रॉकेट

रॉकेट : ही संज्ञा एक प्रकारची गती देणारी म्हणजे प्रचालन प्रणाली किंवा अशा प्रचालक एंजिनाने चालविले जाणारे संपूर्ण वाहन (यान) या अर्थाने वापरण्यात येते. रॉकेट प्रचालनाचे मूलभूत तत्त्व फुगविलेल्या रबरी फुग्याच्या साह्याने दाखविता येते. जेव्हा फुग्याच्या उघड्या गळ्यातून वायू बाहेर पडतो तेव्हा त्याच्या आतील भागात असमतोल दाबाची परिस्थिती निर्माण होते व त्यामुळे फुगा उलट दिशेने गतिमान होतो. येथे न्यूटन यांच्या तिसऱ्यागती नियमाचे म्हणजे प्रत्येक क्रिया प्रेरणेबरोबरच समान व विरुद्ध दिशेतील प्रतिक्रिया प्रेरणा अस्तित्वात असते या नियमाचे पालन व विरुद्ध दिशेतील प्रतिक्रिया प्रेरणा अस्तित्वात असते लया नियमाचे पालन होते. रॉकेट एंजिनाच्याज्वलनकक्षात रासायनिक द्रव्य (प्रचालक द्रव्य याचा उल्लेख पुढे केवळ ‘प्रचालक’ असाच केलेला आहे) जाळण्यात येऊन तयार झालेले वायुरेणू रॉकेटाच्या प्रोथातून (तोटीतून) जोराने बाहेर पडतात आणि यामुळे रॉकेटाला उलट दिशेने गती मिळते. रॉकेट यान हे रॉकेट प्रतिक्रियेने प्रचलित होते व त्यात अशा प्रचलनाला आवश्यक असणारे सर्व घटक अंतर्भूत असतात. याखेरीज त्यात स्फोटक द्रव्ये, वैज्ञानिक उपकरणे वा अंतराळवीर यांसारख्या अभिभाराचा (वाहून न्यावयाच्या उपयुक्त भाराचा) समावेश असतो. रॉकेट यानात मार्गदर्शक व नियंत्रक उपकरणांचाही अंतर्भाव असतो. ⇨झोत (जेट) प्रचालन व रॉकेट प्रचालन यांचे तत्त्व एकच असले, तरी त्यांच्यातील मुख्य फरक म्हणजे रॉकेट संपूर्णपणे स्वयंसिद्ध असून बाह्य वातावरणावर अवलंबून नसते. यामुळेच जवळजवळ निर्वात असलेल्या अवकाशात संचार करण्यास रॉकेट हेच एक साधन सध्या उपलब्ध आहे. याशिवाय पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण प्रेरणेपासून मुक्त होण्यासाठी लागणारा उच्च वेग फक्त रॉकेटाच्या साह्याने मिळू शकतो. म्हणूनच रॉकेट प्रचालन हे अवकाश संशोधनात अपरिहार्य ठरले आहे आणि या क्षेत्रात विसाव्या शतकाच्या उत्तरार्धात जलद प्रगती होण्यास हीच गोष्ट कारणीभूत ठरली आहे.

इतिहास : अवकाश उड्डाणाशी निकटचा संबंध असल्याने जरी रॉकेटला अलीकडच्या काळात जगभर प्रसिद्धी मिळालेली असली, तरी लष्करी कामासाठी, संदेशानासाठी व शोभेच्या दारूकामात रॉकेटांचा उपयोग कित्येक शतके होत आलेला आहे. रॉकेटाची मूळ कल्पना इ. स. पू. ३००० च्या सुमारास चीनमध्ये उदयास आली व त्याचा प्रारंभीचा विकास तेथेच झाला, असे मानण्यात येते. १२३२ साली हूनान प्रांताची राजधानी कायफंग हिला मंगोल लोकांनी वेढा घातला तेव्हा चिनी लोकांनी संरक्षणासाठी ‘उडत्या अग्नीचे बाण’असे वर्णन केलेली आयुधे वापरली, असा पुरावा आढळतो. या प्राथमिक स्वरूपाच्या रॉकेटांसाठी चिनी लोकांनी बंदुकीच्या दारूचा (काळ्या चूर्णाचा) प्रचालक म्हणून उपयोग केला असावा, असा अंदाज आहे. त्यानंतरच्या काळातील लष्करी दस्तऐवजांत आढळलेल्या आरेखामध्ये बाणांना आणि भाल्यांना रॉकेटे बांधलेली दाखविली आहेत. त्याच शतकात १२७५ पर्यंत भारतात, अरबस्तानात व पुढे यूरोपात ही रॉकेटे पोहोचली. या रॉकेटांच्या रचनेसंबंधी फारसा तपशील उपलब्ध नाही. रॉकेटाची नलिकाकार आवरणे बहुधा एकावर एक अनेक घट्ट थर असलेल्या व लाखेचा लेप दिलेला कागदाची बनविलेली असावीत. प्रचालक मूलतः बारीक चूर्णरूप लोणारी कोळसा, सॉल्ट पीटर (पोटॅशियम नायट्रेट) व गंधक यांचे मिश्रण असे. त्यानंतर काळात रॉकेटांच्या उपयोगासंबंधी बर्याटच नवनवीन कल्पना (उदा., जहजांवर सोडण्यासाठी पाणतीर, हवाई छत्रीयुक्त रॉकेटे वगैरे) मांडण्यात आल्या पण त्यांपैकी फारशा प्रत्याक्षात उपयोगामध्ये आल्या नाहीत. त्या काळी योजलेले व ऐतिहासिक दृष्ट्या महत्त्वाचे असलेले टप्प्यांचे, गुच्छित आणि पंखयुक्त (उड्डाणामधील स्थिरीकरणासाठी पंख जोडलेले) हे रॉकेट अभिकल्प (आराखडे) नंतर कित्येक वर्षांनी उपयोगात आले. शोभेच्या दारूकामातील अनुप्रयुक्ती व गरजा यांतून हे अभिकल्प विकसित झाले व पुढे त्यांचा लष्करी कामासाठीही उपयोग करण्यात आला. या संकल्पनांची सर्वांत जुनी नोंद कॉनरॅड हास या रूमानियाच्या तोफखाना अधिकाऱ्यांच्या सोळाव्या शतकातील हस्तलिखितात आढळून येते. १५९० मध्ये शोभेच्या दारूकामाविषयीच्या एका जर्मन तज्ञांनी व पुढे एका पोलिश तोफखाना तज्ञांनी हे अभिकल्प प्रसिद्ध केले परंतु शोभेच्या दारूकामातील उपयोगाखेरीज टप्प्यांच्या, गुच्छित व पंखयुक्त रॉकेटांच्या या संकल्पनांचा इतर कोणताही फारसा व्यावहारिक उपयोग करण्यात आला नाही. १६७० पावेतो लष्करी रॉकेटांचे आकारमान व कार्यमान यांत वाढ होत गेली परंतु नंतरच्या शंभर वर्षांत त्यांचा लष्करी उपयोग तुरळकच केलेला आढळतो.

