Raketdrivning

Raketdrivning är framdrivning som uppnås genom att propellanten avlägsnas bakåt med hög hastighet, vilket skapar en framåtriktad kraft enligt Newtons tredje lag. Propellanter består vanligtvis av bränsle och oxidator som förbränns i en kammare och expelleras genom en nozzle.

Grunden ligger i att energi frigörs när bränslet reagerar med oxidatorn. Kemiska raketer är vanligast och kan vara flytande (t.ex. LOX/LH2 eller LOX/RP‑1) eller fasta. Elektrisk propulsion använder elektrisk energi för att accelerera gaser med mycket hög specifik impuls men ofta lågt thrust, medan kärnpropulsion utnyttjar kärnreaktioner och är främst ett forskningsområde för längre rymdfärder.

Huvudtyperna kännetecknas av thrust och specifik impuls. Kemiska system ger hög thrust men i allmänhet lägre specifik impuls än elektrisk eller kärnpropulsion. Flytande kemiska motorer kräver turbopumpar och kan återanvändas i moderna rymdfarkoster. Elektriska motorer som jon- eller Hall-effektdrivrutiner har mycket hög specifik impuls men lågt thrust, lämpliga för långsamma rymdfärder. Kärnpropulsion lovar mycket hög specifik impuls men är föremål för säkerhet, miljö och internationella regler. Hybridsystem blandar element från olika tekniker.

Användningar omfattar uppskjutning av raketer och satelliter, bemannade och obemannade rymdfärder samt missilsystem. Viktiga mått är dragkraft, specifik impuls och massförhållandet mellan startmassa och nyttolast.

Historien börjar med Konstantin Tsiolkovskij och Robert Goddard som lade grunden för teoretiska principer och praktiska motorer. Under 1900-talet utvecklades flytande bränslemotorer och stora uppdrag som banade väg för modern rymdfart.

Framtiden står inför utmaningar som säkerhet, miljö och kostnader. Forskning pågår inom återanvändbara motorer, högre specifik impuls och alternativa framdrivningsmetoder för längre rymdresor.