Kaj je raketni motor?

Raketni motor je vrsta reaktivnega motorja, kar pomeni, da je reakcijski motor, ki ustvarja potisk z izpustom hitrega toka plina v nasprotni smeri želene smeri vožnje in se poganja naprej zaradi ohranjanja zagona. Razpoznavna značilnost rakete je, da je njen pogonski curek v celoti proizveden iz lastne pogonske mase motorja, pri čemer nič od tega ni vzeto iz zunanjega okolja. To se razlikuje od drugih oblik reaktivnih motorjev, kot so turboreaktivni, turboventilatorski in zračni motorji, ki svoje gorivo mešajo s stisnjenim zrakom iz atmosfere, da sežgejo svoje gorivo in ustvarijo curek. Tehnologija raketnih motorjev je bistvena za vesoljske polete, saj lahko rakete delujejo zunaj ozračja. Rakete se uporabljajo tudi za namene, kot so ognjemet, orožje in hitra letala.

Obstaja več oblik raketnega motorja. Najpogosteje uporabljena vrsta se imenuje kemična raketa. Kemična raketa se poganja naprej s kemičnimi reakcijami v njenem pogonskem plinu, ki proizvajajo toploto, pri čemer nastane tok hitrih izpušnih plinov, ki se odvaja iz zadnjega dela rakete. Vsaka kemična raketa nosi vnetljivo pogonsko snov kot gorivo. To je v kombinaciji s še bolj vnetljivo snovjo, imenovano iniciator ali vžigalnik. Iniciator se vžge, običajno z električno iskro ali pirotehničnim nabojem, toplota pa vžge pogonsko gorivo, ki zgori, da nastane pogonski izpušni curek.

Pogonske kemikalije so lahko trdne snovi, tekočine ali trdne snovi v kombinaciji s tekočinami ali plini. V raketi na trdo gorivo je trdno gorivo, imenovano zrno, shranjeno skupaj z oksidacijskimi kemikalijami, ki služijo kot iniciator, medtem ko rakete na tekoče gorivo shranjujejo tekoče gorivo in iniciator v ločenih rezervoarjih, dokler ne pride čas, da ju izpustijo v zgorevalno komoro za mešanje. Rakete s hibridnim gorivom uporabljajo trdno gorivo, ki se nato zmeša s tekočim ali plinastim iniciatorjem, shranjenim v ločenem rezervoarju, dokler ni pripravljeno za uporabo.

Najpogosteje uporabljeno trdno gorivo se imenuje amonijev perklorat kompozitno gorivo (APCP), kar se nanaša na številne različne kemične mešanice, ki vključujejo pogonsko gorivo in iniciator. APCP običajno vključuje oksidator amonijev perklorat (NH4ClO4), elastične polimere, imenovane elastomeri, in aluminij v prahu ali druge kovine. Tekoča raketna goriva so pogosto sestavljena iz tekočega kisika, zmešanega s rafiniranim kerozinom ali tekočim vodikom, ali iz dušikovega tetroksida (N2O4), pomešanega s hidrazinom (N2H4) ali enim od njegovih derivatov.

Rakete na trda goriva so bile prva oblika raketnih motorjev, vendar so jih v veliki meri nadomestile učinkovitejše zasnove na tekoče gorivo in hibridne zasnove. Še vedno se pogosto uporabljajo za namene, kot so ognjemet in raketni modeli, in se včasih uporabljajo v vesoljskih poletih za izstrelitev majhnih koristnih tovorov v orbito ali kot dodatek raketi na tekoče gorivo, da se poveča nosilnost. Na primer, Space Shuttle za dosego orbite uporablja eno veliko raketo na tekoče gorivo, ob kateri sta dve manjši raketi na trda goriva.

Termična raketa uporablja pogonsko gorivo, ki se segreje iz zunanjega vira toplote in ne s kemičnimi reakcijami v samem pogonskem gorivu. Toplovodne rakete, imenovane tudi parne rakete, uporabljajo vodo kot pogonsko gorivo tako, da jo segrejejo za proizvodnjo curkov pare. Ti se pogosto uporabljajo v zelo hitrih kopenskih vozilih, kot so dirkalniki. Elektrotermične rakete uporabljajo električna polja za proizvodnjo segrete plazme, ki nato segreje pogonsko gorivo, da ustvari curek. Elektrotermične rakete so uporabne za ustvarjanje kratkih izbruhov potiska in se običajno uporabljajo za namene, kot je nadzor nadmorske višine v satelitih.
Predlaganih je bilo več drugih vrst termičnih raket, ki bi se lahko sčasoma začele uporabljati. Sončna termalna raketa bi uporabljala sončno energijo kot vir toplote, bodisi tako, da bi pogonsko gorivo izpostavila neposredno sončnemu sevanju ali uporabila sončno energijo za napajanje toplotnega izmenjevalnika, ki bi segreval pogonsko gorivo. Sončna energija bi se zbirala in koncentrirala skozi ogledala ali leče, da bi zagotovili dovolj koncentrirane toplote. Termalni raketni motor bi lahko poganjala tudi energija, ki se mu prenaša iz zunanjega vira prek laserskih ali mikrovalovnih žarkov. Termična raketa na jedrski pogon bi lahko segrela svoje pogonsko gorivo z energijo iz jedrskega reaktorja ali z razpadom radioaktivnih izotopov.