ракетні двигуни
Двигуни - найважливіша складова частина ракети-носія. Вони створюють силу тяги, за рахунок якої ракета піднімається в космос. Але коли мова йде про ракетні двигуни, не варто згадувати ті, що знаходяться під капотом автомобіля або, наприклад, крутять лопаті несучого гвинта вертольота. Ракетні двигуни зовсім інші.
В основі дії ракетних двигунів - третій закон Ньютона. Історична формулювання цього закону говорить, що будь-якої дії завжди є рівна і протилежна протидія, простіше кажучи - реакція. Тому і двигуни такі називаються реактивними.
Реактивний ракетний двигун в процесі роботи викидає речовину (так зване робоче тіло) в одному напрямку, а сам рухається в протилежному напрямку. Щоб зрозуміти, як це відбувається, не обов'язково самому літати на ракеті. Найближчий, «земної», приклад - це віддача, яка виходить при стрільбі з вогнепальної зброї. Робочим тілом тут виступають куля і порохові гази, що вириваються з стовбура. Інший приклад - надутий і відпущений повітряну кульку. Якщо його не зав'язати, він буде летіти до тих пір, поки не вийде повітря. Повітря тут - це і є те саме робоче тіло. Простіше кажучи, робоче тіло в ракетному двигуні - продукти згоряння ракетного палива. 
Модель ракетного двигуна РД-180 / © Wikipedia.
паливо
Паливо ракетних двигунів, як правило, двухкомпонентное і включає в себе пальне і окислювач. У ракеті-носії «Протон» в якості пального використовується гептил (несиметричний діметілгідразаін), а в якості окислювача - тетраксід азоту. Обидва компоненти надзвичайно токсичні, але це «пам'ять» про первісному бойовому призначення ракети. Міжконтинентальна балістична ракета УР-500 - прабатько «Протона», - маючи військове призначення, до старту повинна була довго перебувати в стані боєготовності. А інші види палива не дозволяли забезпечити тривале зберігання. Ракети «Союз-ФГ» і «Союз-2» використовують як паливо гас і рідкий кисень. Ті ж паливні компоненти використовуються в сімействі ракет-носіїв «Ангара», Falcon 9 і перспективної Falcon Heavy Ілона Маска. Паливна пара японської ракети носія «H-IIB» ( «Ейч-ту-бі») - рідкий водень (пальне) і рідкий кисень (окислювач). Як і в ракеті приватної аерокосмічної компанії Blue Origin, що застосовується для виведення суборбітального корабля New Shepard. Але це все рідинні ракетні двигуни.
Застосовуються також і твердопаливні ракетні двигуни, але, як правило, в твердопаливних щаблях багатоступеневих ракет, таких як стартовий прискорювач ракети-носія «Аріан-5», другий ступінь РН «Антарес», бічні прискорювачі МТКК Спейс шаттл.
Сходинки
Корисне навантаження, що виводиться в космос, становить лише малу частку маси ракети. Ракети-носії головним чином «транспортують» себе, тобто власну конструкцію: паливні баки і двигуни, а також паливо, необхідне для їх роботи. Паливні баки і ракетні двигуни знаходяться в різних ступенях ракети і, як тільки вони виробляють своє паливо, то стають непотрібними. Щоб не нести зайвий вантаж, вони відокремлюються. Крім повноцінних ступенів застосовуються і зовнішні паливні ємності, не оснащені двигунами. У процесі польоту вони також скидаються. 
Перший ступінь РН «Протон-М» / © ФГУП «ГКНПЦ імені М. В. Хрунічева»
Існує дві класичні схеми побудови багатоступеневих ракет: c поперечним і поздовжнім поділом ступенів. У першому випадку ступені розміщуються одна над іншою і включаються тільки після відділення попередньої, нижній, ступені. У другому випадку навколо корпусу другого ступеня розташовані кілька однакових ракет-ступенів, які включаються і скидаються одночасно. В цьому випадку двигун другого ступеня також може працювати при старті. Але широко застосовується і комбінована поздовжньо-поперечна схема. 
Варіанти компоновки ракет / © Wikipedia
Стартувала в лютому цього року з космодрому в Плесецьк ракета-носій легкого класу «Рокот» є триступеневої з поперечним поділом ступенів. А ось РН «Союз-2», запущена з нового космодрому «Східний» в квітні цього року, - триступенева з поздовжньо-поперечним поділом.
Цікаву схему двоступеневої ракети з поздовжнім поділом є система Спейс шаттл. У ній і криється відмінність американських шатлів від «Бурана». Перший ступінь системи Спейс шаттл - бічні твердопаливні прискорювачі, друга - сам шаттл (орбитер) з виділенням зовнішнім паливним баком, який за формою нагадує ракету. Під час старту запускаються двигуни як шаттла, так і прискорювачів. В системі «Енергія - Буран» двоступенева ракета-носій надважкого класу «Енергія» була самостійним елементом і крім виведення в космос МТКК «Буран» могла бути застосована і для інших цілей, наприклад для забезпечення автоматичних і пілотованих експедицій на Місяць і Марс.
