Was ist eine Rakete?

Die Physik der Rakete folgt Newtons drittem Gesetz: Indem sie Masse mit hoher Geschwindigkeit nach hinten ausstößt, erhält das Fahrzeug einen gleich großen, entgegengesetzten Schub nach vorn. Im Gegensatz zu einem Düsentriebwerk, das Sauerstoff aus der Atmosphäre bezieht, führt eine Rakete ihr eigenes Oxidationsmittel mit, sei es flüssiger Sauerstoff, Distickstofftetroxid oder eines, das in einen festen Treibstoff eingemischt ist. Deshalb ist sie das einzige Antriebssystem, das im Vakuum funktioniert, und das einzige, das die Orbitalgeschwindigkeit erreichen kann, etwa 7,8 km/s im niedrigen Erdorbit.

Feststoffraketen, wie die seitlich angebrachten Booster der SLS oder der Ariane 6, sind einfach und leistungsstark, können aber nach der Zündung nicht mehr abgeschaltet werden. Flüssigtreibstoffraketen, wie die Merlin-Triebwerke der Falcon 9 oder die Raptor-Triebwerke der Starship, lassen sich drosseln und erneut zünden, weshalb sie bei Haupt- und Landestufen dominieren. Hybride kombinieren einen Feststoff mit einem flüssigen Oxidationsmittel, und elektrische Triebwerke mit winzigem, aber sehr effizientem Schub bewegen Satelliten, die sich bereits im Orbit befinden.

Eine Trägerrakete für den Orbit ist in Stufen unterteilt, die sich trennen, sobald ihre Tanks leer sind, damit die Rakete keine nutzlose Masse mitschleppt. Die erste Stufe überwindet die Schwerkraft und die dichte Luft; die zweite beschleunigt die Nutzlast auf Orbitalgeschwindigkeit. Seit 2015 kehren manche erste Stufen zurück und landen, um erneut zu fliegen. Dasselbe Prinzip treibt in viel kleinerer Ausführung alles von Signalraketen bis zu Amateurraketen an, und in riesiger Ausführung Fahrzeuge von über 100 m Höhe, die Menschen und Satelliten ins All bringen.