भारतात अठराव्या शतकात रॉकेटांच्या लष्करी उपयोगास पुन्हा सुरुवात झाली. म्हैसूरचे राजे हैदर अली यांनी नवीन लष्करी रॉकेटे विकसित केली आणि त्यांतील महत्त्वाचा फरक म्हणजे प्रचालक चूर्ण ठेवण्यासाठी त्यात धातवीय दंडगोल वापरले होते. त्याकरिता वापरलेले ठोकलेले मृदू लोखंड ओबडधोबड होते पण त्यापासून बनविलेल्या प्रचालक चूर्ण पात्राची स्फोटन शक्ती पुष्कळच अधिक होती. यामुळे त्यात प्रचालक अधिक प्रमाणात दाबून भरणे व अंतर्गत दाब वाढविणे शक्य होऊन रॉकेटाचा रेटा व पल्ला वाढला. या रॉकेटांना ३ मी. लांबीची बांबूची काठी कातडी वादीने बांधलेली असे. या रॉकेटाचा पल्ला सु.१ ते २·५ किमी. होता. हैदर अलींचे पुत्र टिपू सुलतान यांनी या रॉकेट अस्त्रांचा आणखी विकास करून श्रीरंगपटण येथील १७९२ व १७९९ सालच्या लढायांत त्यांचा ब्रिटिशांविरुद्ध यशस्वीपणे उपयोग केला.

रॉकेटांच्या या यशस्वी व परिणामकारक वापराची वार्ता इंग्लंडमधील विल्यम काँग्रीव्ह यांना समजल्यावर त्यांनी खाजगी रीत्या रॉकेटासंबंधी प्रयोग करण्यास सुरुवात केली. त्यांनी दारूच्या चूर्णाची निरनिराळी सूत्रे वापरून त्याकरिता प्रमाणे निश्चित केली. तसेच रॉकेटांच्या एकूण उत्पादन तंत्रात सुधारणा केल्या. त्यांनी आपल्या घातवीय रॉकेटाच्या मार्गदर्शनासाठी त्यांच्या बाजूला एक लांब काठी घट्ट बसविलेली होती आणि रॉकेटाच्या क्षेपणासाठी घडी करता येणारी A या अक्षराच्या आकाराची चौकटी असलेली शिडी वापरली. ही रॉकेटे २७ किग्रँ. वजनापर्यंतच्या निरनिराळ्या आठ आकारमानांची बनविलेली होती व ती हवेतून भडिमार करण्यासाठी तसेच कित्येकदा जमिनीला समांतर दिशेने सोडूनही वापरण्यात येते. पुढे १८१५ मध्ये त्यांनी या अभिकल्पात सुधारणा करून मार्गदर्शक काठी रॉकेटच्या अक्षरावर बसविली आणि रॉकेटाचा प्रचालत झोत एकच छिद्रातून बाहेर पडण्याऐवजी पाच सम अंतरावरील भोकातून बाहेर पडेल अशी व्यवस्था केली होती. या रॉकेटाचा पल्ला आकारमानानुसार २·४ ते ३·२ किमी. होता आणि वजन ४ ते १९ किग्रँ. होते. काँग्रीव्ह यांनी १८१४ मध्ये आपल्या रॉकेटाच्या वापरासंबंधी तपशील द डिटेल्स आँफ द रॉकेट सिस्टिम या ग्रंथाद्वारे प्रसिद्ध केला. काँग्रीव्ह रॉकेटाचा उपयोग लवकरच युरोपात होऊ लागला आणि या अभिकल्पावर आधारलेली रॉकेटे फ्रांन्स, डेन्मार्क, स्पेन, इटली, स्वीडन, ऑस्ट्रिया व रशिया या देशांत विकसित करण्यात आली. स्वीडनमध्ये मार्गदर्शक काठीविहरीत, मागे झुकलेले त्रिकोणी पंखयुक्त आणि हाताने धरलेल्या क्षेपकातून उडविण्यात येणारे रॉकेट क्षेपणास्त्र तयार करण्यात आले होते.

एकोणिसाव्या शतकाच्या मध्याच्या सुमारास विल्यम हेल या ब्रिटिश अभियंत्यांनी उड्डान-स्थिरीकारक मार्गदर्शक काठीचा भार टाकण्याची एक पद्धती शोधून काढली. यासाठी रॉकेटाचे झोत निष्कात मार्ग (ज्वलनात तयार झालेले वायू बाहेर टाकण्याचे मार्ग) विशिष्ट कोनाचे अभिकल्पित करून त्यांनी रॉकेटाला परिवलन गती देण्यात यश मिळविले, परिवलनाद्वारे स्थिरीकरण केलेली ही रॉकेटे म्हणजे रॉकेटांच्या कार्यमानातील व हाताळणीच्या सुलभतेतील एक महत्त्वाची सुधारणा होती. तथापि सुधारणा झाल्याने ही नविन रॉकेटेसुद्धा त्यांच्याशी स्पर्धा करू शकली नाहीत आणि एकोणिसाव्या शतकाच्या अखेरीस शस्त्र म्हणून रॉकेटांचा वापर जवळजवळ थांबला. मात्र त्या शतकात समुद्रकिनाऱ्याजवळ असतानाही (विशेषतः वादळात) बुडत असलेल्या जहाजातील लोकांना वाचविण्याकरिता दोर फेकण्यासाठी आणि देवमाशांच्या शिकारीसाठी दोर जोडलेल्या हार्पूनमध्ये रॉकेटांचा उपयोग करण्यास सुरुवात झाली. ग्रेट ब्रिटनमध्ये १८७१ ते १९६२ या काळात रॉकेटाच्या साह्याने दोर फेकून सु. १५,००० लोकांचे जीव वाचविण्यात आल्याची नोंद आहे.