розгінний блок
Може здатися, що як тільки ракета вийшла в космос, то мета досягнута. Але це не завжди так. Цільова орбіта космічного апарату або корисного вантажу може бути набагато вище лінії, від якої починається космос . Так, наприклад, геостаціонарна орбіта, на якій розміщуються телекомунікаційні супутники, розташована на висоті 35 786 км над рівнем моря. Ось для цього і потрібен розгінний блок, який, по суті, є ще однією сходинкою ракети. Космос починається вже на висоті 100 км, там же починається невагомість, яка є серйозною проблемою для звичайних ракетних двигунів.
Одна з основних «робочих конячок» російської космонавтики ракета-носій «Протон» в парі з розгінним блоком «Бриз-М» забезпечує виведення на геостаціонарну орбіту корисних вантажів масою до 3,3 т. Але спочатку висновок здійснюється на низьку опорну орбіту (200 км ). Хоча розгінний блок і називають однією із ступенів корабля, від звичайної ступені він відрізняється двигунами. 
РН «Протон-М» з розгінним блоком «Бриз-М» на збірці / © ФГУП «ГКНПЦ імені М. В. Хрунічева»
Для переміщення космічного апарату або корабля на цільову орбіту або направлення його на відлітну або міжпланетну траєкторію розгінний блок повинен мати можливість виконати один або кілька маневрів, під час проведення яких змінюється швидкість польоту. А для цього необхідно кожен раз включати двигун. Причому в періоди між маневрами двигун знаходиться у вимкненому стані. Таким чином, двигун розгінного блоку здатний багаторазово включатися і вимикатися, на відміну від двигунів інших ступенів ракет. Винятком є багаторазові Falcon 9 і New Shepard , Двигуни перших ступенів яких використовуються для гальмування при посадці на Землю.
Корисне навантаження
Ракети існують для того, щоб щось виводити в космос. Зокрема, космічні кораблі і космічні апарати. У вітчизняній космонавтиці це транспортні вантажні кораблі «Прогрес» і пілотовані кораблі «Союз», що відправляються до МКС. З космічних апаратів в цьому році на російських ракетах-носіях вирушили в космос американський КА Intelsat DLA2 і французький КА Eutelsat 9B, вітчизняний навігаційний КА «Глонасс-М» №53 і, звичайно, КА «ЕкзоМарс 2016», призначений для пошуку метану в атмосфері Марса.
Можливості щодо виведення корисного навантаження у ракет різні. Маса корисного навантаження РН легкого класу «Рокот», призначеної для виведення космічних апаратів на низькі навколоземні орбіти (200 км), - 1,95 т. РН «Протон-М» відноситься до важкого класу. На низьку орбіту він виводить вже 22,4 т, на геоперехідну - 6,15 т, а на геостаціонарну - 3,3 т. «Союз-2» в залежності від модифікації і космодрому здатний вивести на низьку навколоземну орбіту від 7,5 до 8,7 т, на геоперехідну орбіту - від 2,8 до 3 т і на геостаціонарну - від 1,3 до 1,5 т. Ракета призначена для запусків з усіх майданчиків Роскосмосу: Східного, Плесецка, Байконура і Куру, використовуваного в рамках спільного російсько-європейського проекту. Застосовувана для запуску транспортних і пілотованих кораблів до МКС, РН «Союз-ФГ» має масу корисного вантажу від 7,2 т (з пілотованим кораблем «Союз») до 7,4 т (з вантажним кораблем «Прогрес»). В даний час це єдина ракета, яка використовується для доставки космонавтів і астронавтів на МКС.
Корисне навантаження, як правило, знаходиться в самій верхній частині ракети. Для того щоб подолати аеродинамічний опір, космічний апарат або корабель поміщається всередину головного обтічника ракети, який після проходження щільних шарів атмосфери скидається.
Що увійшли в історію слова Юрія Гагаріна: «Бачу Землю ... Краса-то яка!» Були їм сказані саме після скидання головного обтічника ракети-носія «Восток».
Установка головного обтічника РН «Протон-М», корисне навантаження КА «Експрес-АТ1» і «Експрес-АТ2» / © Роскосмос
Система аварійного порятунку
Ракету, яка виводить на орбіту космічний корабель з екіпажем, практично завжди можна відрізнити за зовнішнім виглядом від тієї, яка виводить вантажний корабель або космічний апарат. Щоб у разі виникнення аварійної ситуації на ракеті-носії екіпаж пілотованого корабля залишився живий, застосовується система аварійного порятунку (САС). По суті, це ще одна (щоправда, невелика) ракета в головній частині ракети-носія. З боку САС виглядає як вежа незвичайної форми на вершині ракети. Її завдання - в екстреній ситуації витягнути пілотований корабель і відвести його від місця аварії.
У разі вибуху ракети на старті або на початку польоту основні двигуни системи порятунку відривають ту частину ракети, в якій знаходиться пілотований корабель, і відводять її в сторону від місця аварії. Після чого здійснюється парашутний спуск. У разі ж якщо політ проходить нормально, після досягнення безпечної висоти система аварійного порятунку відділяється від ракети-носія. На великих висотах роль САС не так важлива. Тут екіпаж вже може врятуватися завдяки відділенню спускається космічного корабля від ракети. 
РН «Союз» з САС у верхній частині ракети / © Роскосмос
