Ein Raketenmotor erzielt den Antrieb aus dem Rückstoßprinzip: In der Austrittsöffnung der Antriebsdüse wird Masse (z. B. Verbrennungsgase) mit möglichst großer Geschwindigkeit ausgestoßen, so dass in jedem Moment ein entsprechend großer Impuls die Rakete nach vorne treibt. Rakete und Ausstoßmasse stoßen sich praktisch voneinander ab.
Der Schub
Die dabei erzeugte Antriebskraft, der so genannte Schub, ist im Wesentlichen das Produkt aus Ausströmgeschwindigkeit und Treibstoffdurchsatz, das ist die vom Triebwerk pro Sekunde ausgestoßene Treibstoffmasse. Je größer diese beiden Werte sind, desto größer ist der Schub. Bei gegebenem Treibstoffdurchsatz ist der Schub proportional zur Ausströmgeschwindigkeit.
Beispiele: Schub des HM60-Triebwerks der Ariane 5 beim Start = 800 000 Newton; Schub eines der Ariane-Feststoffbooster beim Start = 6 360 000 Newton.
Einschub: Kraft, Masse, Gewicht
Kraft ist die Ursache der Verformung oder Beschleunigung eines Körpers. Die Masse ist ein Maß für den Widerstand, den der Körper der Beschleunigung entgegensetzt. Je größer seine Masse ist, desto träger beschleunigt der Körper: Beschleunigung = Kraft / Masse.
Masse und Gewicht werden umgangssprchlich oft gleichgesetzt. Physikalisch ist mit Gewicht die Gewichtskraft gemeint, die z. B. von einer Federwaage gemessen wird und die uns zum Mittelpunkt der Erde zieht.
Die Maßeinheit der Masse ist das Kilogramm (kg), die Maßeinheit der Kraft das Newton (N). Auf eine Masse von 1 kg wirkt im Bereich der Erdoberfläche eine Gewichtskraft von etwa 9,81 N, die sie mit 9,81 m/s2 beschleunigt: die Geschwindigkeit nimmt pro Sekunde aufgrund der Erdanziehungskraft um 9,81 m/s zu.
Der spezifische Impuls
Die Leistungsfähigkeit verschiedener Raketenmotoren oder Treibstoffe lässt sich durch den so genannten (gewichts)spezifischen Impuls Ispvergleichen. Das ist der Schub pro Gewicht des sekundlich ausgestoßenen Treibstoffs. Entsprechend wird er in der Maßeinheit Sekunde angegeben.
Beispiele: spezifischer Impuls des HM60-Triebwerks der Ariane 5 am Boden = 310 s; spezifischer Impuls eines der Ariane-Feststoffbooster beim Start = 336 s.
Elektrische Triebwerke können dagegen spezifische Impulse von mehreren tausend Sekunden liefern: Ihr Schub pro sekundlich ausgestoßenen Treibstoffgewicht ist sehr hoch, da die Ausströmgeschwindigkeit groß ist. Allerdings stoßen sie pro Sekunde wenig Masse (Ionen) aus und ihr Schub ist daher wesentlich kleiner.
