최종 업데이트: 2026-06-15

탈출 속도

탈출 속도는 한 번 힘을 받은 물체가 추가 동력 없이 행성이나 항성으로부터 영원히 멀어질 수 있는 속도입니다. 모든 로켓 발사의 핵심 수치이며: 지구를 떠나는 데는 약 11.2 km/s가 필요하지만 달을 떠나는 데는 2.4 km/s면 충분합니다. 이 계산기는 천체의 질량과 반지름으로 탈출 속도를 구하며, 같은 거리에서의 원형 궤도 속도도 함께 제공합니다.

공식의 유도

물체의 운동 에너지가 중력 퍼텐셜 우물을 빠져나오기에 충분할 때 탈출이 이루어집니다. 운동 에너지 $\tfrac{1}{2}mv^2$를 중력 퍼텐셜 에너지 $GMm/r$과 같다고 놓고 $v$에 대해 풀면 탈출 속도를 얻습니다. 물체 자신의 질량 $m$이 양쪽에서 상쇄되므로, 탈출 속도는 탈출하는 천체와 중심까지의 거리에만 의존하며 발사체가 무엇인지와는 무관합니다.

공식

두 속도는 일정한 비율로 다릅니다: $v_{esc} = \sqrt{2}\,v_{orb}$. 탈출은 원형 궤도보다 단 41%만 빠르면 됩니다.

계산 예시

지구에 대해, $M = 5.972\times10^{24}\ \text{kg}$, $r = 6.371\times10^{6}\ \text{m}$를 대입합니다.

같은 반지름에서의 원형 궤도 속도는 이를 $\sqrt{2}$로 나눈 약 7.9 km/s이며, 이는 저궤도를 스치듯 도는 인공위성의 속도입니다.

태양계의 탈출 속도 비교

탈출 속도는 질량의 제곱근에 비례하고 반지름의 제곱근에 반비례하므로 천체마다 크게 다릅니다. 표면에서의 탈출 속도: 달 약 2.4 km/s, 화성 5.0 km/s, 지구 11.2 km/s, 목성 59.5 km/s, 태양 무려 617.5 km/s. 이 때문에 달에서의 발사는 지구보다 훨씬 적은 로켓 출력이 필요하고, 거대 행성의 중력은 벗어나기 매우 어렵습니다.

한계

이것은 이상적인 탈출 속도입니다: 공기 저항을 무시하고 단일 구형 천체만 가정했을 때 동력 없는 발사체에 필요한 속도입니다. 실제 로켓은 지속적으로 가속하므로 한 번에 전체 탈출 속도에 도달할 필요가 없으며, 이 수치는 중력을 벗어나는 데 필요한 에너지를 측정하는 기준으로 사용됩니다. 또한 대기 항력(표면 근처에서 중요), 다른 천체의 중력, 발사 지점이 구형 대칭 질량 중심에서 거리 $r$에 있다는 가정을 무시합니다.