Jelenleg rakta az egyetlen olyan eszkz, amivel tudomnyos laboratriumokat, szllteszkzket tudunk az rbe juttatni. A rakta reaktv elven mkdik. Ezt az elvet Isaac Newton fogalmazta meg a mozg testek kinetikjra vonatkoz III. aximjban, eszerint kt test egymsra hatsakor az erk mindig pronknt lpnek fel, a hatervel ellenttesen egy azonos nagysg n. reakcier lp fel. A jelensget mr Newton eltt is tapasztaltk, pldul fegyvereknl rezhet a „visszargs”. Az elv a kvetkez: ha egy zrt tartlyban nagy nyoms gz van, amit egy nylson keresztl hagyunk kiramlani, akkor a kiramls irnyval ellenttes irny ellener fogja mozgatni a tartlyt. Termszetesen ez az er csekly, legalbbis ahhoz, hogy rhajkat vagy mholdakat lltsunk vele plyra. A mozgat ert az impulzus megvltozsa adja, (termszetesen a kiraml gz mozgsmennyisgre gondolunk) F = dI / dt (a kpletet szintn Newton adta meg). Ezt az egyenletet integrlva a vltoz tmeg rakta vgsebessgre (a rakta tmege a gzkiramls miatt cskken) a
V(t)= c \times ln(m_0 / m(t)),
n. Ciolkovszkij-egyenletet kapjuk.
Ahol
* c: a gz kiramlsi sebessge,
* m0/m(t) a rakta tmegarnya (kezdeti tmeg / vgs tmeg),
* V(t) pedig a vgsebessge.
Ebben az esetben eltekintettnk a gravitcis hatstl, melyet beszmtva az egyenlet a
V(t)= c \times ln(m_0 / (m_0 - mt)) - gt
alakra hozhat, ahol m a kiraml gz tmege. Teht a rakta sebessge fgg a kiraml gz sebessgtl. A cl teht nagyobb kiramlsi sebessg elrse; lthattuk, hogy a hideg, nagy nyoms gz energija kevs. Az anyagok elgetse sorn gyorsan keletkez gzok hmrsklete, illetve zrt trben, a nyomsa elg nagy lehet, teht belsenergijuk is nagy, ezt kell mozgsi energiv alaktani.
Ezt a feladatot (ti. a munkakzeg gyorstst) az n. raktahajtmvek vgzik. A raktahajtm egy klnleges sugrhajtm, mely krnyezettl fggetlenl mkdik, hiszen a mkdshez szksges hajtanyag-ot s az gshez szksges oxidl anyagot is maga a rakta szlltja. Ezrt mkdhet a rakta hatkonyan a vkuumban vagy akr vz alatt is. Aszerint, hogy a munkakzegknt szolgl gzt milyen mdon gyorstjk fel megklnbztetnk kmiai-, nukleris- s elektromos hajtmveket. Jelenleg kmiai raktahajtmveket hasznlnak, az elektromos raktk nem elterjedtek, az atom raktk mg csak ksrleti stdiumban vannak. A kmiai hajtmvek hagyomnyos tzelanyagok elgetsbl nyerik a magas hmrsklet gzokat, melyeket a fvkn kivezetve gyorstanak. A kmiai hajtmveket a felhasznlt tzelanyag halmazllapota szerint szilrd, folykony vagy hibrid hajtanyagaknak nevezzk.
A mai hajtanyagokkal illetve hajtmvekkel Kb. 3000 – 5000 m/sec kiramlsi sebessget lehet elrni, s ez az els kozmikus sebessghez kevs. A msik fontos tnyez, a tmegarny ugyanis a gyakorlatban nem nagyobb 10-nl, melynek termszetes alap logaritmusa 2,3. Ebbl kvetkezik, hogy egyetlenegy raktafokozattal nem tudunk jelenleg plyra lltani hasznos terhet (br az USA-ban folytak ksrletek egyfokozat raktajrmvel az n. DC-X- el, tbb-kevesebb sikerrel). A legjobb megolds erre a lpcszs elve, azaz tbb raktafokozat kombinlsa. Ha az els raktafokozat kig, akkor levlik a komplexumrl s a msodik fokozat a gyjts utn tovbb gyorstja az amgy is knnyebb vlt raktt. Nhny rakta els fokozatra kln gyorst raktkat helyeztek el. ltalban 3- 4 fokozatot alkalmaznak, de szlettek valsgos raktarisok is, mint pldul az amerikai Saturn V. |