那如何才能使运载火箭或航天飞机达到宇宙速度呢，理论和实践证明，火 箭飞行速度决定于火箭发动机的喷气速度和火箭的质量比。发动机的喷气速度越高 ，火箭飞行的速度越高；火箭的质量比越大，火箭飞行能达到的速度越高。
火箭的质量比是火箭起飞时的质量（包括推进剂在内的质量）与发动机关 机（熄火）时刻的火箭质量（火箭的结构质量，即净重）之比。因此，质量比较大 ，就意味着火箭的结构质量小，所携带的推进剂多。火箭可分为单级和多级，多级 火箭又可分为串联、并连联、串并联相结合，一般来说，火箭级数越多它的动能越 大，但是理论计算和实践经验表明，每增加 1 份有效载荷，火箭需要增加 10 份 以上的质量来承受，随着火箭级数的增加，使最下面的一级和随后的几级变得越来 越庞大，以致于无法起飞。多级火箭一般不超过 4 级。
第二宇宙速度
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， 亦称脱离速度。按照力学理论可以计算出第二宇宙速度v2=11.2km/s。地球上的物 体要脱离地球引力成为环绕太阳运动的人造行星，需要的最小速度是第二宇宙速度 。
第三宇宙速度
第三宇宙速度是指从地球起飞的航天器飞行速度达到16.7千米/秒时，无 需后续加速就可以摆脱太阳引力的束缚，脱离太阳系进入更广袤的宇宙空间。这个 从地球起飞脱离太阳系的最低飞行初速度就是第三宇宙速度。
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=16.7km/s。需要注意的是，这是选择航天器入轨速度与地球公转速度切线方向 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㎞/s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，现如今火箭可以突破该宇宙速 度。
以地球打比方，绕太阳运动的平均线速度为29.8km/s。在地球轨道上，要 使人造天体脱离太阳引力场的逃逸速度为42.1km/s。当它与地球的运动方向一致的 时候，能够充分利用地球的运动速度，在这种情况下，人造天体在脱离地球引力场 后本身所需要的速度仅为两者之差v0=12.3km/s。
第四宇宙速度
所谓第四宇宙速度，是指在地球上发射的物体摆脱银河系引力束缚，飞出 银河系所需的最小初始速度，约为110-120km/s，这个数据是指在银河系内绝大部 分地方所需要的航行速度。但如充分利用太阳系的线速度以及地球的线速度，最低 航行速度可减小为82km/s。
由于人类对银河系所知甚少，对于银河系的质量以及半径等也无法取值， 120km/s的数值为在银河系内的绝对脱离速度，用作代表第四宇宙速度。第四宇宙 速度的准确值至今无法辨认。
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