Космическая скорость (первая v1, вторая v2, третья v3 и четвёртая v4) — это минимальная скорость, при которой какое-либо тело в свободном движении с поверхности небесного тела сможет:
v1 (круговая скорость) — стать спутником небесного тела (то есть вращаться по круговой орбите вокруг НТ на нулевой или пренебрежимо малой высоте относительно поверхности);v2 (параболическая скорость, скорость убегания) — преодолеть гравитационное притяжение небесного тела и уйти на бесконечность;v3 — покинуть звёздную систему, преодолев притяжение звезды;v4 — покинуть галактику.Третья и четвёртая космические скорости используются довольно редко. Вторая космическая скорость обычно определяется в предположении отсутствия каких-либо других небесных тел (например, для Луны скорость убегания равна 2,4 км/с, несмотря на то, что в действительности для удаления тела на бесконечность с поверхности Луны необходимо преодолеть притяжение Земли, Солнца и Галактики). Еще реже в некоторых источниках встречается понятие "пятая космическая скорость". Это скорость, позволяющая добраться до иной планеты звездной системы вне зависимости от разности плоскостей эклиптики планет. Например, для Солнечной системы и, конкретно, для Земли, чтобы орбита межпланетного перелета была перпендикулярной к земной орбите, нужна скорость запуска 43,6 километра в секунду[1]. Между первой и второй космическими скоростями существует простое соотношение:
Квадрат круговой скорости (первой космической скорости) с точностью до знака равен ньютоновскому потенциалу Φна поверхности небесного тела (при выборе нулевого потенциала на бесконечности):
где M — масса планеты, R — радиус небесного тела, G — гравитационная постоянная.
Квадрат скорости убегания (второй космической скорости) равен удвоенному ньютоновскому потенциалу, взятому с обратным знаком:
Первая и вторая космические скорости для различных объектов