रशियन स्फोटक द्रव्यांचे उत्पादक न्यिकली इव्हानव्ह्यिच किबालखिच यांनी १८८१ च्या सुमारास संपीडित (दाब देऊन घनता वाढविलेल्या) प्रचालक चूर्णाच्या बत्त्यांचे लागोपाठ स्फोट करून त्यावर उड्डाण करणाऱ्या रॉकेट विमानाची संकल्पना मांडली. त्यानंतर काही वर्षांनी हेर्मान गान्सविंट या जर्मन संशोधकांनी किबालखिच यांच्या सारख्याच आंतरिक-स्फोटनांवर आधारित असलेल्या पण डायनामाइट भरलेल्या पोलादी काडतुसांचा उपयोग करणाऱ्या प्रचालन प्रणालीची संकल्पना सुचविली. मात्र आपल्या वाहनाला या प्रचलनाद्वारे मुक्तिवेग (पृथ्वीच्या गुरूत्वाकर्षणीय क्षेत्रातून निसटण्यासाठी आवश्यक असणारा वेग) प्राप्त व्हावा अशी त्यांची कल्पना होती. सीरानो द बेर्झराक व अशील इरारूद या फ्रेंच लेखकांनी अनुक्रमे १६५७ मध्ये व १८६५ मध्ये अवकाश उड्डाणासाठी रॉकेट तत्त्वाचा उपयोग करण्यासंबंधी उल्लेख केलेला होता पण प्रत्यक्ष उपयोगापेक्षा या केवळ कल्पनाचहोत्या. यामुळे गान्सविंट यांनीच प्रथम अवकाश उड्डाणाचा रॉकेट प्रचालनाशी संबंध जोडलेला होता, असे दिसते. आय्. व्ही. मेशेर्स्की यांनी १८९७ मध्ये लिहिलेल्या बदलत्या द्रव्यमानाच्या बिंदूच्या गतिकीसंबंधीच्या ग्रंथाद्वारे सैद्धांतिक रॉकेट गतिकीची मूलभूत तत्त्वे मांडली व त्यामुळे या क्षेत्रातील अध्ययनाला मोठी चालना मिळाली. गान्सविंट यांचे समकालीन ⇨ कॉन्स्तानतीन एदुआर्दोव्ह्यिच त्सिओलकोव्हस्की या रशियन शालेय शिक्षकांनी रॉकेटेच्या साह्याने अवकाश प्रवासाची स्वतंत्रपणे संकल्पना मांडली. तथापि त्यांनी रॉकेट प्रचालनासाठी आधारभूत तत्त्वे समजून घेण्याचा प्रयत्न केला आणि त्यांनी प्रथमच रॉकेटविज्ञानातील काही मूलभूत समीकरणे साध्य केली. रॉकेटातून निष्कास वायू उच्च वेगाने बाहेर टाकले जाण्याचे महत्त्व त्यांनी ओळखले आणि बंदुकीच्या दारूसारख्या घन प्रचालकाऐवजी द्रव प्रचालक (उदा., द्रवीभूत हायड्रोजन व ऑक्सिजन) वापरल्यास हे सुलभपणे साध्य होईल, असे सुचविले. रॉकेट अभिकल्पात व अवकाश प्रवासात आता मूलभूत समजल्या जाणाऱ्या आपल्या संकल्पनांचे वर्णन त्यांनी १८९८ मध्ये पूर्ण केलेल्या व १९०३ मध्ये प्रसिद्ध झालेल्या एका अहवालात केलेले होते. त्सिओलकोव्हस्की यांचे कार्य वैज्ञानिक दृष्ट्या निर्दोष असले, तरी विसाव्या शतकाच्या प्रारंभी अवकाश प्रवास हे एक केवळ अवास्तव स्वप्न समजले जात असल्याने या कार्याचा रशियात व इतरत्र झालेल्या रॉकेट तंत्रविद्या व अवकाश समन्वेषक यांच्या विकासावर उशिरानेच प्रभाव पडला.

रॉकेट विज्ञानाच्या इतिहासात अमेरिकन भौतिकविज्ञ ⇨रॉबर्ट हचिंग्झ गॉडर्ड यांचे स्थान अनन्यसाधारण मानले जाते. १९०८ मध्ये त्यांनी अवकाशातील प्रचालनाचे साधन म्हणून

आ. २. रॉबर्ट गॉडर्ड व त्यांनी अभिकल्पित करून १९२६ मध्ये क्षेपित केलेले जगातील पहिले द्रव प्रचालक रॉकेट.

