Por que razão os foguetes não sobem em linha reta?

Um foguete que subisse em linha reta até 400 km e desligasse os motores cairia de volta como uma pedra, porque estar em órbita não significa estar alto, mas mover-se tão rápido na horizontal que a curvatura da queda coincida com a curvatura da Terra. Essa velocidade, cerca de 7,8 km/s em órbita baixa, é o verdadeiro objetivo do lançamento; a altura serve apenas para saír do ar, que a essa velocidade destruiria qualquer veículo por fricção.

O trecho vertical inicial dura apenas alguns segundos e serve para libertar a torre e atravessar o mais rapidamente possível as camadas mais densas da atmosfera. A seguir, o foguete realiza uma pequena manobra de inclinação e, a partir daí, deixa que a própria gravidade vá inclinando gradualmente a sua trajetória: é a chamada manobra gravitacional (gravity turn). Manter o nariz alinhado com a direção do voo minimiza as cargas aerodinâmicas laterais, que poderiam romper a estrutura, e distribui o impulso entre ganhar altura e ganhar velocidade de forma eficiente. No final da subida, o estágio superior voa quase paralelo ao solo.

Enquanto o foguete aponta para cima, parte do impulso é gasta simplesmente a sustentar o veículo contra a gravidade, sem produzir velocidade útil. Os engenheiros chamam a isto perda gravitacional, e num lançamento típico ronda entre 1 e 1,5 km/s, às quais se somam as perdas por resistência do ar. Uma subida completamente vertical multiplicaria essa fatura e exigiria muito mais propelente. Por isso as trajetórias reais são um compromisso: verticais o suficiente para escapar do ar e horizontais o mais rapidamente possível para acumular a velocidade que mantém o veículo em órbita.