La propulsione di veicoli spaziali è un termine generale usato per descrivere i vari metodi che sono stati utilizzati, sono attualmente utilizzati e che potrebbero essere utilizzati in futuro per consentire a un veicolo spaziale di accelerare e decelerare mentre si trova nell’atmosfera terrestre o mentre si viaggia nello spazio. I sistemi di propulsione di veicoli spaziali attuali e storici generalmente rientrano in una di due categorie; sistemi a combustibile solido e sistemi a combustibile liquido. I futuri veicoli spaziali potrebbero essere alimentati da sistemi di propulsione nucleare, elettromagnetica o ionica.
Molti credono che i razzi a combustibile solido siano stati usati per la prima volta come armi già nel 13 ° secolo e tutti i razzi sviluppati fino all’inizio del 20 ° secolo erano alimentati da combustibili solidi. I sistemi di propulsione a combustibile solido sono generalmente meno volatili rispetto ai sistemi di propulsione a combustibile liquido, il che può renderli più facili da conservare per lunghi periodi di tempo e renderli più sicuri con cui lavorare. Il rovescio della medaglia dei sistemi a combustibile solido è che una volta che sono accesi, non possono essere spenti fino a quando tutto il propellente è stato bruciato.
L’incapacità di spegnere il motore quando necessario ha impedito l’uso di sistemi a combustibile solido come base primaria per i sistemi di propulsione di veicoli spaziali, che generalmente richiedono la possibilità di avviare e arrestare i motori quando necessario. Tuttavia, i sistemi a combustibile solido hanno trovato un posto coerente come parte del sistema di propulsione di lancio di un veicolo spaziale. I ripetitori di razzi solidi sono stati costantemente una componente dei sistemi di lancio per il programma spaziale russo dal lancio di Sputnik I nel 1957. Gli Stati Uniti hanno anche utilizzato ripetitori di combustibile solido per il suo programma di veicoli spaziali senza pilota dalla fine degli anni ’50 e il sistema Space Shuttle utilizzato i più grandi razzi solidi utilizzati finora per i voli spaziali con equipaggio.
Il primo razzo a propellente liquido fu lanciato dallo scienziato americano Robert Goddard, considerato il padre del rocketry moderno, alla fine degli anni 1920. Goddard credeva che i razzi alimentati a liquido fornissero più potenza ed erano più efficienti delle loro controparti a combustibile solido. Il razzo a propellente liquido ha aperto la strada allo sviluppo di motori a razzo più grandi e potenti e ai sistemi di propulsione che un giorno avrebbero inaugurato l’era spaziale. I sistemi di propulsione a combustibile liquido utilizzano un combustibile, come idrogeno liquido, cherosene o alcool e un ossidante come ossigeno liquido. L’ossidante fornisce l’ossigeno necessario per accendere e bruciare il carburante, il che a sua volta consente al sistema di propulsione di un veicolo spaziale di funzionare nell’ambiente senza ossigeno dello spazio.
Molti esperti concordano sul fatto che l’esplorazione con equipaggio del sistema solare richiederà futuri sistemi di propulsione di veicoli spaziali basati su tecnologie come ioni o energia nucleare che potrebbero essere più efficaci ed efficienti e richiedere meno carburante rispetto ai sistemi di propulsione di veicoli spaziali attuali. I motori a ioni essenzialmente creano un campo elettrico ionizzando un gas. Gli ioni, o atomi caricati, vengono quindi espulsi, creando spinta. I sistemi di propulsione di veicoli spaziali nucleari funzionerebbero attraverso l’uso di un reattore nucleare che riscalda un combustibile liquido, come l’idrogeno liquido, e lo costringe a uscire dal motore, creando la spinta necessaria.