關於行星探測器，我們總在暢想未來，我們的飛行器能夠像科幻電影中的星際航行飛行器那樣，做到曲速航行、反物質飛行器，巴薩德衝壓發動機。但事實上直到今天，人類還是只能在太陽系內部簡單轉上那麼幾圈，以期解開太陽系內部的諸多謎團，而為了達到這一目標，我們所以依靠的便是各式各樣的行星探測器、人造衛星和主導速度。
圖解：幻想中的宇宙飛船
01·行星探測器、人造衛星的工作運行方式
與圍繞地球旋轉，觀測地球和宇宙的人造衛星相比，行星探測器最大的區別就在於軌道。
人造衛星在地球引力圈中的軌道上運行，而行星探測器則要脫離地球引力圈，飛往目標天體，並直接對其進行探索和觀測。
圖解：世界首顆人造地球衛星：斯普特尼克1號
當行星探測器，到達目標天體後，將入軌並環繞天體飛行，此時它就變成了該天體的人造衛星，這裡所謂的引力圈是指對於探測器來說，地球引力大於太陽引力影響的區域。
圖解：先驅者10號行星探測器
02·主導速度中的，第一、 第二和第三宇宙速度
第一宇宙速度
探測器以每秒7.9千米的速度發射時，最終就會成為繞著地球旋轉的人造地球衛星。此時的軌道是圓形的，而這個每秒7.9千米就是第一宇宙速度。
圖解：兩種算法，可算出第一宇宙速度
第二宇宙速度
探測器以比第一宇宙速度更快的速度發射，那麼它就會畫出橢圓形軌道，此時的地球就不再是軌道的圓心，而是變成了橢圓的焦點，相應的，探測器也會擁有自己的遠地點與近地點，探測器發射的速度越快，這個橢圓軌道的形狀就越扁長。（比如說由於月球距離地球38萬千米，就處於地球92萬千米的引力圈之內，所以向月球發射探測器的時候，我們就可以利用這個橢圓軌道，如果月球正好經過探測器的橢圓軌道，那麼探測器自然就可以到達月球，此時探測器的發射速度約為每秒11.1千米。這個速度還不足以讓探測器脫離地球的引力圈，而要想達到這個目的並使其不再返回地球，那我們就需要將速度提升至每秒11.2千米）。這個速度就是第二宇宙速度。
圖解：速度決定發射時的軌道
第三宇宙速度
此時從地球上看探測器的軌道就不是橢圓的，而是變成了拋物線，脫離了地球的引力圈，外面還有太陽引力圈，要想脫離太陽引力圈，並飛往太陽系之外，探測器就需要以每秒16.7千米的速度，從地球發射出去，這個速度就是第三宇宙速度。
圖解：宇宙掙脫引力示意圖
03·離開地球，踏上更遠的星際旅途
地球的引力圈，大致是從地表開始到上空92萬公裡的範圍之內，一旦脫離了地球引力圈，太陽引力的影響就將變成主導，探測器要想脫離地球的引力圈，就需要比人造衛星更大的速度，為了成為人造衛星，從海拔零米處，發射所必須的速度是第一宇宙速度，而脫離地球引力圈所必須的速度，這是第二宇宙速度，（這個速度是第一宇宙速度開根號的2倍），而要脫離太陽的引力圈，踏上更遠的星際旅途，其所需的速度便是第三宇宙速度。
圖解：宇宙速度示意圖