航天器升天设计的物理知识如下：
1、牛顿运动定律：航天器的发射和运行遵循牛顿运动定律，包括惯性定律、加速度定律和作用力与反作用力定律。这些定律指导航天器在发射、变轨和轨道运行时的姿态调整和速度控制。
2、轨道动力学：航天器在太空中的运动轨迹受到轨道动力学的影响。轨道动力学涉及到卫星的轨道高度、速度、加速度以及与地球或其他天体的引力相互作用。通过精确计算和控制航天器的速度和姿态，可以确保航天器能够成功进入预定轨道并维持轨道运行。
3、材料科学：航天器升天需要使用耐高温、耐腐蚀、轻质且具有高强度的材料。材料科学在航天器设计和制造中起到关键作用，以确保航天器在发射和运行过程中能够承受极端的环境条件。
4、热力学：航天器在升天过程中经历极端温度变化，从发射时的低温和进入轨道时的极高温度。热力学在航天器设计中用于研究温度对材料性能的影响，以及如何通过隔热和散热措施来保护航天器内部的关键部件。
航天器的优点：
1、航天器可以突破地球的限制，让人类有机会深入探索宇宙。通过航天器，我们可以研究太阳系内其他星球和卫星的构成、环境、以及可能存在的生命形式，更可以探索遥远的恒星、星系和宇宙的边缘，从而更加深入地了解宇宙的奥秘。
2、航天器可以搭载各种科学仪器，进行多种实验和观测，从而获取在地球上无法得到的科学数据。例如，天文望远镜可以观测到遥远星系的光线，探测器可以分析月球、火星等星球的化学成分和物理特性，这些数据对于推动科学进步、丰富人类知识库具有巨大的价值。
3、航天器也为人类提供了全新的视角来观察和研究地球。从太空俯瞰，我们可以更全面地了解地球的环境变化、气候变化、地质结构等信息，这对于环境保护、灾害预警、资源管理等方面具有重要的应用价值。
4、航天器的发展也推动了相关的科技进步和产业创新。例如，卫星通信技术的发展使得全球通信变得更加便捷，航天材料的研究推动了新材料的开发和应用，火箭发射技术的进步也带动了太空旅游等新兴产业的发展。