W silniku rakietowym stałe bądź płynne paliwo spalane jest w zamkniętej przestrzeni, a powstałe przy spalaniu gorące gazy wylatują przez jedną lub kilka stosunkowo wąskich dysz. Tlen niezbędny do spalenia paliwa może być otrzymywany z rozkładu związków chemicznych – w rakietach napędzanych prochem jest to azotan potasu. W nowoczesnych rakietach ciekły tlen jest zgromadzony w specjalnych zbiornikach. Paliwem może być nafta, wodór lub hydrazyna.
Silniki rakietowe na paliwo stałe są powszechnie używane ze względu na swą prostotę i dużą niezawodność. Napędzają one większość pocisków, są używane w rakietach jako silniki wspomagające, a niekiedy napędzają niektóre stopnie w rakietach wielostopniowych. Z drugiej strony, w silnikach na paliwo ciekłe siła ciągu może być stosunkowo prosto kontrolowana i dlatego to właśnie one są używane jako zasadnicze silniki dużych wielostopniowych rakiet. Innym powodem jest fakt, że przy tej samej masie paliwa silnik na paliwo ciekłe daje większą siłę ciągu i nadaje większe przyspieszenie czytaj dalej
Jednak rakiety na paliwo płynne są niewystarczające do lotów międzygwiezdnych, poza nasz układ planetarny. Amerykańska sonda kosmiczna Voyager 2 rozpędziła się w polu grawitacyjnym Jowisza aby uzyskać prędkość wystarczającą do opuszczenia Układu Słonecznego i teraz oddala się od nas z prędkością 36000 km/h. Ale i to jest niewystarczające gdybyśmy chcieli dolecieć do innych gwiazd. Najbliższą Słońcu gwiazdą jest Próxima Centauri, odległa od nas o około 40 mil km. Podróżując z prędkością Voyagera 2 dolecielibyśmy tam w ciągu 126 tysięcy lat!
Rakiet o napędzie nuklearnym nie będzie prawdopodobnie można wystrzeliwać z powierzchni Ziemi, gdyż zbyt zanieczyściłyby środowisko odpadami radioaktywnymi i promieniowaniem. Niemniej jednak mogłyby być one wypuszczane z przestrzeni okołoziemskiej. Rakiety takie mogłyby uzyskiwać ogromne siły ciągu za pomocą serii eksplozji nuklearnych. Inną możliwością jest użycie reaktora jądrowego do ogrzewania cieczy, tak aby zamieniała się w gaz wyrzucany z dyszy.
czytaj dalej
Rozważane są możliwości wykorzystania do napędu rakiet strumienia naładowanych cząstek, bądź atomów. W jednym z projektów wodór zamieniany byłby w plazmę, którą z rakiety wyrzucałoby pole magnetyczne. Inna idea polega na tym, że z rakiety wyrzucane są rozpędzone w polu elektrycznym jony rtęci bądź cezu. Testy wykazały, że taki silnik działa. Niestety, uzyskiwana siła ciągu jest bardzo mała, zaledwie 1 kG na każde 4 min watów zużytej energii. Jednakże paliwo takiej rakiety nie zużywałoby się szybko i rozpędzając się stopniowo, rakieta taka mogłaby w końcu uzyskiwać naprawdę duże prędkości.
Innym pomysłem jest silnik fotonowy. Rakieta taka napędzana byłaby przez emitowane fotony, czyli po prostu przez wysyłanie strumienia światła z tyłu urządzenia. Jednak nawet przy największych możliwych obecnie koncentracjach strumienia światła jej siła ciągu nie jest w stanie konkurować nawet z tą wytwarzaną przez silniki jonowe.
czytaj dalej
Wystrzelenie w 1957 roku przez Związek Radziecki pierwszego sztucznego satelity Ziemi, Sputnika 1, było początkiem podboju kosmosu. Dziś w każdym prawie zakątku planety ludzie korzystają z usług świadczonych przez satelity.
Słowo satelita oznacza towarzysza i odnosi się do sztucznych lub naturalnych obiektów krążących wokół innych ciał w przestrzeni kosmicznej. Na przykład planety są naturalnymi satelitami Słońca, a Księżyc jest naturalnym satelitą Ziemi. Wszystkie inne satelity Ziemi to urządzenia zbudowane przez człowieka i wyniesione w przestrzeń za pomocą rakiet. Ich zastosowania obejmują między innymi zadania militarne, poszukiwanie surowców naturalnych, monitorowanie i prognozowanie pogody, zadania telekomunikacyjne i badanie przestrzeni kosmicznej.
Identycznie jak ma to miejsce w przypadku Księżyca, sztuczne satelity utrzymywane są na swych orbitach dzięki sile grawitacyjnego przyciągania Ziemi. W przestrzeni kosmicznej, gdzie nie występują opory spowodowane tarciem, nie jest potrzebna żadna siła, aby utrzymać je w ruchu. Jednakże czytaj dalej
Proces umieszczania satelity na orbicie jest w swych założeniach prosty, jednakże wymaga olbrzymiej precyzji. Satelity są wynoszone na orbity za pomocą silników rakietowych wielkiej mocy. Początkowo wszystkie wystrzeliwano na rakietach jednorazowych, które pod koniec misji ulegały całkowitemu zniszczeniu. Obecnie duża część satelitów jest wynoszona w kosmos za pomocą amerykańskich promów kosmicznych, które są używane wielokrotnie.
Gdy wystrzelimy pocisk równolegle do powierzchni Ziemi, to siła grawitacji sprawi, że pocisk spadnie. Jeśli zwiększymy prędkość początkową pocisku, to osiągniemy tyle, że spadnie on dalej od punktu wystrzelenia. Ale przy pewnej prędkości, zwanej I prędkością kosmiczną, ciało nigdy nie spadnie na Ziemię. Przy 28000 km/h zakrzywienie toru ruchu kuli spowodowane grawitacją ziemską jest równe krzywiźnie naszej planety. Pocisk, mimo że ciągle „spada”, to jednak pozostaje w sta- < łej odległości od powierzchni Ziemi, czyli innymi w słowami orbituje wokół niej. Oczywiście ta prędkość wystarcza czytaj dalej
Niektóre satelity umieszcza się nad równikiem, tak aby krążyły nad Ziemią zgodnie z kierunkiem jej obrotu na wysokości 35900 km. W tych warunkach jeden obieg zajmuje im 24 godz. Ale Ziemia obraca się w identycznym tempie, więc pozostają one zawieszone nad tym samym punktem.
Taką orbitę nazywamy orbitą geostacjonarną lub geosynchroniczną, co oznacza, że satelita obraca się synchronicznie z obrotami Ziemi. Na takich orbitach krążą satelity telekomunikacyjne, na przykład te, które przekazują programy telewizyjne. Jako że pozycja satelity względem powierzchni Ziemi nie zmienia się, odbiorcy potrzebują stosunkowo prostej anteny kierunkowej skierowanej ciągle w ten sam punkt na niebie.
czytaj dalej