Suas preocupações são perfeitamente válidas - fornecer apenas um número não diz muita coisa. Portanto, em todas as publicações adequadas, o sistema de referência deve ser mencionado.

Normalmente, a referência é o corpo pelo qual a nave é principalmente influenciada. Ou seja em uma órbita terrestre é o centro da Terra, em uma órbita lunar a lua. Para sondas interplanetárias em trânsito, geralmente é o centro do Sol. Perto da decolagem e do pouso, normalmente se muda para um referencial fixo na superfície do planeta. Para a maioria dos cálculos, é melhor ter um sistema de coordenadas fixo e não acelerado (ou pelo menos um com uma aceleração insignificante, como Centro da Terra em relação ao LEO)

Em outros casos, mas geralmente não quando se fala sobre velocidade, o sistema de referência pode ser um sistema rotativo - por exemplo, o gráfico em forma de 8 típico da trajetória das missões Apollo é desenhado em um sistema de coordenadas centralizado na Terra, mas girando com a Lua.

Esta é uma resposta complementar à excelente resposta de @asdfex, com uma tentativa de explicar as coisas em termos simplificados, pois, a julgar pelos comentários, OP ainda se confunde com Órbita Geoestacionária.

Um objeto colocado em órbita geoestacionária (a órbita está no plano equatorial da Terra) pareceria imóvel para o observador no solo.

Se eu estiver em uma órbita geoestacionária, estou movendo 0 unidades / hora em relação ao solo.

Isso é verdadeiro apenas quando as "unidades" são unidades angulares, ou seja, graus ou radianos. Isso significa que o observador no solo e o objeto no GSO estão girando em torno do centro da Terra com a mesma velocidade angular .

Quando o " unidades "são unidades de distância, ou seja, metros ou milhas etc., a afirmação acima não é verdadeira, porque as velocidades lineares do observador no solo e do objeto no GSO são diferentes devido ao fato de que seus raios correspondentes são diferentes.

Acho que é daí que vem a confusão.

Agora, para abordar a velocidade relativa do solo / LEO / GSO:

Se estou caminhando, o solo está estacionário e eu me movo X unidades / hora em relação ao solo.

Se estou em uma órbita terrestre baixa, ainda estou me movendo X unidades / hora em relação ao solo, é apenas um X muito maior.

O principal equívoco aqui (comparação de maçãs com laranjas) reside no fato de que quando uma pessoa está caminhando no solo , ele / ela não está orbitando , enquanto em LEO ele / ela está orbitando . É por isso que a velocidade linear em relação ao solo parece muito maior.

Para a discussão abaixo, vamos supor que tudo o que acontece no plano equatorial, as órbitas são circulares e progressivas, sem perturbações, arrasto, solar vento etc. e todos os números são aproximados / arredondados.

• Velocidade do solo . A Terra dá uma volta completa em torno de seu eixo em 1.436 minutos, portanto, a velocidade de rotação da Terra é de 0,25 graus / min . Isso torna a velocidade linear de um observador no equador (em um raio de 6371 km) igual a 460 m / s (1.029 mph)

• a) Orbitando ao nível do solo . Supondo que a Terra seja perfeitamente esférica sem colinas / montanhas e ausência de atmosfera (de modo que não haja arrasto), para orbitar a Terra a 1 metro acima de sua superfície, é necessário mover-se com velocidade de rotação muito maior em comparação com a Terra: 4,27 graus / min (17 vezes mais rápido que a terra). Isso corresponde à velocidade linear de 7.910 m / s (17.694 mph).

A velocidade orbital relativa da pessoa em órbita "no nível do solo" para outro observador no solo é 4,27 - 0,25 = 4,02 graus / min .

A velocidade linear relativa é 7.910 - 460 = 7.450 m / s .

• b) Orbitando em LEO . Vamos supor uma altitude de 400 km. A velocidade angular orbital é 3,66 graus / min, a velocidade linear é 7.672 m / s (17.162 mph).

A velocidade angular relativa é 3,66 - 0,25 = 3,41 graus / min ,

A velocidade linear relativa é 7.672 - 460 = 7.212 m / s .

• c) Orbitando em GSO . A altitude para esta órbita é definida como 35.786km. A velocidade angular orbital é 0,25 graus / min, a velocidade linear é 3.075 m / s (6.879 mph)

A velocidade angular relativa é 0,25 - 0,25 = 0 graus / min ,

A velocidade linear relativa é 3.075 - 460 = 2.615 m / s .

Se o raio orbital for mais longe do que o raio GSO, o objeto nessa órbita pareceria (para o observador no solo) mover-se "para trás", enquanto um objeto em LEO pareceria se mover "para frente" (porque em termos angulares a Terra giraria mais rápido do que o objeto na órbita acima do GSO), embora objetos em ambos órbitas (LEO e superiores a GSO) e a Terra estão girando na mesma direção. Portanto, do ponto de vista do observador no solo, a comparação das velocidades lineares relativas ao solo (entre LEO, GSO e órbita além do GSO) não são tão relevantes quanto a comparação das velocidades angulares.

PS O movimento de uma pessoa no GSO em relação a uma pessoa no solo pode ser descrito pela seguinte analogia muito simplificada:

Imagine uma "pessoa A" sentada em um assento de um carrossel redondo; Considere outra "pessoa B" em pé bem no centro do carrossel (portanto girando com ele) com o braço levantado horizontalmente e apontando um dedo para a pessoa no assento. A pessoa A é uma analogia com uma pessoa em órbita GSO, e o dedo da pessoa B torna-se uma analogia com um observador no equador da Terra.

Enquanto o carrossel está girando, o dedo B da pessoa e a pessoa A (em o assento) parecem imóveis entre si, mas em termos de distância, por um determinado tempo de poucos segundos o dedo se move alguns centímetros, enquanto a pessoa A se move alguns pés.

A velocidade é realmente relativa. Depende do sistema de coordenadas em referência. Se alguém disser que a velocidade é X m / s ao redor da Terra, será incorreto. No entanto, podemos assumir implicitamente que eles estão falando sobre a norma de velocidade no referencial inercial, talvez J2000 ou ECI.

Mas às vezes também é necessário discutir a velocidade em relação ao solo, por exemplo, quando a SpaceX faz sua aterrissagem, a velocidade inercial terminal deve ser em torno de ~ 500m / s! Isso é para corresponder à velocidade de solo. Portanto, pousar em um navio em movimento nada mais é do que uma versão estendida de um pouso em solo em movimento.

Agora, a questão interessante é quando digamos que a espaçonave deixe a órbita terrestre e entre em órbita ao redor do sol, a referência é alterada para baricentro do sistema solar ou a estrutura de coordenadas inerciais do corpo celeste alvo.

Agora, quando alguém diz que helios 2 atingiu 70 km / s. É preciso ter em mente que 30 km / s (velocidade orbital da Terra em torno do Sol) é apenas porque começou da Terra