रॉकेटासंबधी प्रयोग करण्यास प्रारंभ केला. त्यांनी १९१३ व १९१४ मध्ये रॉकेटासंबंधी दोन एकस्वे (पेटंटे) मिळविली. यांपैकी पहिले दोन टप्प्यांच्या व निष्कास वायूंसाठी लांब निमुळत्या शंकूच्या आकाराच्या प्रोथाचा उपयोग करणाऱ्या घन प्रचालकासंबंधी होते अशा प्रकारचे प्रोथ हल्लीच्या रॉकेटांसाठीही वापरात आहेत. दुसऱ्या एकस्वात द्रव प्रचालकयुक्त रॉकेटाचे वर्णन दिलेले असून त्यात प्रचालक म्हणून पेट्रोल (गॅसोलीन) व द्रवरूप नायट्रस ऑक्साइड यांच्या उपयुक्ततेची शक्यता दर्शविली होती. १९१६ मध्ये गॉडर्ड यांनी आपल्या प्रयोगाकरिता आर्थिक साहाय्य मिळविण्यासाठी स्मिथसोनियन इन्स्टिट्यूशनला ए मेथड ऑफ रीचिंग एक्स्ट्रिम आल्टिट्यूड्स या शीर्षकाचा एक अहवाल सादर केला. हा अहवाल १९१९ मध्ये प्रसिद्ध झाला व त्यात मुख्यत्वे रॉकेट प्रचलनाच्या विविध सैद्धांतिक बाबींचे तसेच चंद्रावर पोहोचण्यासाठी रॉकेटाचा उपयोग करण्याच्या शक्यतेचे विवरण केले होते. पहिल्या महायुद्धात त्यांनी हाताने धरावयाच्या क्षेपकाद्वारे सोडावयाच्या लहान लष्करी रॉकेटांचे अनेक अभिकल्प विकसित केले. बंदुकीच्या दारूऐवजी त्यांनी ४०% नायट्रोग्लिसरीन व ६०% नायट्रोसेल्युलोज वापरून पुष्कळच अधिक प्रचालन शक्ती मिळविली. चाचण्यांमध्ये ही रॉकेटे यशस्वी ठरली आणि पुढे दुसऱ्या महायुद्धात वापरात आलेल्या ⇨बझूका या रॉकेटक्षेपकाची ती पूर्वगामी ठरली. रॉकेटे निर्वातात कार्य करू शकतील असे नेहमीच्या चूर्णरूप प्रचालकयुक्त रॉकेटांवर प्रयोग करून १९१५ मध्ये गॉडर्ड यांनी सिद्ध केले. ही चूर्णरूप प्रचालकाची रॉकेटे काहीशी अविश्वसनीय व अकार्यक्षम असल्याने त्यांनी १९२० मध्ये द्रव प्रचालक उपयोगात आणण्याच्या आणि लष्करी उपयोगापेक्षा भूपृष्ठापासून अधिकाधिक उंची गाठण्याच्या दृष्टीने अभ्यासास सुरुवात केली. त्यांच्या नोंदवह्यांमध्ये पृथ्वीवरून न दिसणाऱ्या चंद्राच्या पलीकडे भागाचे छायाचित्र काढण्याकरिता कॅमेरा बसविलेले व चंद्राला प्रदक्षिणा घालून येणारे रॉकेट, आयन (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणूगट यांचा उपयोग करणारे) व अणुकेंद्रीय (अणुऊर्जेचा उपयोग करणारे) रॉकेट प्रचालन, आंतरग्रहीय समन्वेषण यांसारख्या संकल्पना पुढे आढळून आल्या. स्मिथसोनियन इन्स्टिट्यूटने दिलेल्या आर्थिक पाठबळावर गॉडर्ड यांनी ऑबर्न (मॅसॅचूसेटस) जवळील एका शेतातून जगातील द्रव प्रचालक रॉकेटाचे महत्त्वाचे यशस्वी उड्डाण १६ मार्च १९२६ रोजी करून दाखविले. या रॉकेटात द्रव ऑक्सिजन व गॅसोलीन यांचा उपयोग केलेला होता. या रॉकेटाने फक्त १२ मी. उंची गाठली व ते केवळ ५६ मी. दूर जाऊन पडले. १९२९ मध्ये गॉडर्ड यांनी तापमापक व वायुभारमापक तसेच महत्तम उंचीवर वाचनांची नोंद करण्यासाठी कॅमेरा बसविलेल्या पहिल्या उपकरणयुक्त रॉकेटाचे क्षेपण केले. १९३०−४१ या काळात त्यांनी रॉकेटांमध्ये सुधारणा करण्याच्या दृष्टीने अधिक प्रयत्न केले. प्रचालकासाठी केंद्रोत्सारी पंप [⟶ पंप], ज्वलनकक्ष थंड करण्याची पद्धत, ⇨घूर्णी च्या साहाय्याने स्थिरीकरण, रॉकेट निष्कास मार्गात मार्गदर्शनासाठी पात्यांचा उपयोग करणे यांसारख्या आता रॉकेट अभिकल्पात व्यापक प्रमाणात उपयोग करण्यात येणाऱ्याविविध कल्पनांची एकस्वे गॉडर्ड यांनी त्या काळात मिळविली. त्यांनी रोझवेल (न्यू मेक्सिको) येथे अनेक गॅसोलीन-द्रव ऑक्सिजनयुक्त रॉकेटे तयार करून त्यांच्या चाचण्या घेतल्या पण मे १९३५ मध्ये गाठलेल्या २,३०० मी. उंचीपेक्षा अधिक उंची गाठणे त्यांना शक्य झाले नाही.

जर्मनीत १९२३ मध्ये ⇨हेर्मान युलिउस ओबेर्थ या शालेय शिक्षकांनी Die Rakete zu den Planetenraumen (इं. शी. द रॉकेट इनटू इंटरप्लॅनेटरी स्पेस) ही छोटी पुस्तिका प्रसिद्ध केली. तीत अतिशय उच्च वेग मिळविण्यासाठी व मानवासह अवकाशीय समन्वेषण करण्यासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्याच्या शक्यतेचे विवरण केलेले होते आणि ते त्यांच्या काळाच्या मानाने विलक्षण होते. १९२९ मध्ये ओबेर्थ यांनी लिहिलेल्या Wege zur Raumschiffahrt (इं. शी. वे टू स्पेस ट्रॅव्हल) या ग्रंथात गुच्छित द्रव प्रचालकांचा रॉकेटांचाउपयोग करणाऱ्या प्रचंड आंतरग्रहीय अवकाशयानाच्या अभिकल्पाच्या संकल्पना मांडलेल्या होत्या आणि त्याचबरोबर त्यात विद्युत् प्रचालन व आयन रॉकेट यांसमबंधीचे एक प्रकरण समाविष्ट केलेले होते.

त्यानंतरच्या दशकात वॉल्टर होहमान यांसारख्या जर्मन शास्त्रज्ञांनी आणि बॅरन गीडो व्हॉन पिरके व हेर्मान नूरडूंग या ऑस्ट्रियन शास्त्रज्ञांनी रॉकेटे व अवकाशयाने यांसंबंधी तांत्रिक संशोधन प्रसिद्ध केले. फ्रान्समध्ये रॉबेअर एस्नॉल्ट-पेल्टियर या प्रसिद्ध वैमानिकांनी अतिशय उंचीवर वापरावयाची रॉकेटे व आंतरग्रहीय उड्डाण यांसंबंधी लेखन केले व व्याख्याने दिली. रशियातील संशोधकांनी त्सिओलकोव्हस्की यांच्या कार्याचा विस्तार करण्याचे काम चालविले होते. एन्. ए. रायनिन यांनी १९२८−३२ या काळात रॉकेटविज्ञान व अवकाश प्रवास यांसंबंधी लिहिलेला नऊ खंडांचा विश्वकोश तसेच वाय्. व्ही. काँड्राट्यूक व एफ्. ए. त्सांडर यांनी लिहिलेले ग्रंथ सुप्रसिद्ध आहेत. १९२७−३३ या काळात जर्मनी, ऑस्ट्रिया, रशिया, अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने व ब्रिटन या देशांत रॉकेट व अवकाश उड्डाण या विषयांशी निगडित अशा संस्था स्थापन झाल्या. या संस्था विचारविनिमय व प्रयोग करण्याच्या दृष्टीने महत्त्वाच्या ठरल्या आणि त्यांच्या ज्ञानपत्रिका उपयुक्त माहितीचा प्रसार करण्याची साधने बनली.

