Скорость ракеты определяет, сможет ли аппарат стать спутником Земли, покинуть её гравитационное поле или достичь других планет. Эта величина зависит от массы тела, расстояния до центра планеты и тяги двигателей. Для низкой околоземной орбиты требуется около 7,8–7,9 км/с, а чтобы окончательно вырваться из земного тяготения — уже 11,2 км/с.
В современных запусках, в частности ракетами-носителями типа Falcon 9, горизонтальная скорость набирается за 8–10 минут. На это время приходится основная работа двигателей, после чего аппарат переходит в свободный полёт. Физика процесса основывается на формуле Циолковского, которая связывает конечную скорость с отношением начальной и конечной масс ракеты и скоростью истечения газов.
Баллистические и гиперзвуковые системы достигают сопоставимых или даже более высоких показателей на отдельных участках траектории, но их профили полёта существенно отличаются от орбитальных. Ниже разберём основные значения, формулы и практические примеры по состоянию на 2026 год.
Первая космическая скорость
Первая космическая скорость, или круговая, — это минимальная скорость, которую нужно сообщить телу, чтобы оно двигалось вокруг планеты по круговой орбите и не падало на поверхность. Для орбиты вблизи поверхности Земли она равна примерно 7,91 км/с. Формула выглядит так: v₁ = √(GM / R), где G — гравитационная постоянная, M — масса Земли, R — радиус орбиты.
С увеличением высоты значение уменьшается. На высоте 300 км первая космическая скорость составляет около 7,73 км/с, а на 1000 км — уже 7,35 км/с. Именно эту скорость набирают современные ракеты-носители, чтобы вывести спутники на низкую орбиту. Falcon 9 и Starship в 2025–2026 годах стабильно достигают 7,8 км/с за 8–10 минут полёта.
Для любого космического аппарата орбитальная скорость задаётся гравитацией Земли и не зависит от размера самой ракеты — двигатели лишь обеспечивают необходимый запас скорости, преодолевая сопротивление атмосферы и гравитационные потери.
Вторая и третья космические скорости
Вторая космическая скорость позволяет телу навсегда покинуть гравитационное поле Земли. Она равна √2 × v₁ и составляет 11,2 км/с у поверхности. Тело, набравшее такую скорость, движется по параболической траектории. Если скорость ещё выше, траектория становится гиперболической.
Третья космическая скорость нужна для выхода за пределы Солнечной системы. При оптимальном использовании орбитального движения Земли достаточно около 16,7 км/с относительно планеты. Без гравитационных манёвров значение значительно выше. Зонды типа Parker Solar Probe достигали рекордных скоростей относительно Солнца благодаря серии пролётов вблизи планет.
Практически ни одна современная ракета не стартует непосредственно со второй или третьей космической скоростью с поверхности. Многоступенчатые конструкции накапливают скорость поэтапно, сбрасывая отработавшие ступени.
Формула Циолковского и реальный разгон
Конечная скорость ракеты в вакууме без внешних сил описывается формулой Циолковского: v = u · ln(m₀ / mₖ), где u — скорость истечения газов, m₀ — начальная масса, mₖ — конечная масса после выгорания топлива. В реальных условиях приходится учитывать гравитационные и аэродинамические потери, поэтому фактическая скорость ниже характеристической.
Скорость истечения современных двигателей колеблется от 3,2 км/с на уровне моря до 3,7 км/с в вакууме для двигателей Raptor. Многоступенчатые ракеты позволяют увеличить отношение масс и тем самым повысить конечную скорость. Именно поэтому первая ступень Falcon 9 отделяется уже на высоте около 70 км, а вторая доводит полезную нагрузку до орбитальной скорости.
Скорость баллистических и гиперзвуковых ракет
Баллистические ракеты на активном участке разгоняются до 2–8 км/с в зависимости от дальности. Межконтинентальные модели на маршевой фазе движутся со скоростью 6–7 км/с, а при входе в атмосферу сохраняют 6–8 км/с. Терминальный участок сопровождается сильным торможением и нагревом до тысяч градусов.
Гиперзвуковые системы определяются скоростью свыше 5 Махов (около 1,7 км/с и выше) и способностью маневрировать в атмосфере. В отличие от классических баллистических, они большую часть полёта проводят на меньших высотах и могут изменять траекторию. Типичные значения для современных разработок лежат в диапазоне Mach 5–10, хотя отдельные планеры на начальном этапе достигают значительно более высоких показателей.
| Тип скорости / системы | Значение | Условия / примечание |
|---|---|---|
| Первая космическая (Земля) | 7,91 км/с | Вблизи поверхности, круговая орбита |
| Вторая космическая (Земля) | 11,2 км/с | Выход из гравитационного поля |
| Третья космическая | ~16,7 км/с | Выход из Солнечной системы (оптимально) |
| Falcon 9 / Starship (LEO) | ~7,8 км/с | Низкая орбита, 8–10 минут разгона |
| Межконтинентальные баллистические | 6–8 км/с | Маршевая и терминальная фазы |
| Гиперзвуковые (Mach 5+) | >1,7 км/с | Атмосферный маневренный полёт |
Данные таблицы согласованы с материалами украинской Википедии и открытыми отчётами космических агентств по состоянию на 2026 год.
Влияние атмосферы и высоты
На старте ракета преодолевает плотные слои атмосферы, где сопротивление воздуха значительно. После прохождения линии Кармана (100 км) аэродинамические потери практически исчезают. На высоте 80–90 км уже начинаются регистрируемые перегрузки при спуске с орбитальной скоростью. Плазменная оболочка, образующаяся при гиперзвуковом входе, блокирует радиосвязь и затрудняет наведение.
Скорость звука на уровне моря составляет около 340 м/с, поэтому Mach 1 — это примерно 1225 км/ч. Орбитальная скорость соответствует примерно Mach 25 на высотах реентри, но в космосе понятие числа Маха теряет смысл, так как нет воздуха.
Реальный профиль скорости ракеты никогда не является прямой линией: сначала идёт медленный разгон у стартового стола (десятки метров в секунду), затем стремительный рост до нескольких километров в секунду, и наконец выход на стабильную орбитальную скорость.
Практические примеры 2025–2026 годов
Starship в тестовых полётах 2025–2026 годов достигал пиковых значений около 26 500 км/ч, приближаясь к полной орбитальной скорости 28 000 км/ч. Первая ступень Super Heavy разгоняется лишь до 1,8–2,2 км/с и возвращается, тогда как верхняя ступень продолжает набор скорости. Falcon 9 остаётся рабочей лошадкой: более 600 успешных орбитальных запусков и стабильный выход на 7,8 км/с.
Для межпланетных миссий нужен дополнительный запас скорости. Зонды, летящие к внешним планетам, используют гравитационные манёвры, чтобы увеличить скорость без дополнительного топлива. Parker Solar Probe удерживает рекорд скорости относительно Солнца — свыше 190 км/с.
Скорость ракеты — это не просто цифра в таблице. Она определяет конструкцию ступеней, выбор топлива, теплозащиту и даже стратегию возвращения. Понимание этих параметров позволяет точнее планировать как космические миссии, так и оценку возможностей современных баллистических систем.