Почему ракете не нужен воздух, чтобы лететь
При сгорании топлива двигатель превращает его в горячий газ под высоким давлением. Газ ускоряется и вырывается через сопло назад. Сопло направляет поток и помогает разогнать его, а корпус ракеты получает толчок в противоположную сторону.
Здесь действует закон сохранения импульса: если до выброса газа система «ракета и топливо» покоилась, то после выброса движение газа назад уравновешивается движением ракеты вперёд. Импульс — это мера движения тела, зависящая от его массы и скорости. Ракета не отталкивается от выхлопа как от неподвижной опоры: она и выброшенный газ вместе перераспределяют движение.
Что меняется в вакууме
В атмосфере выхлоп смешивается с окружающим воздухом, но воздух не является необходимой частью тяги. В космосе газ так же покидает двигатель с большой скоростью и уносит импульс. Реактивный двигатель поэтому работает и там, где вокруг почти нет вещества, которое можно было бы «толкать».
Тяга зависит от того, сколько газа двигатель выбрасывает за секунду и с какой скоростью. Пока он расходует топливо, ракета продолжает получать импульс; после прекращения работы двигателя длительное движение поддерживается уже без постоянных толчков — если внешние силы, например притяжение планеты, существенно ему не мешают.
Именно поэтому космическая ракета несёт с собой не только топливо, но и всё необходимое для его сжигания: ей не требуется захватывать кислород из воздуха. Выхлоп, который кажется лишь отходом, и есть то, что уносит движение назад, позволяя ракете двигаться вперёд.
