Svar:
En rymdraket fungerar så att gaser sprutar i hög fart ut ur raketmotorn. Raketen accelererar då uppåt. Det fungerar på samma sätt som om Du står på ett par skridskor och kastar bollar från Dig. För varje boll som Du kastar får Du en liten knuff åt andra hållet. För att få upp farten så låter man raketmotorn driva raketen under lång tid. Det är alltså först när den kommit högt upp i atmosfären som farten är riktigt hög.

De rymdraketer som man åkte till månen med kom upp i en fart av ca 10 km/s.
/GO 1997-03-20

Svar:
När man funderar över frågeställningar som denna
är det lämpligt att använda den grundläggande principen:
Tyngdpunkten för ett isolerat system kan endast ändras av
yttre krafter.

Vi betraktar Dig och båt samt stenen som ett system. Tyngdpunkten
för detta system ligger still från början. När Du
kastar stenen bakåt så rör sig båten framåt
så att tyngdpunkten fortfarande ligger still. Om nu stenen landar
i båten och stannar där så måste båten ligga
still. Eventuellt har den flyttat sig något.

Stenen kan inte ändra sin massa när den flyger om den inte
bryts upp i delar därför är denna frågeställning
ofysikalisk.

Försök Stå på något lättrörligt
typ skateboard eller rollerblades och kasta en sten. Vad händer? Du
kan få bättre effekt genom att spruta med en vattenslang.

Detta försök visar principen för en raketmotor.
1997-03-20

Svar:
Vi kan nog inte anta att bränslet inte tar slut. Det är just poängen,
att en del av raketens massa kastas bakåt med hög hastighet. Det är
detta som accelererar raketen. Eftersom bränslet tar slut, når vi aldrig
relativistisk hastighet. Däremot, gasernas utblåsningshastiget är inte någon begränsning. Man kan ledigt nå flera gånger det värdet.

Lite mer avancerat tillägg till svaret:

Om raketen har startmassan m_i kg och slutmassan m_f kg (vilket innebär att den har m_i-m_f kg bränsle) och utblåsningshastigheten är V_e, så ges sluthastigheten v av den s.k. raketekvationen (Konstantin Tsiolkovsky 1895, bilden nedan):

v = V_eln(m_i/m_f)

Sluthastigheten är alltså proportionell mot V_e. Förutom att ha så mycket bränsle som möjligt (stort värde på m_i/m_f) bör man alltså maximera V_e.

Ovanstående uttryck härleds ganska enkelt enligt nedan.

Antag att raketens massa i ett godtyckligt ögonblick är m och att det kastas ut dm kg gas under ett litet tidsintervall.
Rörelsemängden av den utströmmande gasen är dmV_e. Ändringen i raketens rörelsemängd är mdv, där dv är hastighetsändringen. Om dessa sättes lika får vi

dmV_e = mdv

dvs

dv = V_edm/m

Om vi integrerar vänstra ledet från 0 till v och högra ledet från m_i till m_f får vi raketekvationen ovan.

Se vidare länk 1, 2 och Tsiolkovsky_rocket_equation. Rocket & Space Technology innehåller massor av information om rymdfart och raketer, men den är ganska avancerad och på engelska.

I en ledare i New York Times år 1920 (se Robert_H._GoddardNew_York_Times_editorial) påstod man att en raket inte kunde accelerera i vakuum. Den skulle behöva luft att "ta spjärn" emot. Detta är förstås helt felaktigt, och i samband med Apollo 11:s färd till månen publicerades följande dementi:

Further investigation and experimentation have confirmed the findings of Isaac Newton in the 17th Century and it is now definitely established that a rocket can function in a vacuum as well as in an atmosphere. The Times regrets the error.

/KS/lpe 1998-11-26

Svar:
Nej, det ökar inte dragkraften, det skulle t.o.m kunna vara tvärtom eftersom ökat tryck kan minska utblåshastigheten. En jet- eller raketmotor fungerar inte så att de utströmmande gaserna "tar spjärn" mot något utan genom att rörelsemängden hos den utstömmande gasen orsakar en framåtriktad kraft på flygplanet/raketen (totala rörelsemängden mv måste bevaras). Se vidare fråga [1827].

Skärmen är alltså inte till för att ge ökad dragkraft utan för att skydda omgivningen från utblåset - det riktas upp i luften i stället för längs däcket på hangarfartyget. Se vidare länk 1.

I detta sammanhang kan följande citat vara av intresse:

Professor Goddard does not know the relation between action and reaction and the need to have something better than a vacuum against which to react. He seems to lack the basic knowledge ladled out daily in high schools.

1921 New York Times editorial about Robert Goddard's revolutionary rocket work. :-) Bättre vara tyst och bli betraktad som en idiot än att öppna munnen och undanröja varje tvivel. (Abraham Lincoln)

Se fråga [1827] för en senkommen men rolig dementi av påståendet i New York Times.

Länk 2 nedan ger information om hur en jetmotor fungerar.
/Peter E 2004-12-12

Svar:
Förvånansvärt liten skillnad vad gäller framdrivning. Man använder fortfarande ett fast eller flytande bränsle som brinner vid hög temperatur. Restprodukterna far ut med stor hastighet och får raketen att accelerera. Sluthastigheten bestäms av raketekvationen, se fråga [1827]. Styrsystem och övrig instrumentering har emellertid utvecklats mycket.

Det finns ett par nya idéer som dock inte kommit särskilt långt: jondrift (se fråga [14044]) och rymdsegel (se fråga [17100]).

Se vidare Raket och Rocket.

/Peter E 2017-03-02