दुसरे महायुद्ध सुरू होण्याच्या सुमारास अनेक देशांत रॉकेटे व मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रे यांसंबंधी थोड्याफार प्रमाणात प्रमाणात संशोधन व प्रयोग कार्य चालू होते. तथापि जर्मनीमध्ये मात्र अतिशय गुप्तपणे नेटाने प्रयत्न करण्यात येत होते. अमेरिकेत गॉडर्ड यांनी आपल्या रॉकेट अभिकल्पात अनेक सुधारणा केल्या आणि ३१ रॉकेटे तयार करून त्यांच्या चाचण्या घेतल्या अमेरिकन रॉकेट सोसयटीने न्यूयॉर्क शहराच्या जवळापास रॉकेट एंजिनांच्या आणि उड्डाणांच्या चाचण्या घेतल्या. कॅलिफोर्निया इन्स्टिट्यूट ऑफ टेक्नॉलॉजीच्या गूगेनहाइम एरोनॉटिकल लॅबोरेटरीत थीओडोर फोन कार्मन यांच्या मार्गदर्शनाखाली १९३६ मध्ये रॉकेट संशोधन व विकास कार्यक्रम सुरू झाला. त्यात घन व द्रव प्रचालक रॉकेट संशोधन व विकास कार्यक्रम सुरू झाला. त्यात घन व द्रव प्रचालक रॉकेट तंत्रज्ञानाचा विस्तृत वैज्ञानिक अभ्यास करण्यात आला लष्कराच्या मदतीने घन प्रचालकांकरिता सूत्रे विकसित केली आणि भारयुक्त विमानाच्या उत्थानासाठी रॉकटांचा उपयोग करण्यासंबंधी अभ्यास करण्यात आला. फ्रान्समध्ये एस्नॉल्टपेल्टियर व इतरांना छोट्या द्रव व घन प्रचालक करण्यात आला. फ्रान्समध्ये एस्नॉल्टपेल्टियर व इतरांना छोट्या द्रव व घन प्रचालक रॉकेटांच्या विकासाकरिता लष्करी मदत मिळाली. ब्रिटनमध्ये स्फोटक द्रव्यासंबंधीच्या कडक कायद्यांमुळे हौशी रॉकेट प्रयोगकर्त्यांना बंदी करण्यात आली होती. रशियातील रॉकेटविषयक संशोधनासाठी स्थापन झालेल्या संघटनेतर्फे त्सांडर यांच्या मार्गदर्शनाखाली १९३२ मध्ये द्रव प्रचालक रॉकेट बनविण्यात आले. १९३५ पावेतो ही रॉकेटे सु. १० किमी. उंचीपर्यंत जाऊ शकली, असा रशियन शास्त्रज्ञांनी दावा केला होता. उंचीवरून निरीक्षण करण्यासाठी प्रायोगिक उपकरणयुक्त रॉकेटही बनविण्यात आली. त्याच सुमारास एस्. पी. कोरोलेव्ह यांनी रॉकेटाद्वारे शक्ती पुरविलेल्या विमानांकरिता अभिकल्पित केलेल्या एंजिनाविषयी संशोधन करण्यात आले. स्तरावरणच्या (भूपृष्ठापासून सु. २० ते ४५ किमी. या उंचीच्या दरम्यानच्या वातावरणाच्या भागाच्या) अभ्यासासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्यासंबंधी रशियात भरविण्यात आलेल्या परिषदेच्या संदर्भात १९३५ मध्ये अनेक संशोधनात्मक निबंध प्रसिद्ध करण्यात आले आणि त्यांत रॉकेट तंत्रविद्या आणि अती उंचीवरील वातावरणीय आले आणि त्यांत रॉकेट तंत्रविद्या आणि अती उंचीवरील वातावरणीय संशोधन यांतील विविध बाबींवर विवरण केलेले होते. त्यानंतर रशियन सरकारने रॉकेटाविषयीचे संशोधन कार्य आपल्या नियंत्रणाखाली घेतले व रॉकेटविज्ञानातील मूळ संशोधनात्मक निबंध प्रसिद्ध करणे स्थगित केले.

जर्मनीमध्ये १९३१-३२ मध्ये तेथील अवकाश प्रवास संशोधन संस्थेने गॅसोलिन-ऑक्सिजन प्रचालित रॉकेटे विकसित केली. ही रॉकेटे १.५ किमी. उंचीपर्यंत यशस्वीपणे उड्डाण करू शकली. पुढे १९३३-३४ मध्ये आर्थिक राजकीय कारणांनी ही संस्था बंद झाली. पहिल्या महायुद्धानंतर झालेल्या व्हर्सायच्या तहानुसार जर्मनीला भारी तोफखाना विकसित करण्यास बंदी करण्यात आली होती पण या तहात रॉकेट प्रचालित क्षेपणास्त्रासंबंधी काहीच उल्लेख नव्हता. यामुळे जर्मन लष्कराच्या शस्त्रास्त्र विकास विभागातील एका शाखेकडे लष्करी कामासाठी रॉकेटांच्या (विशेषतः द्रव प्रचालक रॉकेटांच्या) विकासाचे कार्य सोपविण्यात आले. १९३१ मध्ये बर्लिनजवळ क्युमेर्सडॉर्फ येथे प्रायोगिक केंद्र स्थापन करण्यात आले. तेथील लष्करी अधिकारी वॉल्टर डॉर्नरबर्गर हे होते व पुढे अवकाश प्रवास संस्थेतील ⇨व्हेर्नर फोन ब्राउन व रॉकेट तंत्रविद्येतील अनुभव असलेले इतर तज्ञ या केंद्रात दाखल झाल्यावर तेथील कामात झपाट्याने प्रगती झाली. १९३४ सालच्या अखेरीस अल्कोहॉल-पाणी व द्रव ऑक्सिजन प्रचालक म्हणून वापरणारे सु. ३०० किग्रॅ. वजनाचे रॉकेट तयार करण्यात आले ते सु. २,००० मी. उंचीपर्यंत पोहोचले. १९३७ पावेतो डॉर्नबर्गर-ब्राउन गटामध्ये कित्येक शास्त्रज्ञ, अभियंते व तंत्रज्ञ यांचा समावेश झालेला होता. गुप्तता व रॉकेट प्रयोगातील धोके लक्षात घेऊन क्युमेर्सडॉर्फ येथील रॉकेट केंद्र बाल्टिक किनाऱ्यावरील पेनेम्यूंडे येथे हलविण्यात आले. तेथे अनेक रॉकेटांचे अभिकल्प विकसित करण्यात आले. त्यांपैकी सर्वांत सुपरिचित ए−४ (Aggregate number−4) किंवा पुढे व्ही−२ (Vergeltung number−2) या नावाने प्रसिद्धीस आलेले रॉकेट होय. त्या काळातील व्ही−२ रॉकेट ही अतिशय सुविकसित व जटिल प्रणाली होती. त्याची लांबी १४·३ मी. आणि उत्थानाच्या वेळी वजन सु. १३ टन होते. त्यात प्रचालक म्हणून द्रव ऑक्सिजन (४,९९० किग्रॅ.) व ७५% सामान्य अल्कोहोल व २५% पाणी यांचे मिश्रण (३,८३० किग्रॅ) यांचा वापर केलेला होता. सु. १ टन वजनाच्या स्फोटकाग्रासह ते सु. ९६ किमी. कमाल उंची गाठू शकत असे आणि त्याचा पल्ला ३२० किमी. होता. या रॉकेटात वापरलेल्या नावीन्यपूर्ण घटकांत प्रचालकांकरिता वाफ टरबाइनाने चालविलेल्या केंद्रात्सारी पंपाचा समावेश होता. याकरिता लागणारी वाफ (ऑक्सिजनमिश्रित) संहत (विद्रावातील प्रमाण अधिक असलेले) हायड्रोजन पेरॉक्साइड व पोटॅशियम परमँगनेटाचा जलीय विद्राव यांच्या रासायनिक विक्रियेद्वारे पुरविण्यात आली होती. ऑक्टोबर १९४२ मध्ये या रॉकेटाची घेण्यात आलेली चाचणी समाधानकारक ठरली परंतु इतर अनेक समस्या सोडवावयाच्या राहिल्या होत्या. यामुळे पॅरिसवर पहिला व्ही−२ बाँब वापरण्याकरिता ६ सप्टेंबर १९४४ पर्यंतचा काळ जावा लागला. त्यानंतर २ दिवसांनी व्ही−२ बाँब लंडनकडे मार्गदर्शित करण्यात आले. गॉडर्ड यांनी १९३२−४० या काळात एकस्व घेतलेल्या व काही अंशी चाचण्या घेतलेल्या संकल्पनांवरच व्ही−२ रॉकेट प्रणालीतील कित्येक वैशिष्ट्ये आधारलेली होती परंतु यासंबंधी जर्मनीत स्वतंत्रपणे संशोधन करण्यात आले होते, असे फोन ब्राउन यांनी पुढे प्रतिपादन केले.

