要飞向宇宙，就要具有一定的飞行速度，有什么样的速度，就会有什么样的脱离引力的效果。我们知道万有引力的原理，就是说物质本身是具有对其他物质的吸引力。比如，我们人之所以站在地球表面上而不会飞向太空，就是因为地球对我们的引力的效果。月亮围绕地球旋转，就是因为地球对它有吸引力。同样，地球围绕太阳运行也是这个道理。所以，要飞向宇宙，就要摆脱引力的束缚。从研究两个质点在万有引力作用下的运动规律出发，人们通常把航天器达到环绕地球、脱离地球和飞出太阳系所需要的最小速度，分别称为第一宇宙速度、第二宇宙速度和第三宇宙速度，这就是三大宇宙速度。
第一宇宙速度（v1）航天器沿地球表面作圆周运动时必须具备的速度，也叫环绕速度。按照力学理论可以计算出v1＝7．9公里／秒。以通俗的说法，我们要冲破地球引力，至少要达到7．9公里／秒的速度，这样才能在太空中飞行。不过，科学家认为事实上，航天器在距离地面表面数百公里以上的高空运行，地面对航天器引力比在地面时要小，故其速度也略小于v1。
第二宇宙速度（v2）当航天器超过第一宇宙速度v1达到一定值时，它就会脱离地球的引力场而成为围绕太阳运行的人造行星，这个速度就叫做第二宇宙速度，亦称逃逸速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2＝11．2公里／秒。比如发射火星探测器，那么它的速度必须大于v2＝11．2公里／秒。反之由于月球还未超出地球引力的范围，故从地面发射探月航天器，其初始速度不小于10．848公里／秒即可。
第三宇宙速度（v3）从地球表面发射航天器，飞出太阳系，到浩瀚的银河系中漫游所需要的最小速度，就叫做第三宇宙速度。按照力学理论可以计算出第三宇宙速度v3＝16．7公里／秒。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度方向一致时计算出的v3值；如果方向不一致，所需速度就要大于16．7公里／秒了。可以说，航天器的速度是挣脱地球乃至太阳引力的惟一要素，目前只有火箭才能突破宇宙速度。我们人类要探索太阳系以外的宇宙，那么发射的航天器的速度一定大于16．7公里／秒。
宇宙航天真正走向外太空的话，是不是具有第三宇宙速度就可以了呢？恐怕实际上不行，为什么呢？是因为宇宙空间距离过于遥远。宇宙实在是太广大，太遥远了，遥远得我们难以想象。比如，美国发射的探索太阳系以外太空的探测器，在它飞越过冥王星之后基本上完成了它的使命。这是因为，它将在未来的十几万年中将在寂寞中飞行。试想一下，假如我们发射具有光速（大约每秒三十万公里）的航天器，要达到除太阳以外的恒星，那是要耗用四年多的时间呀。按目前的航天器速度，要进行外太空探索是远远不够的。
目前科学界认为光速是速度极限，也有人认为事实上存在超过光速的速度。如果人类在未来能创造以光速航行的航天器的话，我认为我们不妨称为“第四宇宙速度”。爱因斯坦的广义相对论告诉我们，如果达到光速的话时间、空间将会发生另外的变化。总之，外太空还有无数我们未知的科学奥秘要等待我们人类去发现、探索。
长期以来，宇宙航空一直被美国、俄罗斯（前苏联）所垄断。中国的神州载人宇宙飞船的发射，打破了两大国垄断航天事业的局面。我们探索宇宙的步伐将坚定地走下去，宇宙航空的未来等待着我们。
