Műholdak mozgása
Földi mechanika – égi mechanika
Az égitestek (és a műholdak) mozgásának megértéséhez szükséges természeti törvények felismerése Kepler és Newton nevéhez fűződik. Az emberiség által évezredek óta látott égitestek mozgástörvényeinek és a fáról leeső alma mozgását leíró törvények azonosságának felismerése az égi és a földi mechanika összekapcsolásán túl nagy jelentőségű eszmetörténeti következményekkel járt.
Ballisztikus pálya
A ferde szögben kilőtt lövedék mozgását a (levegő közegellenállásának elhanyagolása esetén) a Föld nehézségi erőtere által okozott gyorsulás téríti el az egyenes vonalú egyenletes mozgástól és húzza vissza a Földre. (A kilőtt lövedék mozgásával a ballisztika foglalkozik.) A röppálya parabola alakú. Amennyiben a lövedéket akkora sebességre gyorsítjuk fel, hogy több ezer kilométer távolságra elrepüljön, akkor ezen a távolságon a földfelszín már nem tekinthető síknak, és észrevesszük, hogy a röppálya nem parabola, hanem ellipszis alakú, amelynek egyik gyújtópontja a Föld tömegközéppontja.
Az 1. kozmikus sebesség
Amennyiben sikerül a lövedéket másodpercenként 7,81 km-es sebességre felgyorsítanunk (ez az 1. kozmikus sebesség) akkor a lövedék nem esik vissza a Földre, hanem föld körüli pályára áll.
A rakéta
Ekkora sebességet nem lehet ágyúval elérni, ezért ekkora sebesség elérésére rakétákat alkalmazunk. A rakéta olyan eszköz, amely valamilyen éghető anyagot és az elégetéséhez szükséges oxigént tartalmazó oxidálószert visz magával, és az éghető anyagot az égéstérben elégeti. Az égéstermék a rakéta hátulján lévő fúvókán át nagy sebességgel hátrafelé kiáramlik, ami az erő-ellenerő elvén a rakétatestet előre felé gyorsítja. Amennyiben a rakéta a tüzelőanyag elégésidejének végére már elérte a földfelszín feletti 200 km-es magasságot, valamint sebességének iránya a földfelszínnel párhuzamos és sebességének nagysága eléri vagy meghaladja az első kozmikus sebességet, akkor a rakéta nem esik vissza a földre, hanem föld körüli pályára áll. Ennek a sebességnek az elérése a jelenleg használt tüzelőanyagok és oxidálószerek kis fajlagos energiatartalma miatt csak úgy lehetséges, ha a gyorsítás során csökkentik a rakéta szerkezeti részeinek a tömegét. Ezt a gyakorlatban úgy érik el, hogy több rakétafokozatot építenek egymás fölé, és amikor az alsó működő rakéta üzemanyaga elfogyott, akkor az adott rakétafokozatot, a fúvókát és a tartályokat leválasztják. Ezt nevezik lépcsőzésnek.