Según mi escasa intuición, no creo que baste con subir a 45º. Creo que hay que subir recto e ir girand hasta ponerse totalmente plano. Mi razonamiento es el siguiente: hay dos puntos donde la órbita es horizontal (respecto de la tierra). El perigeo y el apogeo. Si se inyecta en órbita a 45, eso significa que no está en ninguno de los dos puntos, y por tanto el punto de inserción es superior al perigeo.

Así pues, interesa inyectarlo en el perigeo siempre, y eso implica ir en horizontal, acelerando lo suficiente como para que al menos la órbita sea circular (o al meno, que el perigeo no sea mucho más bajo). Por 'desgracia', es precisamente el perigeo donde se va más rápido, y por tanto hace falta acelerar mucho.

Lo malo de esto es que lo inyectas desde sólo 32km de altura.

Hagamos un poco de mates "burdas" (de las que te dan alergia pero poca):
Fuerza centrífuga --> Fc = m v^2 / d
Fuerza de la Gravedad --> Fg = G m M /d^2

Para mantener la órbita (circular) tienen que ser iguales:
G m M d = m v^2 d^2 --> G M = v^2 d --> v = sqrt(G M / d)

G = 6,674 × 10^−11 N·m^2/kg^2
M = 5,974 × 10^24 kg
d = 6378140 m + h

Por lo que para salir de la orbita a 32km de altura (en horizontal)
v > 7888.23 m/s = 28397 km/h (de los cuales unos 1700 km/h ya los tendríamos por la rotación de la tierra)

Pero si la altura es mayor necesitaríamos menos velocidad (v proporcional a sqrt(1/d) ), así que sí que nos interesa tener una cierta inclinación (no tiene porqué ser 45º habría que calcular el ángulo óptimo), en la lanzadera.

Pero bueno, como he dicho no se si es factible este método (lo he ideado a lo bruto para elimnar el máximo peso del cohete, es decir que funcione sólo con impulso).

S2

Ranganok Schahzaman

PD: Para simplificar los cálculos los he hecho partiendo todos del ecuador.

Hay otro problema añadido en tu proposición: el punto de inyección es de paso obligatorio, es decir, es parte de la órbita. Y una órbita a 28000 km/h a 32 km de altura implica un rozamiento aerodinámico suficiente como para que no vuelva a remontar.

Lo mismo pasa si inyectamos a 45º, aunque sea a 100 km de altura: la Tierra (o la atmósfera) está dentro de la trayectoria de la órbita.

En conclusión: hay que acelerar en horizontal por encima de los 100 km, y eso implica subir y girar.

Otra opción que había pensado es que cuando la primera etapa finalizase, estando ya fuera de la atmósfera, se podría poner la segunda etapa de forma transversal (girar 90º la misma) respecto del eje principal, y soltarla desde ahí. Pero el resultado sería la suma de la velocidad en vertical, más la que cogiese al final en horizontal, con lo cual podría quedar como si en realidad hubiésemos salido a 45º (o incluso menos). Aunque esto no descarta la idea, simplemente es una opción que nos da más juego.

Los dos teneis razón a la vez.

En realidad el lanzamiento debería ser totalmente en vertical para salir lo más rápido posible de la atmósfera, si lanzas en 45º pierdes mucho por rozamiento atmosférico. Fijaros en los lanzamientos reales como salen hacia arriba y luego gradualmente van girando hasta ponerse verticales.

Beamspot tiene razón que si lanzas a 45º el perigeo te quedaría siempre no solo dentro de la atmósfera si no que también dentro de la tierra, así que hay que disparar de forma vertical sea como sea una vez superados los 200km de altura.

En un mundo ideal, para entrar en órbita deberías hacer en horizontal un disparo instantaneo cuando llegas al apogeo de tu trayectoria balística del primer encendido (por ejemplo la primera etapa) pero el mundo no es ideal así que hay que disparar en horizontal ya antes de llegar al apogeo. Para entender un poco esto, por ejemplo, no merece la pena una vez llegado al apogeo de tu trayectoria balística disparar en horizontal porque estas empezando a descender y es altura que perderá tu cohete, su perigeo será en ese descenso hasta uqe logras la velocidad orbital.

De todas formas en un cohete tan pequeño, será mucho más parecido a un misil, con aceleraciones brutales y tiempos de combustión muy cortos, por tanto así a ojo diría que la primera etapa te mete en una trayectoria balística casi vertical, y la segunda etapa se dispara en el apogeo durante pocos segundos y entras en órbita. Si el disparo de la segunda etapa lo haces por ejemplo a 100km de altura sería un desperdicio porque significa que entras en órbita a esa altura y que dentro de una vuelta pasas por la misma altura y cualquier orbita por debajo de 180km reentra en menos de una órbita. A parte que si pones a 100km el cohete a 8km/s o ya lo estarías desintegrando por rozamiento atmosférico o por lo menos no se mantendría esa velocidad por mucho tiempo reentrando pocos minutos después.

En resumen, inyectar en órbita siempre por encima de los 200km, y lo más vertical posible

Ok, pues segúnda idea tonta:

1.- Subimos a 32km con el globo.
2.- Utilizamos la primera etapa para subir hasta los 100km-200km de altura
3.- Utilizamos la segunda etapa para girar
4.- Utilizamos la tercera etapa para acelerar en horizontal.

De esta forma no necesitaríamos toberas direccionales y similares sio una tobera "inclinada" en la segunda etapa y calcular con bastante precisión el tiempo de encendido de esta.

S2

Ranganok Schahzaman