In occasione delle missioni Apollo, le navette spaziali con a bordo gli astronauti avevano lo scopo di abbandonare il campo gravitazionale terrestre e farsi catturare dalla Luna. Per far ciò era necessario, durante le fasi di lancio, raggiungere la velocità di fuga. Ovvero la velocità alla quale l’energia cinetica del veicolo spaziale in movimento è sufficientemente alta da vincere l’attrazione dovuta all’energia gravitazionale che richiama la navetta sulla Terra. La velocità di fuga della Terra per un corpo di massa m si calcola facilmente tramite la formula che eguaglia energia cinetica e gravitazionale:

e quindi

Da cui si desume che la velocità di fuga è indipendente dalla massa dell’oggetto in allontanamento. Sia che si tratti di un veicolo di una tonnellata che di un bullone di qualche decina di grammi, questo va lanciato sempre a una velocità superiore agli 11 km/sec per raggiungere la velocità necessaria a scappare dal campo gravitazionale terrestre. Questo se si parte dalla superficie terrestre. La velocità di fuga dipende infatti dalla distanza rispetto al centro della Terra. Più si è vicini, maggiore sarà la velocità di fuga. Dalla superficie terrestre, questa è di 11,18 km/sec. Quando si tratta però di lanciare in orbita dei veicoli spaziali, si usa un mezzo di propulsione a più stadi, in modo che l’ultima spinta venga data a un’altezza significativa, che possa abbassare la velocità di fuga. Nel caso delle navette Apollo, portate in orbita dal razzo Saturno V, il primo stadio aveva il compito di portare il veicolo spaziale ad un’altezza di 61 km ad una velocità di 9500 km/h. Il secondo stadio aveva invece il compito di separare il veicolo dal razzo vero e proprio, raggiungendo una velocità di 22500 km/h a un’altezza di 190 km sopra la crosta terrestre. Il terzo stadio aveva invece il compito di raggiungere la velocità finale di oltre 38000 km/h, più di 10 km al secondo. Questa velocità rappresenta anche la velocità più elevata mai raggiunta dall’uomo, ma è solamente lo 0,0036% della velocità della luce. Gli effetti relativistici sono quindi assolutamente trascurabili. Oggi l’attività degli astronauti non è più dedita ad abbandonare il campo gravitazionale terrestre e ad approdare su altri pianeti, quanto piuttosto a esperimenti in condizioni di microgravità. Le missioni dello Shuttle e lo stazionamento a bordo della Stazione Spaziale Internazionale limitano la velocità a quella necessaria per compiere un’orbita posta circa 300 km sopra la crosta terrestre. Le velocità in gioco sono dell’ordine di 28000 km/h, circa 7 km/sec, una velocità ragguardevole, ma pur sempre solo lo 0,0026% della velocità della luce.

Nel gennaio del 2006 la NASA ha lanciato la sonda automatica New Horizons che dovrebbe raggiungere Plutone (ormai degradato al ruolo di corpo minore e non più di pianeta) nel 2015. Per sfuggire all’attrazione gravitazionale dei pianeti del sistema solare è stata scelta una traiettoria a effetto fionda, che sfrutta cioè la forza gravitazionale dei pianeti interni per essere catapultata ancora più verso l’esterno. La New Horizons è stata lanciata a una velocità di 58000 km/h, circa 16 km/sec, ovvero lo 0,00536 % della velocità della luce.

Ma il record di velocità per una sonda spaziale appartiene alle 2 sonde solari Helios lanciate negli anni 70. Una volta catturate dal campo gravitazionale solare e posizionatesi in un orbita ellittica, la Helios 2 in particolare raggiunse la ragguardevole velocità di quasi 250.000 km/h, più di 67 km/sec, ma pur sempre solo lo 0.02% della velocità della luce

Ecco quindi che le pur elevate velocità raggiunte da alcuni veicoli spaziali sono ancora lontane dalle velocità alle quali si possono far sentire gli effetti relativistici previsti dalla teoria. Questi si possono comunque osservare a livello nucleare e subnucleare in alcuni grandi laboratori terrestri come gli acceleratori di particelle o in natura, studiando per esempio i lunghissimi tempi di decadimento dei neutrini provenienti dall’Universo.