Si envía una carga útil a GEO (órbita geosincrónica) o a cualquier otra órbita alta, puede comenzar a lanzar a LEO (órbita terrestre baja) y luego usar una transferencia Hohmann para elevar la altura de la órbita. Creo que esto es más o menos el estándar de cómo se hace. Las transferencias de Hohmann son la forma más eficiente de elevar la órbita, pero eso no significa que ir desde tierra->LEO->GEO sea la más eficiente en comparación con otras opciones.
¿Los lanzamientos pasan por alto LEO por completo? Para GEO, ¿no podría simplemente lanzarse directamente a GEO? Entonces, a una altitud de 300 km aproximadamente, estarías volando casi verticalmente. ¿Se hace esto alguna vez o se propone seriamente para lanzamientos reales? ¿Sería más o menos eficiente?
Para intentar responder a esta pregunta un poco más directamente, sí, ha habido lanzamientos que eluden una órbita de estacionamiento LEO. Según este documento, Luna-2 se lanzó casi directamente a una órbita de inserción lunar (aunque los segmentos de la costa intermedios pueden haber sido "LEO", per se ).
Editar: Zarya afirma que Luna-1, Luna-2 y Luna-3 se lanzaron a transferencias lunares directas.
Sin embargo, como otros han mencionado, hay varias buenas razones para lanzarse a una órbita de estacionamiento LEO, y eso es lo que hacen la mayoría de las misiones súper LEO.
El método común para ingresar a la órbita GEO es lanzar en lo que se conoce como órbita de transferencia geosincrónica (GTO), que tiene un apogeo en la altitud GEO y un perigeo de unos pocos cientos de kilómetros. Efectivamente, todas las misiones GEO insertan sus cargas útiles en un GTO (y no en una órbita de estacionamiento LEO como sugiere el OP). No hay ningún beneficio en detenerse primero en LEO, ya que la única diferencia es que la órbita GTO tiene una velocidad mucho mayor en el momento del agotamiento del cohete (es esta velocidad adicional la que se traduce en energía potencial gravitacional en el apogeo).
La etapa superior del propulsor se separa de la carga útil a altitudes bajas de la Tierra y los satélites alcanzan el apogeo donde utiliza la propulsión a bordo para circular la órbita GTO a GEO, generalmente en el transcurso de varias órbitas. Eche un vistazo a la guía del usuario de Falcon 9 , página 27, para saber cómo se ve una misión a GTO. Las principales razones para usar este concepto de operaciones son obtener los beneficios de organizar la masa del cohete de la etapa superior.
Lanzar directamente a GEO es prácticamente imposible, suponiendo que esto se defina como que el cohete es responsable de separar una carga útil en GEO. El único medio factible de hacerlo sería agregar una etapa superior al cohete que cumpliría la misma función que hace la propulsión del satélite para la circularización de GTO a GEO. Pero dado que la secuencia de eventos en el mismo, esta es una distinción sin diferencia donde acaba de cambiar el nombre del sistema de propulsión del satélite como parte del cohete. Las órbitas GEO están en ~ 42,000 km, mientras que el LEO alto es de ~ 1,000 km. Simplemente tiene que abrirse camino hasta GTO, ya que lleva horas llegar allí (usando algo remotamente parecido a las tecnologías de cohetes disponibles actualmente).
Vale la pena mencionar que, técnicamente, la mayoría de los cohetes entran en LEO durante algún momento, aunque normalmente no permanecen allí por mucho tiempo. Creo que la mayoría de las misiones Falcon 9 a GTO están en una órbita "LEO" muy baja durante unos 20 minutos entre las quemas de la primera etapa, por ejemplo.
La razón por la que normalmente no se lanza a GEO es por los requisitos de combustible.
Una órbita de transferencia de Hohman suele ser el método de energía más bajo para lograr una órbita particular que no sea LEO. Impulsar a LEO, luego usar una órbita de transferencia hohman ahorra combustible y, por lo tanto, masa del lanzador. Y, dado que la maniobra orbital se encuentra en las etapas superiores, por lo general, la reducción de la masa de la etapa superior reduce los costos de lanzamiento.
Ha habido lanzamientos que no son LEO; en su mayoría, han sido trayectorias fuera de la órbita terrestre.
Vale la pena señalar que incluso los disparos a la luna generalmente han utilizado un punto de parada orbital de la Tierra; esto permite verificaciones del sistema antes de impulsar hacia la luna. Cuatro de las sondas Ranger fallaron en la órbita de estacionamiento antes del impulso lunar.
No puede lanzar directamente a la órbita geoestacionaria (GEO), ya que no puede obtener el perigeo lo suficientemente alto sin una quemadura en la altitud geosincrónica. El Protón lo ha hecho, aunque con una órbita de estacionamiento de órbita terrestre baja (LEO) en el camino. El Ariane 5 normalmente se lanza directamente a la órbita de transferencia geoestacionaria (GTO): un perigeo de 250 km y un apogeo sincrónico (cercano). Ha terminado toda su actividad unos 27 minutos después del despegue.
El Chandrayaan-2 de la India fue lanzado a una órbita terrestre inicial con un perigeo de 170 km y un apogeo de 40.400 km. Si lo cuenta como LEO depende de su definición de LEO. Algunos lo contarían porque el perigeo se cruza con las altitudes para LEO. Otros no lo contarían por su alto apogeo y alta excentricidad.
Como se describe en esta respuesta y esta respuesta , lentamente se dirige a la luna. Su motor no es lo suficientemente potente como para hacer una sola quema de TLI, por lo que aprovecha el efecto Oberth al hacer una quema cada vez que alcanza el perigeo, aumentando cada vez a un apogeo más alto. Eventualmente llegará a la luna.
Urna de pulpo mágico