第三宇宙速度是沿著哪一個方向所發射?
地球公轉
二十世紀六十年代發現的遙遠的類星體和無線電星系開始成為不支持穩恆態宇宙模型的證據，而1965年阿諾·彭齊亞斯和羅伯特·威爾遜發現的宇宙微波背景輻射明確反駁了穩恆態理論。大爆炸理論由此被認為是最能解釋宇宙起源和演化的理論，唯一讓物理學家不滿的是其中奇異點的存在。後來，潘洛斯和霍金的奇異點定理證明了奇異點的存在是廣義相對論的必然結果，這使得大多數物理學家都接受了大爆炸理論，並認為我們所觀測到的宇宙起源於一個有限的時間。二十世紀九十年代，大爆炸理論得到了宇宙學實驗觀測的有力驗證。隨著幾個重要的空間望遠鏡：宇宙背景探測者、哈伯太空望遠鏡和威爾金森微波各向異性探測器的發射和數據採集，物理學家有能力對大爆炸理論中的參數進行精確的測量。不僅如此，他們還意外地發現宇宙的膨脹速度在不斷增長：愛因斯坦曾經將他引入的宇宙常數項稱為「他一生中的最大錯誤」，然而實驗觀測表明宇宙常數項仍然是有用的：為了解釋宇宙的加速膨脹，物理學家結合對相關超新星的觀測提出了暗物質和暗能量理論。當今宇宙學最為認可的模型——ΛCDM模型——結合了宇宙微波背景輻射、宇宙大尺度結構和宇宙加速膨脹，這是能夠構建一個自洽的物理宇宙模型的最簡單的假設。
宇宙速度是物體從地球出發，在天體的重力場中運動，四個較有代表性的初始速度的統稱。太空載具按其任務的不同，需要達到這四個宇宙速度的其中一個。第一宇宙速度又稱為環繞速度，是指在地球上發射的物體繞地球飛行作圓周運動所需的最小初始速度。若在150千米的飛行高度上，其環繞速度為7.8千米/秒。第二宇宙速度，亦即地球的逃逸速度，是指在地球上發射的物體擺脫地球引力束縛，飛離地球所需的最小初始速度。若太空載具已到達近地軌道的高度，太空載具的脫離速度約為10.9千米/秒。第三宇宙速度，亦即太陽的逃逸速度，是指在地球上發射的物體擺脫太陽引力束縛，飛出太陽系所需的最小初始速度。本來，在地球軌道上，要脫離太陽引力所需的初始速度為42.1千米/秒，但地球繞太陽公轉時令地面所有物體已具有29.8千米/秒的初始速度，故此若沿地球公轉方向發射，只需在脫離地球引力以外額外再加上12.3千米/秒的速度。第四宇宙速度是指在地球上發射的物體擺脫銀河系引力束縛，飛出銀河系所需的最小初始速度。但由於人們尚未知道銀河系的準確大小與質量，因此只能粗略估算，其數值在525千米/秒以上。而實際上，仍然沒有太空載具能夠達到這個速度。
原子序數是一個原子核內質子的數量，也決定元素的性質。擁有同一原子序數的原子屬於同一化學元素。例如所有的碳原子的原子核都有六個質子，因此碳的原子序數是6。碳原子可能會有不同個數的中子，這些就是碳的同位素。原子核中質子的個數決定了原子核的電荷，因此也決定了原子在電中性時的電子個數。電子會填入其原子軌域中，決定原子各種的化學性質。中子的個數對於原子的化學性質影響不大。例如所有的碳原子因為有六個質子及六個電子，即使其中子可能有六個或是八個，其化學特性幾乎相同。因此在化學上，是由原子序數來識別一化學元素的特性，而不是用其質量數。一般原子序數會寫在元素符號的左下方，但因為一個元素的原子序數是確定的，因此這個值很少會這樣寫出來。
航天動力學是研究太空飛行器和運載器在飛行中所受的力及其在力作用下的運動的學科，又稱星際航行動力學、天文動力學和太空動力學。航天動力學研究的運動包括太空飛行器的質心運動，稱軌道運動；太空飛行器相對於自身質心的運動和各部分的相對運動，稱姿態運動；以及與太空飛行器發射、太空飛行器軌道機動飛行有關的火箭運動。太空飛行器的飛行過程一般分為三個階段。發射段：太空飛行器由運載器攜帶，從地面起飛達到預定的高度和速度。運行軌道段：太空飛行器主要在萬有引力等自然界外力作用下運動。為了保持預定的軌道，有時需要少量的推力；有時為了軌道機動則需要較大的推力。降落軌道段：一些太空飛行器需要返回地球表面或者降落在目標天體的表面。這時太空飛行器在火箭推力和介質阻力等作用下，離開運行軌道降落到天體表面。在以上各個階段中，太空飛行器的運動都包含了軌道運動和姿態運動兩個部分。在運行軌道段，一般可以將兩種運動分別求解。而在發射段和降落段，兩種運動關係密切，需要聯立求解。研究太空飛行器的運動是以牛頓力學和火箭力學為基礎的，一般不考慮相對論效應。航天動力學以數學、力學、控制理論為基礎。它的研究內容分為軌道運動、姿態運動和火箭運動三個部分。