अमेरिकेत गूगेनहाइम एरोनाटिकल लॅबोरेटरीत (हिचे नाव पुढे १९४३ मध्ये जेट प्रॉपलशन लॅबोरेटरी असे बदलण्यात आले) फोन कार्मन यांच्या मार्गदर्शनाखाली सुरू झालेल्या रॉकेट संशोधन प्रकल्पाचा प्राथमिक उद्देश उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी रॉकेटे विकसित करण्याचा होता. या गटातील शास्त्रज्ञांच्या कार्यामुळे पूर्वी वापरात असलेल्या धन प्रचालकांपेक्षाही कित्येक बाबतीत सरस असलेले नवे धन प्रचालक तयार करणे शक्य झाले. असे प्रचालक रॉकेट यानात साठवता येत असल्याने त्यांचा तत्काळ उपयोग करणे शक्य असते व हा लष्करी उपयोगाच्या दृष्टीने महत्त्वाचा फायदा आहे. वरील प्रकल्पातील कार्यातून विमानांकरिता झोत (जेट) साहाय्यित उत्थान प्रयुक्ती, अनेक धन प्रचालकयुक्त क्षेपणास्त्रे (उदा., निक, पेर्शिंग, सार्जंट, पोलॅरीस, मिनिटम) तसेच इतर रॉकेट प्रमाली (उदा., स्काउट) विकसित झाल्या. द्रव प्रचालक म्हणून द्रवरूप ऑक्सिजन वापरावयाचा झाल्यास तो रॉकेट यानात बराच काळ साठवून ठेवणे अव्हवहार्य असते व त्यामुळे प्रत्यक्ष क्षेपणाच्या अगोदर थोडा वेळ तो टाकीत भरावा लागतो. याकरिता वरील प्रकल्पातील शास्त्रज्ञांनी तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक अम्ल हे समाधानकारक पर्यायी द्रव्य शोधून काढले आणि पुढे अँनिलीन-तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक अम्ल हे अधिक उपयुक्त व उत्स्फूर्त प्रज्वलन होणारे मिश्रण शोधून काढले. अनेक उत्स्फूर्त प्रज्वलन प्रचालक मिश्रणे (उदा., हायड्रॅझीन व नायट्रोजन टेट्राक्साइड) आता उपलब्ध झालेली असून ती विविध क्षेपणास्त्रांत आणि रॉकेटांत (उदा., कॉर्पोरल, वॅक कॉर्पोरल, एरोबी, ॲजेना व टिटन) वापरण्यात येत आहेत.

मे १९४५ मध्ये जर्मनीचा पराभव झाल्यावर व्ही−२ रॉकेटासंबंधी काम करणारे शास्त्रज्ञ व अभियंते दोस्त राष्ट्रांच्या सैन्याच्या स्वाधीन झाले. अभिकल्प व योजना यांच्याशी संबंधित असलेले बहुतेकजण (डॉर्नबर्गर व फोन ब्राउन यांच्यासह) अमेरिकेने आणि उत्पादनाशी संबंधित असलेला कर्मचारी वर्ग रशियाने हस्तगत केला. या व इतर जर्मन तंत्रज्ञांच्या मदतीने रशियाने काही संबंधित प्रयोगशाळा व कर्मशाळा यांची पुनःस्थापना करून १९४६ मध्ये शेकडो कामगारांसह त्यांचे रशियात स्थलांतर केले. तेथे व्ही−२ रॉकेटात काही सुधारणा करून त्यांचे उत्पादन पुन्हा सुरू करण्यात आले व १९४७ मध्ये उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी त्यांचा उपयोग करण्यात आला. यातून मिळालेल्या अनुभवाधारे रशियन अभियंत्यांनी पोबेडा हे व्ही−२ रॉकेटाचे सुधारित रूप तयार केले. या रॉकेटाचा पल्ला व्ही−२ रॉकेटापेक्षा अधिक होता तसेच त्याची स्वयंपूर्ण मार्गदर्शन यंत्रणाही अधिक विश्वसनीय होती. सप्टेंबर १९४९ पावेतो पोबेडा रॉकेटांचे उत्पादन जोरात चालू झाले. १९५२ पावेतो बहुतेक जर्मन कामगारांना परत पाठविणयात आले मात्र इलेक्ट्रॉनिकीतील तज्ञ १९५८ पावेतो परत पाठविण्यात आले नाहीत. १९४९ नंतर रशियात झालेल्या रॉकेट विकासासंबंधी फारच थोडी माहिती उपलब्ध आहे. मुख्यत्वे लष्करी उपयोगासाठी शक्तिमान रॉकेटांच्या उत्पादनासाठी मात्र बरेच प्रयत्नर करण्यात आले. अशी रॉकेटे पुढे १९४९ नंतर रशियात झालेल्या रॉकेट विकासासंबंधी फारच थोडी माहिती उपलब्ध आहे. मुख्यत्वे लष्करी उपयोगासाठी शक्तिमान रॉकेटांच्या उत्पादनासाठी मात्र बरेच प्रयत्नच करण्यात आले. अशी रॉकेटे पुढे १९५७ पासून पृथ्वीभोवताली कक्षेत कृत्रिम उपग्रह सोडण्यासाठी आणि चंद्र, शुक्र आणि मंगळ यांच्याकडे अवकाशयाने पाठविण्यासाठी उपयोगात आणली गेली.

