¿Es posible que un objeto permanezca en un planeta incluso después de exceder su velocidad de escape?

La forma más fácil de responder a esta pregunta es observar qué significa la velocidad de escape. Si ha superado la velocidad de escape, significa que va lo suficientemente rápido como para que la gravedad del cuerpo del que escapa no sea lo suficientemente fuerte como para reducir su velocidad a cero. La gravedad disminuye cuanto más te alejas del objeto que lo proporciona (en realidad, baja con el cuadrado de la distancia). Lo primero que debes tener en cuenta es que la dirección en la que vas no afecta tu velocidad de escape (siempre que ya que no te topas con nada que te ralentice). Puedes irte directamente del planeta, tangencial a él, o casi directamente, siempre que falles. Esto se debe a que la gravedad siempre te atrae hacia el planeta. Entonces, si vas horizontalmente, la gravedad no te ralentizará, solo doblará tu trayectoria. O si simplemente va a perder el planeta, acelerará a medida que se acerque, y luego perderá esa velocidad al pasar y regresar.

Entonces, ¿cómo pasas la velocidad de escape sin salir del planeta? Dado que la velocidad de escape solo significa que vas demasiado rápido para que la gravedad te detenga, necesitarás una fuerza más fuerte que la gravedad. La resistencia atmosférica puede hacerlo, golpear una pared puede hacerlo (aunque puede ser malo para la pared) Los campos magnéticos lo hacen para aceleradores de partículas, aunque están trabajando con partículas pequeñas, por lo que la fuerza total requerida es más manejable. Puedes usar un retrorocket para ralentizarte. Una cosa que podría intentar es apuntar su trayectoria para pasar por otro planeta o luna, y usar una honda gravitacional alrededor de ese cuerpo para reducir la velocidad por debajo de la velocidad de escape y redirigirlo a donde comenzó.

No veo por qué no, todo lo que necesita hacer es moverse horizontalmente en lugar de perpendicular a la superficie.

Solo si pasa a través de suficiente atmósfera del planeta, o océano o roca, para desacelerarse por debajo de la velocidad de escape. Si llega al espacio con esa velocidad o más, el ángulo más grande por el cual puede cambiar su dirección de viaje es de 90 grados (menos si va más rápido), y la curvatura será lo suficientemente suave como para que nunca se acerque al planeta, ni bucles a su alrededor. Por eso hablamos de velocidad de escape.