¿Por qué el X-15 no alcanzó la órbita?

Estás confundiendo unidades. La velocidad máxima del X-15 fue de 7274 km/h, o unos 2 km/s. La velocidad orbital es de unos 8 km/s. El X-15 no llevaba suficiente combustible para alcanzar la velocidad orbital.

El X-15 no tenía la capacidad de ponerse en órbita y nunca tuvo la intención de hacerlo. El propósito del X-15 no era el vuelo espacial sino probar el calentamiento aerodinámico a gran altura y alta velocidad. Su piel fue diseñada para tolerar una gran cantidad de calor, pero ni mucho menos lo que se requeriría para el reingreso desde la velocidad orbital. Si fuera a la órbita, se quemaría al regresar.

Sin duda, el X-15 fue lo suficientemente rápido como para alcanzar altitudes en las que el piloto podría haber mirado hacia la negrura de los cielos, pero las grandes altitudes no son suficientes para lograr una trayectoria orbital. Sé que esto no responde exactamente a su pregunta (y otros ya han explicado la diferencia en unidades), pero también hay un malentendido sobre cómo alcanzar la órbita. Supongamos que el X-15 tuvo el jugo para entrar en órbita. Mientras subía, no iría vertical; más bien, necesita aplanarse y hacer que su velocidad sea cada vez más paralela a la superficie de la tierra debajo de él. Ir vertical habría garantizado que no entraría en órbita.

Este es un concepto erróneo muy común sobre las cosas en órbita alta. Los satélites, por ejemplo, tienen la apariencia de simplemente flotar a cierta distancia de la tierra, cuando en realidad todos ellos están en caída libre. Sí, lo leiste bien. Siempre están cayendo. ¿Cómo, entonces, mantienen su distancia de la tierra?

Usemos un ejemplo hipotético (con una buena porción de exageración). Digamos que puedes saltar con una fuerza extraordinaria, de modo que puedes saltar muchas millas de distancia. Por supuesto, también puedes saltar unos pocos pies, cuando quieras. Si tuvieras que dibujar el camino de un pequeño salto en un círculo grande, que representa la tierra, entonces tendrías un pequeño arco que sube y luego baja muy rápidamente. Saltemos más lejos, digamos, un cuarto del camino alrededor de la tierra, y dibujemos ese arco. El arco es más largo, por supuesto, y ahora se está volviendo más obvio que la forma de la tierra (su redondez) influye en la distancia que puedes saltar y el tiempo que permaneces en el aire. Verdaderamente, cada vez que saltas estás saltando parte de la tierra.

Saltemos muy lejos, a mitad de camino alrededor de la tierra. Lo que se necesitará es mucha más fuerza para darle mucha más velocidad. Cuando dibujas ese arco, ahora es muy claro que, de hecho, estás saltando alrededor de la tierra. ¿Y qué hacía el suelo bajo tus pies? El círculo de la tierra estaba, en cierto sentido, "alejándose" de ti, ¿no es así? Cuando aterrizas, en realidad estás parado boca abajo en relación con tu posición cuando saltaste por primera vez.

¿Qué se necesita para saltar tan rápido que des la vuelta completa a la tierra una vez y aterrices donde empezaste? Esto es algo que realmente puedes calcular, aunque eso te lo dejo a ti. Sin embargo, mirando tus arcos y considerando lo que sabes sobre saltar (que siempre estás cayendo), lo que importa para los saltos más largos es más velocidad (suponiendo que siempre saltes en un ángulo ideal). Cuando saltaste por la mitad de la tierra, ¿no seguías cayendo todo el tiempo? Simplemente saltaste con suficiente fuerza para poder ir más lejos antes de aterrizar de nuevo.

Ahora el factor decisivo. ¿Es posible saltar tan rápido que, al caer, el círculo de la tierra se aleja de tus pies tan rápido como caes hacia él? Nunca dejarías de caer. Espero que eso ayude a explicar por qué ir vertical es lo que no quieres hacer para alcanzar la órbita. Para divertirte, considera si estuvieras en el transbordador espacial y quisieras volver a la tierra, ¿qué tienes que hacer? Ahora también puedes explicar por qué, en las películas, dicen que ir demasiado rápido te hará "rebotar en la atmósfera". Es solo una forma barata de decir que la velocidad enviará a la nave a una órbita elíptica, pero eso no es tan divertido como rebotar.

Esta no es una descripción exacta, por supuesto. Se necesitaría una planificación cuidadosa para lograr una órbita circular, incluso si tuviera la velocidad correcta, porque fácilmente podría entrar en una órbita elíptica e incluso chocar contra la tierra si su ángulo fuera incorrecto.