इ. स. १९४५ मध्ये जवळजवळ १३० जर्मन रॉकेट शास्त्रज्ञांनी व अभियंत्यांनी अमेरिकेतील येण्याचा करार स्वेच्छेने स्वीकारला. जर्मनीतील भूमिगत कारख्यान्यांतून हस्तगत केलेल्या सुट्ट्या भागांपासून न्यू मेक्सिकोतील व्हाइट सँडस चाचणी केंद्रात जर्मन तज्ञांच्या सल्ल्यानुसार अमेरिकन अभियंत्यांनी व तंत्रज्ञांनी ६७ व्ही−२ रॉकेटे जुळविली. यांपैकी सु. ६० व्ही−२ रॉकेटे या केंद्रातून एप्रिल १९४६ ते जून १९५१ या काळात क्षेपित करण्यात आली. या रॉकेट उड्डाणाचा एक महत्त्वाचा हेतू उच्चस्तर वातावरणाची निरीक्षणे करण्याचा होता. एप्रिल १९५० मध्ये ब्राउन यांचा संपूर्ण तज्ञगट अमेरिकन लष्कराच्या हंटसव्हिल (ॲलाबॅमा) जवळील रेडस्टोन आर्सेनलमध्ये पाठविण्यात आला. येथे रेडस्टोन हे पहिले मोठे द्रव प्रचालकयुक्त व सु. ३२० किमी. पल्ल्याचे लष्करी क्षेपणास्त्र बनविण्यात आले. तत्वतः हे रॉकेट व्ही−२ रॉकेटाचीच सुधारित आवृत्ती होती व त्याचे क्षेपणाच्या वेळचे वजन सु. २८ टन होते. पुढे रेडस्टोन आर्सेनलने ज्यूपिटर हे पाहिले मध्यम पल्लाचे क्षेपणास्त्र बनविले व त्याचा पल्ला सु. २,५५० किमी. होता. थॉर हे मध्यम पल्लाचे क्षेपणास्त्र अमेरिकेच्या वायुसेनेने स्वतंत्रपणे विकसित केले. या रॉकेटात अल्कोहॉलाऐवजी प्रचालक इंधन म्हणून उच्च प्रतीचे केरोसीन व ऑक्सिडीकारक म्हणून द्रव ऑक्सिजन वापरण्यात आलेले होते त्यानंतर यासारखीच इंधने मोठ्या रॉकेटंसाठी [उदा., वायुसेनेची अँटलास व टिटन−१ (पहिला टप्पा) ही आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रे, सॅटर्न क्षेपणयानाचा पहिला टप्पा] व्यापक प्रमाणात वापरण्यात येत आहेत. (क्षेपणास्त्रांचा इतिहास, विकास प्रकार इत्यादींसंबंधीची अधिक माहिती ‘क्षेपणास्त्र’या स्वतंत्र नोंदीत दिलेली आहे.)

कोष्टक क्र. १. काही रशियन रॉकेटांविषयीची माहिती
रॉकेटाचे नाव	वापरात असलेला काळ	पृथ्वीभोवतील कमी उंचीवरील कक्षेत अभिभार सोडण्याची क्षमता (किग्रॅ.)	विशेष माहिती
एस एल−१	१९५७-५८	१,३२७	जगातील पहिले आंतरखंडीय क्षेपणास्त्र. १९५७ मध्ये स्पुटनिक उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी हे एक टप्प्याचे व बाजूला चार उत्क्षेपक बांधलेले क्षेपणयान वापरण्यात आले.
एस एल−३	१९५९ ते आजतागायत	६,३००	१९६१ मध्ये या रॉकेटाने युरी गागारिन यांना पृथ्वीभोवतील कक्षेत पाठविण्यात आले.
एस एल−४	१९६३ ते आजतागायत	७,५००	व्होस्कहोड समानव अवकाशाने, टेहळणी उपग्रह व अवकाश स्थानकाकडे सोयूझ अवकाशयाने पाठविण्यासाठी यांचा उपयोग करण्यात आला.
एस एल−६	१९६० ते आजतागायत	२,१०० (लंबवर्तुळाकार कक्षेत)	यातील तिसरा टप्पा संदेशवहन, पूर्वसूचक व ग्रहांकडे पाठविण्याच्या अभिभारांना जादा उत्थान पुरवितो.
एस एल−८	१९६४ ते आजतागायत	१,७००	यातील खास अभिभार अभिकल्पामुळे एकाच वेळी आठ संदेशवहन उपग्रहांचे क्षेपण करता येते. अमेरिकेच्या थॉर-डेल्टाबरोबर तुलनीय.
एस एल−११	१९६६ ते आजतागायत	४,०००	अमेरिकेच्या अँटलास-सेंटॉरशी तुलनीय. उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी वापरतात.
एल एस−१४	१९७७ ते आजतागायत	५,५००	अमेरिकेच्या अँटलास-सेंटॉरशी तुलनीय. उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी वापरतात.
एस एल-१२	१९६७ ते आजतागायत	२,१०० (भूस्थिर कक्षेत)	यात चार टप्पे असून ही रशियाची सर्वांत शक्तिशाली कार्यकारी आहेत. प्रोटॉन रॉकेटांची व्यवसायिक क्षेपणासाठी जाहिरात करण्यात आली.
एस एल−१३	१९६८ ते आजतागायत	१९,५००	अमेरिकेच्या सॅटर्न-५ रॉकेटच्या १/६ उत्थानक्षमता. सॅल्युत व मिर ही अवकाशस्थानके या सुधारित प्रोटॉन रॉकेटांतून पाठविण्यात आली.

