Når bane

Rommet er bare ca 100 km unna, nærmere enn mange menneskers pendlertur. Å komme opp dit er enkelt: sonderakett gjør det med noen få minutters flytur og faller rett tilbake.Å bli der oppe er den vanskeligste delen. For å holde seg i ro trenger du ca. 7,8 km/s sidelengs hastighet, og nesten alt rakettdrivstoffet går med til dette.

Å gå opp tar minutter. Å gå til siden raskt nok tar nesten alt drivstoffet.

Se.

En lansering har fire handlinger:

1. Rett opp i noen sekunder, for å fjerne tårnet og den tykkeste luften.
2. Tyngdekraftsvingen. En liten tilt, et par grader, og tyngdekraften gjør resten: banen bøyer seg av seg selv mens motorene skyver langs den. Ingen skarpe svinger, som ville bryte en tynn rakett i luftstrømmen.
3. Staging. Etter omtrent to og et halvt minutt er det første trinnet tomt og faller av. Det øvre trinnet, mye lettere, fortsetter å skyve.
4. Flyr nesten flatt, bygger sideveis hastighet til den når banehastighet. Motoren slår av. Romfartøyet er i bane rundt jorden, og går i bane hvert 88. minutt eller så.

Å skyte østover hjelper: Jordens egen spinn gir en fri 0,465 km/s ved ekvator. Det er derfor de fleste oppskytningssteder vender mot havet i øst.

Forstår

I simuleringen ovenfor bruker kjøretøyet omtrent 9,3 km/s av “delta-v” (den totale hastighetsendringen som motorene kan gi) for å nå en hastighet på 7,8 km/s ved 200 km. Forskjellen er gravitasjonstap: mens raketten fortsatt peker delvis oppover, holder en del av skyvekraften den bare opp mot tyngdekraften i stedet for å øke hastigheten.

Ekte raketter kjemper også mot luftmotstand og mister noe effektivitet til styring. Det vanlige budsjettet som er sitert for lav jordbane er 9,3 til 10 km/s, noe som passer.

Øyeblikk i simuleringen	Tid	Høyde	Fart
Førstetrinns motoravstengning	ca. 2 min 24 sek	Omtrent 90 km	Omtrent 3,0 km/s
Andre trinn, i bane	ca. 7 min 37 sek	Omtrent 200 km	7,8 km/t

Det første trinnet, som ble avbrutt ved 3 km/s, er altfor sakte for å gå i bane og faller tilbake (Falcon 9-boostere styrer deretter seg selv tilbake til bakken).

Master

Det øvre trinnet i denne modellen bruker en enkel lukket sløyfe veiledningsloven. I hvert øyeblikk velger den en vinkel θ slik at den vertikale akselerasjon korrigerer høyde og stigningshastighet:

a_ T sin θ = μ/ r² − v_ h²/ r + k₁( r_ mål − r) − k₂· v_ r

De to første begrepene er tyngdekraft minus “sentrifugal” lettelse av horisontal hastighet. Når v_h nærmer seg sirkelhastigheten √(μ/r), oppheves disse to og scenen peker flatt. Virkelige fartøyer bruker mer raffinerte ordninger (for eksempel Apollo-era iterative veiledningsmodus, eller kraftig eksplisitt veiledning på romfergen) som minimerer drivstoff, men prinsippet er det samme.

Innsetting i bane ender med null vertikal hastighet nøyaktig på målhøyden, og horisontal hastighet lik √(μ/r). Hvis man ikke gjør det, blir banen en ellipse med sitt laveste punkt muligens inne i atmosfæren.