Quand une fusée est-elle lancée dans l'espace ?

Une fusée ne peut pas décoller à n'importe quel moment. La Terre tourne, et la rampe de lancement ne traverse le plan de l'orbite cible qu'une ou deux fois par jour. Pour atteindre la Station spatiale internationale, la fenêtre est pratiquement instantanée : une marge de quelques secondes. Pour un satellite géostationnaire, elle dure généralement une heure ou deux, et pour une sonde interplanétaire, la fenêtre se compte en semaines, se répétant tous les 26 mois dans le cas de Mars, lorsque la géométrie entre les planètes permet le trajet nécessitant le moins de propergol. Dans cette fenêtre, le décollage exige aussi des vents, des nuages et une activité électrique dans des limites acceptables, une zone de sécurité dégagée de navires et d'avions, et une fusée dont les milliers de capteurs ne montrent aucune anomalie pendant le compte à rebours.

Après l'allumage, le véhicule monte à la verticale pendant quelques secondes puis incline sa trajectoire vers l'horizon pour gagner de la vitesse horizontale, ce qui est en réalité ce qui permet de maintenir une orbite. Vers une minute, il traverse la zone de pression dynamique maximale, où la structure subit les contraintes les plus fortes. Vers la troisième minute, il franchit les 100 km d'altitude, la ligne de Kármán, utilisée par convention comme limite de l'espace ; c'est environ à ce moment que le premier étage se sépare et que la cofia est larguée, devenue inutile une fois qu'il n'y a plus d'air contre lequel se protéger.

Être dans l'espace n'est pas la même chose qu'être en orbite. Pour éviter de retomber, le deuxième étage continue d'accélérer jusqu'à environ 7,8 km/s (28 000 km/h), généralement atteints huit à dix minutes après le décollage pour une orbite terrestre basse. Une fusée-sonde, en revanche, franchit les 100 km pendant quelques minutes puis redescend : elle a été dans l'espace sans avoir été mise en orbite. Les missions vers des orbites plus élevées ou vers la Lune ajoutent des allumages moteur supplémentaires, parfois des heures plus tard.