宇宙速度

月球1号是首个达到第二宇宙速度的太空探测器[9]

第二宇宙速度（英语：second cosmic velocity），亦即地球的“脱离速度”或者“逃逸速度”，是指在地球上发射的物体摆脱地球引力束缚，飞离地球所需的最小初始速度。将无穷远处的物体的势能记为0，则距离地心为

r

{\displaystyle r}

的地方，势能为

−

G

M

m

r

{\displaystyle -{\frac {GMm}{r}}}

,那么在地表的待发射的物体势能为

−

G

M

m

R

{\displaystyle -{\frac {GMm}{R}}}

。[10]若要脱离地球的引力圈（即逃离地球），相当于要给该物体一定的动能来抵消它在地球表面的重力势能

−

G

M

m

R

{\displaystyle -{\frac {GMm}{R}}}

，恰好完全抵消时，即是逃离地球所需最小的速度（如下式）。

1

2

m

v

2

2

−

G

M

m

R

=

0

{\displaystyle {\frac {1}{2}}mv_{2}^{2}-{\frac {GMm}{R}}=0}

v

2

=

2

G

M

R

=

2

g

R

=

11.2

{\displaystyle v_{2}={\sqrt {\frac {2GM}{R}}}={\sqrt {2gR}}=11.2}

km/s

此外，也可以从能量守恒的角度来解释上式：物体恰好逃离地球时速度为0，逃离地球后最终它会到达离地球无限远处，因此有上式的动能和势能之和为0。换句话说，假设太空船的飞行没有阻力，那么只要它在初始时刻达到第二宇宙速度，那么就能保证它能够逃离地球并最终到达离地球无限远处，在初始时刻之后并不需要继续提供能量。

然而，地球表面有稠密的大气层，太空船飞行有阻力，并且难以达到这样高的初始速度起飞。实际上，太空船是先离开大气层，再加速完成脱离的（例如先抵达近地轨道，再在该轨道加速）。在这高度下，太空船的脱离速度较小，约为10.9公里/秒。[11]实际上太空船发射中的飞行速度远比计算值要低得多，太空船尾部的喷射器持续地给予向上的推力分力

，而这个力只要大于地球对太空船所施加的吸引力，即Δ>0，太空船就能脱离（或者说远离）地球的引力场。因此亦有人认为，只要向上分力持续大于太空船重量，便可以相较微小许多的初速脱离地球的引力场，然而所花时间的加长，使得这在实际情形中并不占优势。[12]