¿Por qué un cohete se lanza al espacio?

El límite del espacio, fijado habitualmente en 100 km (la línea de Kármán), equivale apenas a una hora de viaje en línea recta hacia arriba. Lo que dificulta llegar no es la distancia, sino la velocidad necesaria para mantenerse allí. Un objeto que simplemente asciende hasta 100 km cae de nuevo en minutos. Para permanecer en órbita debe moverse horizontalmente a unos 7,8 km/s (28.000 km/h o 17.500 mph), lo bastante rápido para que, mientras cae hacia la Tierra, el suelo se curve y se aleje por debajo. Alcanzar esa velocidad, además de compensar la energía que se pierde por la gravedad y el rozamiento del aire durante el ascenso, es todo el propósito de un lanzamiento.

Los motores de los aviones respiran aire y las alas necesitan aire para generar sustentación; por encima de unos 30 km hay demasiado poco de ambas cosas. Un cohete lleva su propio oxidante y funciona según la tercera ley de Newton: expulsa gas caliente hacia atrás a varios kilómetros por segundo y el vehículo es impulsado hacia delante por esa misma fuerza. Esto funciona igual de bien en el vacío, por lo que los cohetes son la única propulsión capaz de completar el ascenso. El precio es la masa: un cohete orbital suele llevar entre el 85 y el 90 por ciento de propelente al despegar, así que los ingenieros desechan los depósitos vacíos por etapas para no seguir acelerando peso muerto.

Un lanzamiento comienza en vertical para atravesar rápidamente el aire más denso, y luego se inclina en un giro gravitacional para que la mayor parte del empuje se dedique a ganar velocidad horizontal. Tras unos dos a diez minutos, la última etapa se apaga al alcanzar la velocidad objetivo y la carga útil queda en órbita. Ir más lejos, hasta la Luna o los planetas, supone añadir unos pocos kilómetros por segundo más, razón por la cual las sondas interplanetarias son pequeñas en comparación con los cohetes que las transportan.