Hva er en rakettmotor?
En rakettmotor er en type jetmotor, noe som betyr at det er en reaksjonsmotor som skaper skyvkraft ved å tømme en høyhastighetsstrøm av gass i motsatt retning av ønsket kjøreretning, og skyve seg fremover på grunn av bevaring av fart. En rakets kjennetegn er at dens fremdrivende jet produseres helt fra motorens egen drivmasse, uten at noe av det er hentet fra det ytre miljø. Dette skiller seg fra andre former for jetmotorer, for eksempel turbojets, turbofans og ramjets, som blander drivstoffet deres med trykkluft fra atmosfæren for å forbrenne drivstoffet og produsere en jet. Rakettmotorteknologi er viktig for romfarten, fordi raketter kan operere utenfor en atmosfære. Raketter brukes også til formål som fyrverkeri, våpen og høyhastighetsfly.
Flere former for rakettmotorer finnes. Den mest brukte typen kalles en kjemisk rakett. En kjemisk rakett drives frem av kjemiske reaksjoner i drivmidlet som produserer varme, og produserer en strøm av høyhastighets eksos som slippes ut fra baksiden av raketten. Hver kjemiske rakett har et brennbart drivstoff som drivstofftilførsel. Dette er kombinert med et enda mer brannfarlig stoff, kalt initiativtaker eller tenner. Initiatoren antennes, vanligvis gjennom en elektrisk gnist eller pyroteknisk ladning, og varmen tenner igjen drivmidlet, som brenner for å produsere en fremdrivende eksosstråle.
Drivstoffkjemikaliene kan være faste stoffer, væsker eller faste stoffer kombinert med væsker eller gasser. I en rakett med fast brensel lagres det faste drivstoffet, kalt kornet, sammen med oksiderende kjemikalier som fungerer som initiativtakeren, mens flytende drivstoffraketter lagrer det flytende drivstoffet og initiatoren i separate tanker til det er på tide å frigjøre dem i forbrenningskammeret som skal blandes. Hybride drivstoffraketter bruker et fast drivmiddel, som deretter blandes med en flytende eller gassformig initiator som er lagret i en egen tank til den er klar til bruk.
Det vanligste faste brennstoffet som brukes i dag kalles ammoniumperkloratkompositt drivmiddel (APCP), som refererer til en rekke forskjellige kjemiske blandinger som inneholder både drivmiddel og initiator. APCP inkluderer ofte oksidasjonsmiddel-ammoniumperklorat (NH4C04), elastiske polymerer kalt elastomerer, og pulverisert aluminium eller andre metaller. Flytende rakettdrivstoff er ofte sammensatt av flytende oksygen blandet med raffinert parafin eller flytende hydrogen eller av dinitrogentetroksid (N204) blandet med hydrazin (N 2 H4) eller et av dets derivater.
Raketter med fast brensel var den første formen for rakettmotor, men har i stor grad blitt erstattet av mer effektivt flytende drivstoff og hybrid design. De er imidlertid fortsatt ofte brukt til formål som fyrverkeri og modellrakett, og blir noen ganger brukt i romfart for å skyte små nyttelaster inn i bane eller som supplement til en rakett med flytende drivstoff for å øke nyttelastkapasiteten. For eksempel bruker romfergen en eneste stor flytende-brensel-rakett flankert av to mindre faste brenselraketter for å nå bane.
En termisk rakett bruker et drivmiddel som blir oppvarmet fra en ekstern varmekilde i stedet for ved kjemiske reaksjoner i selve drivmidlet. Varmtvannsraketter, også kalt dampraketter, bruker vann som drivmiddel ved å varme det opp for å produsere dampstråler. Disse brukes ofte i landskjøretøyer med høy hastighet, for eksempel drag-racere. Elektrotermiske raketter bruker elektriske felt for å produsere oppvarmet plasma, som deretter varmer drivstoffet til å produsere en stråle. Elektrotermiske raketter er nyttige for å produsere korte skyvesprengninger og ofte brukt til formål som høydekontroll i satellitter.
Flere andre typer termiske raketter er blitt foreslått og kan etter hvert se bruk. En solvarmrakett ville bruke solenergi som en varmekilde, enten ved å eksponere drivstoffet direkte for stråling fra solen eller bruke solenergi til å drive en varmeveksler som ville varme drivstoffet. Solenergien ville bli samlet og konsentrert gjennom speil eller linser for å gi nok konsentrert varme. En termisk rakettmotor kan også drives av energi som overføres til den fra en ekstern kilde via laser- eller mikrobølgestråler. En kjernefysisk termisk rakett kan varme opp drivmidlet med energien fra en atomreaktor eller fra forfallet til radioaktive isotoper.