Por que os foguetes decolam na vertical?

Sair do chão apontado para o céu é o jeito mais eficaz de alcançar rapidamente as camadas mais altas da atmosfera – onde o ar rarefeito oferece menos resistência, o que economiza combustível (afinal, combustível pesa. Quanto mais vazio o tanque decolar, melhor).

Segundos após a decolagem, quando o foguete já ganhou uma altitude razoável, ele começa a se inclinar para o lado. O objetivo agora é ganhar velocidade horizontal, tangente à superfície do planeta. Essa velocidade é o mais importante: se a nave não estiver indo rápido o suficiente para o lado – a velocidade mínima são 7,8 km/s –, ela cai de volta mesmo que tenha subido um bocado.

Isso é porque todo objeto em órbita na verdade está caindo na Terra. Pouquíssimas coisas realmente escapam de verdade da gravidade do planeta (para isso, é preciso alcançar uma velocidade bem mais alta e percorrer uma trajetória calculada com cuidado. É o caso das sondas que visitam outros planetas).

O Hubble, a Estação Espacial Internacional (ISS) e outros satélites artificiais só dão voltas e mais voltas ao redor do planeta em vez de bater no chão porque estão se descocando tão rápido que a curva que eles percorrem para cair é mais aberta que a circunferência do globo. Como se você arremessasse uma bolinha para frente com tanta força que ela sumisse atrás do horizonte.

Vamos reforçar esse conceito com uma explicação mais didática, porque ele é imprescindível. Imagine que você disparou uma flecha em linha reta, perfeitamente paralela ao chão. A flecha vai perder altitude lentamente até atingir o solo. Se você pudesse disparar uma flecha em uma velocidade ridiculamente alta, ela conseguiria dar uma volta no planeta antes de bater no chão, e atingir você pelas costas. Essa é a essência de estar em órbita.

O “céu” não está tão distante de nós verticalmente: se você percorrese a distância da ponte aérea Rio-São Paulo indo para o alto, alcançaria uma altitude claramente identificável como espaço aberto, onde a curvatura da Terra se torna perceptível (a ISS fica a 408 km de altitude).

Fonte: livro What if? Serious Scientific Answers to Absurd Hypothetical Questions, de Randall Munroe.