Que sont les fusées spatiales ?

Une fusée fonctionne selon la troisième loi de Newton. Elle brûle du carburant et de l'oxydant dans une chambre, et les gaz s'échappent par la tuyère à plusieurs kilomètres par seconde ; le véhicule reçoit la même impulsion en sens inverse. À la différence d'un réacteur d'avion, elle transporte à son bord son propre oxydant, elle ne dépend donc pas de l'atmosphère et continue de pousser dans l'espace. En fait, elle est plus performante dans le vide, où la tuyère peut détendre les gaz sans la pression de l'air qui s'y oppose.

Atteindre l'orbite exige environ 7,8 km/s, et l'équation de Tsiolkovski impose que, pour gagner une telle vitesse, le propergol doit représenter la plus grande partie de la masse : dans un lanceur type, environ 90 %. Pour ne pas transporter de réservoirs vides, le véhicule est divisé en étages qui se séparent une fois épuisés. Chaque étage suivant est plus petit et part avec la vitesse que lui a donnée le précédent. Ce schéma, proposé au début du XXe siècle, reste celui de tous les lanceurs en service.

Selon le propergol, il existe des fusées à propulsion solide, simples et puissantes mais non modulables, et à propulsion liquide, plus complexes mais contrôlables et extinguibles ; de nombreux lanceurs combinent les deux. Par mission, on distingue les fusées suborbitales, qui montent et retombent sans atteindre l'orbite, des fusées orbitales, capables de placer des satellites, des capsules ou des sondes sur une trajectoire stable ou d'évasion. Depuis Spoutnik en 1957 jusqu'aux constellations actuelles, tout ce que l'humanité a envoyé au-delà de l'atmosphère a voyagé à bord d'une fusée.