Первая (круговая) и вторая космическая скорость (скорость освобождения) на поверхности некоторых небесных тел

Небесное тело	Масса (по отношению к массе Земли)	1-я космическая скорость, км/с	2-я космическая скорость, км/с
Луна	0,0123	1,680	2,4
Меркурий	0,055	3,05	4,3
Марс	0,108	3,546	5,0
Венера	0,82	7,356	10,22
Земля	1	7,91	11,2
Уран	14,5	15,6	22,0
Нептун	17,5	16,7	24,0
Сатурн	95,3	25	36,0
Юпитер	318,3	43	61,0
Солнце	333 000	437	617,7
Нейтронная звезда	666 000		200 000
Кварковая звезда	833 500		?
Чёрная дыра	832 500 - 5,6·1015		>299 792,458

Третья космическая скорость– минимальная скорость, которую необходимо придать находящемуся вблизи поверхности Земли телу, чтобы оно могло преодолеть гравитационное притяжение Земли и Солнца и покинуть пределы Солнечной системы.

Для расчёта третьей космической скорости можно воспользоваться следующей формулой:

,

где v– орбитальная скорость планеты,v₂– вторая космическая скорость для планеты. Подставляя численные значения (для Землиv= 29,783 км/с,v₂= 11,182 км/с), найдем

16,650 км/с.

При старте с Земли, наилучшим образом используя осевое вращение (≈ 0,5 км/с) и орбитальное движение планеты (≈ 29,8 км/с), космический аппарат может достичь третьей космической скорости уже при ~ 16,6 км/с относительно Земли. Для исключения влияния атмосферного сопротивления предполагается, что космический аппарат приобретает эту скорость за пределами атмосферы Земли. Наиболее энергетически выгодный старт для достижения третьей космической скорости должен осуществляться вблизи экватора, движение объекта должно быть сонаправлено осевому вращению Земли и орбитальному движению Земли вокруг Солнца. При этом скорость движения аппарата относительно Солнца составит

29,8 + 16,6 + 0,5 = 46,9 км/с.

Траектория аппарата, достигшего третьей космической скорости, будет частью ветви параболы, а скорость относительно Солнца будет асимптотически стремиться к нулю.

На 2012 год ещё ни один космический аппарат не покидал окрестностей Земли с третьей космической скоростью. Наибольшей скоростью покидания Земли обладал КА Новые горизонты – 16,21 км/с. За счёт гравитационного маневра у Юпитера, он покинет Солнечную систему со скоростью около 30 км/с после окончания основной части своей миссии. Аналогичным образом ускорялись и другие КА, уже покинувшие Солнечную систему (Вояджер-1, Вояджер-2, Пионер-10 и Пионер-11). Все они покидали окрестности Земли со скоростями, существенно меньшими третьей космической.

Четвёртая космическая скорость– минимально необходимая скорость тела, позволяющая преодолеть притяжение галактики в данной точке.

Четвёртая космическая скорость не постоянна для всех точек галактики, а зависит от координаты. По оценкам, в районе нашего Солнца четвёртая космическая скорость составляет около 550 км/с. Значение сильно зависит не только (и не столько) от расстояния до центра Галактики, но и от распределения масс вещества по Галактике, о которых пока нет точных данных, ввиду того что видимая материя составляет лишь малую часть общей гравитирующей массы, а все остальное – скрытая масса. Вне диска Галактики распределение масс приблизительно сферически симметрично, как следует из измерений скоростей шаровых скоплений и других объектов сферической подсистемы.

Четвертая космическая скорость численно равна квадратному корню из гравитационного потенциала в данной точке галактики (если выбрать гравитационный потенциал равным нулю на бесконечности):

где φ – гравитационный потенциал.

• Скорость движения самогоСолнцавокруг центра Галактики составляет примерно 217 км/с. Если бы Солнце двигалось примерно вдвое-втрое быстрее, то оно со временем покинуло быМлечный Путь.

• Одна из звёзд двойной системы из-за разрыва сверхмассивной чёрной дырой (объектСтрелец A*, находящийся в центре нашей Галактики) может приобрести значительный импульс, иногда достаточный для преодоления притяжения Галактики (вплоть до4000 км/с)

• Пульсар B1508+55, удалённый от Земли на 7700 световых лет, движется со скоростью 1100 километров в секунду, что в два раза больше четвёртой космической скорости в районе Солнца (550 км/c).