Por que um foguetão sobe na vertical ao ser lançado?

A parte mais densa da atmosfera encontra-se nos primeiros 10–15 km. Um foguetão que se inclinasse precocemente passaria muito mais tempo nesse ar denso, pagando por isso em resistência aerodinâmica, aquecimento e esforços estruturais sobre um veículo que é essencialmente um tanque de paredes finas. A subida vertical nos primeiros dez a vinte segundos leva o foguetão rapidamente através da pior parte e também o afasta da torre de lançamento e da infraestrutura da rampa de lançamento, antes de se iniciar a manobra de inclinação.

Uma órbita não é uma questão de altitude, mas de velocidade. A 200 km de altitude, uma nave espacial tem de voar a cerca de 7,8 km/s paralelamente à superfície, para que a sua queda em direção à Terra seja compensada pela curvatura do planeta. Quase toda a energia de um foguetão flui, por isso, para a velocidade horizontal. Pouco depois da decolagem, o sistema de orientação inclina o veículo alguns graus, e a partir daí a própria gravidade assume a maior parte da rotação: a trajetória curva-se naturalmente no que os engenheiros chamam uma curva gravitacional, até o estágio superior disparar quase horizontalmente no corte do motor. Inclinar-se tarde demais desperdiça combustível, porque se luta mais tempo do que o necessário contra a gravidade; inclinar-se demasiado cedo desperdiça-o na luta contra o ar.

Os perfis de lançamento são calculados para equilibrar estas duas perdas. Veículos com menor relação empuxo-peso sobem por mais tempo antes de se inclinarem, enquanto foguetões mais leves e mais potentes podem começar a sua rotação mais cedo. As trajetórias também têm em conta restrições, como garantir que os estágios gastos caiam em zonas marítimas seguras e, em voos tripulados, que um aborto conduza a condições sobrevivíveis em qualquer momento. Os sistemas lançados do ar e os aviões espaciais procedem de forma diferente, mas todo foguetão que atingiu a órbita a partir de uma rampa de lançamento começou com uma subida vertical e depois inclinou-se para ganhar velocidade.