Hoe werkt het?
F = ṁ · v_ex
Met F de stuwkracht (N), ṁ de massastroom van uitgestoten gas (kg/s) en v_ex de uitstootsnelheid (m/s). Een grotere uitstootsnelheid of meer gas = meer stuwkracht.
De Tsiolkovsky-raketvergelijking
Δv = v_ex · ln(m₀ / m₁)
De maximale snelheidsverandering die een raket kan halen, hangt af van haar massa vóór en na verbranding. Om aanzienlijke Δv te halen heb je een zeer hoge brandstof/raket-verhouding nodig — daarom zijn raketten meestal 90% brandstof.
Waarom meertrapsraketten?
Lege brandstoftanks blijven nog stuwkracht kosten om mee te tillen. Door tanks af te werpen zodra ze leeg zijn, vermindert de raket haar eigen massa onderweg. Saturn V (Apollo) had drie trappen; SpaceX Falcon 9 twee, met herbruikbare eerste trap.
Brandstoftypen
- Vaste brandstof — simpel, betrouwbaar, niet uit te zetten zodra aangestoken (bv. booststers van de Space Shuttle).
- Vloeibare brandstof — regelbaar; vaak vloeibare zuurstof met kerosene (RP-1) of vloeibare waterstof.
- Hybride en ionen-aandrijving — voor diepruimtemissies; lage stuwkracht maar zeer hoge v_ex.