Ракета не просто летит строго вверх. Ее цель — начать непрерывное падение вокруг Земли так, чтобы она никогда не встретилась с поверхности. Выход на орбиту определяется не высотой, а скоростью. Пока работают двигатели, они должны разогнать аппарат достаточно быстро в горизонтальном направлении, чтобы кривизна его траектории совпала с кривизной планеты под ним.
Все начинается на стартовом столе: химические двигатели создают тягу, превышающую вес ракеты, и тем самым преодолевают гравитацию. По мере набора высоты в атмосфере системы управления выполняют так называемый гравитационный разворот: ракета постепенно наклоняется, и все большая часть тяги идет на разгон по горизонтали. Такой профиль полета снижает аэродинамическую нагрузку и экономит топливо, одновременно увеличивая и высоту, и горизонтальную скорость.
Чтобы закрепиться на низкой орбите, верхняя ступень ракеты должна достичь орбитальной скорости — той самой, при которой центростремительное ускорение и гравитационное притяжение уравновешиваются. После выключения двигателей аппарат не «зависает»: он движется по устойчивой орбите за счет инерции и сохранения углового момента. Небольшие корректирующие импульсы от двигателей ориентации позволяют слегка подправить траекторию, чтобы спутники или пилотируемые корабли продолжали обращаться вокруг Земли, не падая обратно.
