Raketentriebwerke funktionieren nach Newtons drittem Gesetz: Für jede Aktion gibt es eine gleich große, entgegengesetzte Reaktion. Wenn heiße Gase mit hoher Geschwindigkeit nach hinten ausgestoßen werden, wird die Rakete nach vorne gedrückt. So einfach das Prinzip, so komplex die Umsetzung.
Treibstofftypen
Kerosin (RP-1) + LOXFlüssiger Sauerstoff als Oxidator für Raketentriebwerke — bei -183°C. Mehr →: SpaceX Falcon 9 Merlin-Triebwerke. Günstig, bewährt, aber geringere Effizienz als Wasserstoff.
Flüssigwasserstoff (LH2) + LOX: NASA SLS, Ariane 5/6. Höchste Effizienz (IspEffizienzmaß für Raketentriebwerke — je höher, desto weniger Treibstoff verbraucht. Mehr → ~450s), aber schwierig zu handhaben (-253°C).
Methan (CH4) + LOX: SpaceX RaptorSpaceX Methan-Triebwerk mit Volllast-Staged-Combustion — stärkstes kommerzielles Triebwerk. Mehr →, Blue Origin BE-4. Neue Generation: gute Balance aus Effizienz, Handhabbarkeit und Wiederverwendbarkeit.
Verbrennungskammer und Düse
In der Verbrennungskammer verbrennen Treibstoff und Oxidator bei Temperaturen von bis zu 3.500°C. Die Düse beschleunigt die Gase auf mehrere km/s. Im Vakuum sind andere Düsenformen nötig als in der Atmosphäre — darum stehen Vakuumtriebwerke oft wie Trompeten aus Raketen heraus.
Spezifischer Impuls (Isp)
Der spezifische Impuls ist das Maß für Triebwerkseffizienz: Wie viel Schub pro kg verbrauchtem Treibstoff? Kerosin: ~300s, Wasserstoff: ~450s, Methan: ~380s. Ionentriebwerke: >3.000s — aber mit minimalem Schub, nur für Raumsonden geeignet.
