로켓은 공기 없는 우주에서 어떻게 나아갈까?

로켓은 엔진 속에서 연료를 태워 생긴 가스를 아주 빠르게 뒤로 뿜어냅니다. 가스를 미는 힘의 반작용이 로켓을 앞으로 미는데, 이것이 뉴턴의 셋째 법칙(작용 · 반작용)입니다.

로켓이 미는 대상은 공기가 아니라 자기가 뿜어낸 가스입니다. NASA 로켓 교재는 오히려 로켓이 공기 속보다 우주에서 더 잘 나아간다고 적습니다.

운동량으로 보면, 뒤로 나간 가스의 운동량만큼 로켓이 앞쪽 운동량을 얻습니다. 시뮬레이터에서 분사 속력 3,000 m/s · 질량비 5 인 로켓은 연료를 다 쓰면 4.83 km/s 가 됩니다.

질량비를 10 으로 늘리면 6.91 km/s, 분사 속력을 4,500 m/s 로 올리면 7.24 km/s 입니다. NASA 는 낮은 지구 궤도에 오르려면 시속 28,000 km(약 7.8 km/s) 넘게 필요하다고 설명합니다.