Si la Tierra gira en su eje a una velocidad determinada, eso implica que nosotros también giramos con ella a esa velocidad, mi duda es ¿Cuando lanzamos un cohete al espacio el cohete sale con la aceleración del giro de la Tierra?
Nuestro planeta posee una velocidad de rotación sobre sí misma en el ecuador de unos 463 m/s, o 1670 km/h. Una velocidad de desciende en la medida que nos acercamos a los polos, donde es 0. Para darnos una idea, la velocidad en la que se propaga el sonido por el aire es de 1235,5 km/h, mientras que un avión comercial alcanza una velocidad de unos 900 km/h.
Velocidad de rotación terrestre según latitud.
Para enviar algún instrumento científico alrededor de la Tierra, como por ejemplo un satélite, necesitamos superar la fuerza de gravedad de nuestro planeta y el roce de nuestra atmósfera. Toda esa energía que necesitamos la proporcionan los cohetes.
Diferentes tipos de cohetes espaciales.
Para que un cohete pueda llegar al espacio necesitamos utilizar las leyes de Newton, en especial su tercera ley. Por cada acción existe una reacción igual y opuesta. De esta forma cada cohete expulsa a través de su tobera una gran cantidad de material a alta velocidad, generando una fuerza hacia el suelo que posibilita su ascenso.
Cohete Falcon Heavy despegando, 6 de febrero de 2018.
Para que un objeto pueda huir de la fuerza de gravedad de un planeta necesitamos conocer su velocidad de escape, que para el caso de la Tierra es de 11,19 km/s, un valor que se calcula con la Constante de gravitación universal y la masa y radio de nuestro planeta. Pero esto es válido solo para un objeto que requiera un único impulso inicial, como una bala de cañón. Los cohetes en cambio queman su propio combustible mientras se elevan, lo que genera un empuje constante hacia el espacio.
Transbordador espacial Atlantis despegando, mayo 2010.
Pero estos no solo deben alcanzar el espacio, que está a solo unos 100 km de altitud, sino también ingresar y permanecer en órbita alrededor de la Tierra. Por ese motivo los cohetes en un comienzo vuelan en línea recta hacia arriba, buscando atravesar la mayor cantidad de atmósfera en el menor tiempo posible, para luego curvar su trayectoria alcanzando una velocidad horizontal de unos 28.000 km/h, que equivale a 7,7 km/s, debajo de la velocidad de escape pero suficiente para ponerse en órbita. A esta altitud el cohete pesa mucho menos, debido a que ha quemado gran parte de su combustible, y existe una densidad de aire mucho menor, lo que significa menos roce.
Animación despegue del Falcon Heavy de SpaceX.
Para poner un objeto en órbita es necesario conocer también la velocidad de rotación del planeta en la latitud desde la que se despega, ya que esta será la “velocidad inicial” del cohete. Dicho de otro modo, un lanzamiento que se produzca cerca del ecuador requerirá menos energía, y por lo tanto menos combustible, que uno que despegue en latitudes superiores. Uno de los lugares de lanzamiento más famosos es Cabo Cañaveral, en Florida, uno de los punto más cercanos al ecuador en EE.UU.
Transbordador espacial Atlantis transportado hacia la plataforma de lanzamiento (1990). Centro Espacial John F. Kennedy (CEK) en Cabo Cañaveral, Florida, EE.UU.