로켓의 지구 탈출 속도

인공위성을 지구상의 궤도에 정착시키려면 초속 7.9km(제1우주속도)의 속도가 필요하다. 이 속도보다 빨리 발사하면 탐사선은 점점 더 긴 타원형이 되고 초속 11.2km를 넘으면 지구 중력을 떨쳐버리게 돼 다시는 지구로 돌아갈 수 없게 된다. 이 속도를 제2우주속도라고 부른다. 이보다 빠른 속도인 초속 16.7km에 이르면 우리 태양계를 이탈하게 된다. 이 속도를 제3우주속도라고 부른다. 물론 이 속도는 지구 표면에서 직접 로켓을 발사할 때의 속도를 말한다.

지구는 자전축 주위를 약 24시간에 한 번 회전하는데 위도가 바뀌면 자전반경이 바뀐다. 따라서 표면속도를 비교해 보면 북위 79도 기지에서는 초속 90m, 북위 46도 러시아 우주기지에서는 325m, 그리고 한국의 나로도 우주센터(북위 34.5도)에서는 초속 400m, 북위 5도의 경우 초속 426m라는 차이가 생긴다. 지구는 서쪽에서 동쪽으로 자전하고 있어 이 자전의 표면 속도를 이용해 로켓을 발사하면 큰 이익을 얻는다. 로켓을 발사하려면 초속 7.9km의 속도를 얻어야 하는데 300m 정도의 속도차, 즉 지구 인력과 대기의 저항을 이기고 상당한 속도를 얻으려면 막대한 연료가 소비돼야 하지만 약 300m의 차이를 극복하기 위해서는 1단 로켓의 연료를 36%나 더 소비해야 한다. 그래서 적도에 가까운 낮은 위도에서 로켓을 발사할수록 큰 이익이 된다고 할 수 있다.