衛星儘快加速到宇宙第一速度(衛星不至於墜落的最低速度)以上，這就要通過計算機計算出最佳軌跡來兼顧火箭動力對有用功和無用功合理分配。衛星一旦超過宇宙第一速度就可以只考慮如何提高衛星速度即可，此時推力大小已經變得不那麼重要，重要的是如何讓燃料消耗更少，這就要引入發動機一個重要參數——比沖 = 衝量/燃料質量，比沖越大越好，火箭發動機比沖小推力大，衛星發動機比沖大推力小，目前比沖最高發動機是等離子發動機。

由於高比沖發動機推力較小，所以衛星需要像盪鞦韆那樣慢慢提高速度積累能量，這就是衛星為何要在飛向月球前需繞地球做橢圓軌道飛行原因，加速過程就是變軌，使橢圓軌道越拉越長，隨著衛星動能積累最終會使衛星脫離地球軌道飛向月球，當然飛行軌跡要事先設計好才能做到最省力。快接近月球時衛星還要啟動發動機減速以便能夠進入月球軌道，由於開始速度較快所以進入月球是個大橢圓軌道，還要不停減速變軌才能達到預想的近月軌道。

總之，不直接飛向月球原因主要受發動機技術限制不得已的做法，未來也許會出現不用化學能的顛覆性技術就可能實現直接飛向月球夢想，包括探索火星、太陽系外其它天體等。

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