要想探索太空的奥秘，利用太空中的丰富物资资源和特殊的空间环境，就必须战胜地球的吸引力，冲出地球，投入太空的怀抱。

遨游寰宇是人类亘古以来的梦想，但祖先们却无法离开地面一步，只好用种种美丽的飞天神话和幻想来寄托这种愿望。

人为什么不能离开地面呢？或许是缺少一对像老鹰一样强有力的翅膀？但是，许多勇敢者模仿鸟类用人造翅膀飞行的尝试都失败了。理论研究证明，由于生理上的局限，人类永远不可能用肌­肉­的力量在空中支持自身的重量。

为什么呢？1686年，牛顿揭开了这团迷雾。他在当年发表的《自然哲学之数学原理》一书中指出，任何两个物体间都有相互吸引力，即万有引力定律。他指出引力的大小跟它们的质量成正比，跟它们之间距离的平方成反比。由于人与地球的质量相差太悬殊，所以人总是被地球强大的引力所束缚而不能离开地面。

要离开地面，就要克服地球引力。但如何才能克服地球引力呢？如果想让一个物体离开地球，必须沿着地球引力相反的方向（即向上）对它加力，使它做加速运动，当它达到一定速度时停止加力，它就能以惯­性­一直向前飞行而脱离地球。这个速度为千米/秒，叫做脱离速度或逃逸速度，通常称做第二宇宙速度。在摆脱地球束缚的过程中，在地球引力的作用下，物体并不是沿直线飞离地球，而是按抛物线飞行。脱离地球引力以后，在太阳引力作用下绕太阳运行。若要摆脱太阳引力的束缚飞出太阳系，物体的运动速度必须达到千米/秒，通常称做第三宇宙速度。那时物体将按双曲线轨迹飞离地球，而相对太阳来说它将沿抛物线飞离太阳。

人类的航天活动，并不是一味地要逃离地球，而是要按照人类预定的计划进行太空飞行与返回。特别是应用航天器，需要绕地球飞行，即让航天器做圆周运动。我们知道，物体做曲线运动时会产生离心力。因此，要让航天器做圆周运动，必须始终有一个与离心力大小相等、方向相反的力作用在航天器上。在这里，正好可以利用地球的引力。因为地球对航天器的引力，正好与航天器做曲线运动的离心力方向相反。经过计算，航天器的运动速度达到千米/秒时，它所产生的离心力正好与地球对它的引力相等。这个速度被称为环绕速度，亦称做第一宇宙速度。

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