Cos'è un razzo?

La fisica del razzo segue la terza legge di Newton: espellendo massa ad alta velocità verso dietro, il veicolo riceve una spinta uguale e opposta verso avanti. A differenza di un motore a getto, che ottiene ossigeno dall'atmosfera, un razzo porta con sé il proprio ossidante, sia ossigeno liquido, tetrossido di diazoto o uno miscelato in un combustibile solido. Per questo è l'unico sistema di propulsione che funziona nel vuoto, e l'unico capace di raggiungere la velocità orbitale, circa 7,8 km/s in orbita terrestre bassa.

I razzi a combustibile solido, come i propulsori laterali dello SLS o dell'Ariane 6, sono semplici e potenti, ma non possono essere spenti dopo l'accensione. I razzi a combustibile liquido, come i motori Merlin della Falcon 9 o i motori Raptor della Starship, possono essere regolati e riaccesi, motivo per cui dominano negli stadi principali e di atterraggio. Gli ibridi combinano un solido con un ossidante liquido, e i motori elettrici, con spinta minuscola ma molto efficiente, muovono satelliti già in orbita.

Un razzo vettore per l'orbita è diviso in stadi, che si separano non appena i loro serbatoi sono vuoti, affinché il razzo non trasporti massa inutile. Il primo stadio supera la gravità e l'aria densa; il secondo accelera il carico utile fino alla velocità orbitale. Dal 2015, alcuni primi stadi ritornano e atterrano per volare di nuovo. Lo stesso principio alimenta, su scala molto più piccola, dai razzi di segnalazione ai razzi amatoriali, e, su scala enorme, veicoli di oltre 100 m di altezza che portano persone e satelliti nello spazio.