Ein Raketentriebwerk ist eine Art Strahltriebwerk, das heißt, es ist ein Reaktionstriebwerk, das Schub erzeugt, indem es einen Hochgeschwindigkeits-Gasstrom entgegen der gewünschten Fahrtrichtung abgibt und sich aufgrund der Impulserhaltung vorwärts treibt. Das charakteristische Merkmal einer Rakete ist, dass ihr Treibstrahl vollständig aus der eigenen Treibstoffmasse des Triebwerks erzeugt wird, ohne dass sie der äußeren Umgebung entnommen wird. Dies unterscheidet sich von anderen Formen von Strahltriebwerken, wie Turbojets, Turbofans und Staustrahltriebwerken, die ihren Treibstoff mit komprimierter Luft aus der Atmosphäre mischen, um ihren Treibstoff zu verbrennen und einen Strahl zu erzeugen. Raketenantriebstechnologie ist für die Raumfahrt unerlässlich, da Raketen außerhalb einer Atmosphäre betrieben werden können. Raketen werden auch für Zwecke wie Feuerwerkskörper, Waffen und Hochgeschwindigkeitsflugzeuge verwendet.
Es gibt mehrere Formen von Raketentriebwerken. Der am häufigsten verwendete Typ wird als chemische Rakete bezeichnet. Eine chemische Rakete wird durch chemische Reaktionen in ihrem Treibstoff vorangetrieben, die Wärme erzeugen und einen Strom von Hochgeschwindigkeitsabgasen erzeugen, der von der Rückseite der Rakete abgegeben wird. Jede chemische Rakete trägt als Treibstoff einen brennbaren Treibstoff. Dies wird mit einer noch leichter entzündlichen Substanz kombiniert, die als Initiator oder Zünder bezeichnet wird. Der Zünder wird gezündet, normalerweise durch einen elektrischen Funken oder eine pyrotechnische Ladung, und die Hitze wiederum entzündet das Treibmittel, das verbrennt, um einen treibenden Abgasstrahl zu erzeugen.
Die Treibmittelchemikalien können Feststoffe, Flüssigkeiten oder Feststoffe in Kombination mit Flüssigkeiten oder Gasen sein. In einer Festbrennstoffrakete wird der Festtreibstoff, das sogenannte Korn, zusammen mit oxidierenden Chemikalien, die als Initiator dienen, gespeichert, während Flüssigtreibstoff-Raketen den Flüssigtreibstoff und den Initiator in separaten Tanks speichern, bis es an der Zeit ist, sie freizugeben die Brennkammer zu mischen. Hybridtreibstoffraketen verwenden einen Festtreibstoff, der dann mit einem flüssigen oder gasförmigen Initiator gemischt wird, der in einem separaten Tank aufbewahrt wird, bis er einsatzbereit ist.
Der am häufigsten verwendete Festbrennstoff wird heute als Ammoniumperchlorat-Verbundtreibstoff (APCP) bezeichnet, der sich auf eine Reihe verschiedener chemischer Gemische bezieht, die sowohl das Treibmittel als auch den Initiator enthalten. APCP umfasst im Allgemeinen das Oxidationsmittel Ammoniumperchlorat (NH4ClO4), elastische Polymere, die Elastomere genannt werden, und pulverisiertes Aluminium oder andere Metalle. Flüssige Raketentreibstoffe bestehen oft aus flüssigem Sauerstoff gemischt mit raffiniertem Kerosin oder flüssigem Wasserstoff oder aus Distickstofftetroxid (N2O4) gemischt mit Hydrazin (N2H4) oder einem seiner Derivate.
Festbrennstoffraketen waren die erste Form von Raketentriebwerken, wurden jedoch weitgehend durch effizientere Flüssigbrennstoff- und Hybridkonstruktionen ersetzt. Sie werden jedoch immer noch häufig für Zwecke wie Feuerwerk und Modellraketen verwendet und werden manchmal in der Raumfahrt verwendet, um kleine Nutzlasten in die Umlaufbahn zu bringen oder als Ergänzung zu einer Flüssigtreibstoffrakete, um die Nutzlastkapazität zu erhöhen. Zum Beispiel verwendet das Space Shuttle eine einzige große Flüssigbrennstoffrakete, die von zwei kleineren Festbrennstoffraketen flankiert wird, um die Umlaufbahn zu erreichen.
Eine thermische Rakete verwendet ein Treibmittel, das von einer externen Wärmequelle erhitzt wird und nicht durch chemische Reaktionen im Treibmittel selbst. Heißwasserraketen, auch Dampfraketen genannt, verwenden Wasser als Treibmittel, indem sie es erhitzen, um Dampfstrahlen zu erzeugen. Diese werden häufig in Landfahrzeugen mit sehr hoher Geschwindigkeit, wie beispielsweise Dragracern, verwendet. Elektrothermische Raketen verwenden elektrische Felder, um erhitztes Plasma zu erzeugen, das dann das Treibmittel erhitzt, um einen Strahl zu erzeugen. Elektrothermische Raketen sind nützlich, um kurze Schubstöße zu erzeugen und werden üblicherweise für Zwecke wie die Höhenkontrolle in Satelliten verwendet.
Mehrere andere Arten von thermischen Raketen wurden vorgeschlagen und könnten schließlich Verwendung finden. Eine solarthermische Rakete würde Sonnenenergie als Wärmequelle nutzen, indem sie das Treibmittel entweder direkt der Sonnenstrahlung aussetzt oder Sonnenenergie verwendet, um einen Wärmetauscher zu betreiben, der das Treibmittel erhitzen würde. Die Sonnenenergie würde gesammelt und durch Spiegel oder Linsen konzentriert, um genügend konzentrierte Wärme bereitzustellen. Ein thermisches Raketentriebwerk könnte auch durch Energie angetrieben werden, die ihm von einer externen Quelle über Laser- oder Mikrowellenstrahlen zugeführt wird. Eine nuklearbetriebene Thermorakete könnte ihren Treibstoff mit der Energie eines Kernreaktors oder aus dem Zerfall radioaktiver Isotope erhitzen.