इ. स. १९५० च्या सुमारास रॉकेट प्रचालनाची तंत्रविद्या पृथ्वीभोवती कृत्रिम उपग्रह सोडण्याचा प्रकल्प हाती घेण्याइतपत प्रगत झालेली होती आणि रॉकेटाच्या शक्तीवर चालणारे क्षेपणयान या अवकाश प्रवासातील महत्त्वाच्या घडकाची बांधणी करण्याची शक्यता निर्माण झालेली होती. ⇨आंतरराष्ट्रीय भूभौतिकीय वर्षांच्या ((१९५७-५८) निमित्ताने जागतिक प्रमाणावर वैज्ञानिक निरिक्षणे करण्यासाठी रशिया व अमेरिका यांनी आपापले कृत्रिम उपग्रह कार्यक्रम १९५३ मध्ये जाहीर केले. १९५७ रशियाने स्फुटनिक-१ व -२ हे उपग्रह क्षेपणयानासंबंधीचा तपशील उघड केलेला नव्हता. पुढे १९६७ मध्ये पायाभूत रशियन क्षेपणयान प्रदर्शित करण्यात आले हे ए मालिकातील २ १/२ टप्प्यांचे यान असून यातील दोन टप्प्यांना गळून पडणारे चार उत्पेक्ष (नेहमीच्या प्रचालन प्रणातील मदत करणारी जादा रॉकेट एंजिनयुक्त याने बुस्टर) जोडलेले होते. प्रत्येक उत्क्षेपकात चार रॉकेट एंजिने (एकूण १६) व मधल्या गाभ्यात चार एंजिने बसविलेली होती. प्रचालक म्हणून द्रवरूप ऑक्सिजन व केरोसीन वापरलेले होते. या क्षेपणयानाचा उत्थान रेटा ४,५०,००० किग्रॅ. होता. हे क्षेपणयान रशियाच्या सॅपवुड या आंतरखंडीय क्षेपणास्त्राचे रूपांतर करून बनविलेले होते. काही रशियन रॉकेटांची माहिती कोष्टक क्र. १ मध्ये दिली आहे व त्यांच्या रुपरेखा आ. मध्ये दर्शविल्या आहेत. यातील, ‘प्रोटॅान’ रॉकेटाखेरीज बाकीची सर्व क्षेपणास्त्रांपासून बनविण्यात आली आहेत. तसेच या सर्वामध्ये द्रव प्रचालक वापरण्यात येतात. मे १९८७ मध्ये रशियाने एनर्जिया या जगातील सर्वांत शक्तिशाली क्षेपणयानाची चाचणी घेतली परंतु ही चाचणी अयशस्वी ठरली. हे क्षेपणयानाची १०० टन अभिभार उचलू शकते. ६७ मी. लांबीच्या रॉकेटात द्रव ऑक्सिजन व द्रव हायड्रोजन या प्रचालकांचा उपयोग करणारी चार एंजिने गाभ्यात बसविलेली असून याला जोडलेल्या चार उत्थापकांसाठी केरोसीन व द्रव ऑक्सिजन यांच्या मिश्रणाचा उपयोग करण्यात येत आहे. हे रॉकेट अमेरिकेच्या अवकाश पुनर्वापर-यानाच्या (स्पेस शटकाच्या) ऑर्बिटर रॉकेटापेक्षा चौपट शक्तिशाली आहे. हे रॉकेट पुन्हा वापरण्यात येणाऱ्या व पुन्हा वापरात न येणाऱ्या. अशा दोन्ही प्रकारच्या प्रकारच्या अवकाशयानांसाठी वापण्यात येणारे आहे.

आ. ३. (१) काही रशियन रॉकेटांच्या रुपरेखा (डाव्या बाजूचे आकडे रॉकेटांची उंची मीटरमध्ये दर्शवितात) : (१) एस एल−१ (एक टप्प्याचे रॉकेट), (२) एस एल−३ (व्होस्टोक अवकाशयानासह), (३) एस एल−४ (व्होस्कहोड अवकाशयानासह), (४) एस एल−४ (सोयूझ अवकाशयानासह).

अमेरिकेने आपल्या पहिल्या लहान उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी ज्युपिटर-सी व व्हॅमगार्ड ही क्षेपणयाने वापरली. ज्युपिटर-सी हे सुधारित रेडस्टोन द्रव प्रचालकयुक्त मध्यम पल्ल्याचे क्षेपणास्त्र होते. त्यात प्रचालक टाकीची लांबी वाढवून वरच्या तीन टप्प्यांकरिता घन प्रचालकयुक्त गुच्छित रॉकेटांचा उपयोग करण्यात आला होता. या क्षेपणयानाने पहिला अमेरिकन उपग्रह जानेवरी १९५८ मध्ये क्षेपित केला. व्हॅनगार्ड क्षेपणयान हे तीन टप्प्यांचे रॉकेट होते आणि त्याची लांबी जवळजवळ ज्यूपिटर-सी इतकीच (सु. २८ मी.) होती; परंतु त्याचे उत्थानाच्या वेळचे वजन (१०,२५० किग्रॅ.) ज्यूपिटर-सीच्या वजनाच्या (२९,३०० किग्रॅ.) मानाने पुष्कळच कमी होते. १९६० नंतरच्या दशकात अमेरिकेने प्रमाणात क्षेपणयानांची एक मालिका विकसित केली. वायुसेनेने अवकाश क्षेपणासाठी टिटन-२ या आंतरखंडीय क्षेपणास्त्राच्या द्रव प्रचालयुक्त गाभ्याच्या यानाला दोन घन प्रचालकयुक्त उत्थापक रॉकेटे जोडली. टिटन-३ सी हे मोठ्या लष्करी उपग्रहांसाठी वापरण्यात येते. त्यानंतर नॅशनल एरोनॉटिक्स अँड स्पेस ॲडमिनिस्ट्रेशन (नासा) या विभागाने थॉर या मध्यम पल्ल्याच्या कालबाह्य क्षेपणास्त्राला घन प्रचालकयुक्त उत्थापक जोडून त्याच्या कार्यमानात वाढ केली. ॲटलास व टिटन-३ या कालबाह्य आंतरखंडीय क्षेपणास्त्रंवर द्रव ऑक्सिजन व द्रव हायड्रोजन यांनी युक्त असा वरचा टप्पा (सेंटॉर) जोडून ती ग्रहांकडे मोठी अन्वेषक याने क्षेपित करण्यासाठी वापरण्यात येतात.

अपोलो चांद्र मोहिमेच्या कार्यक्रमासाठी नासाने क्षेपणयानांची सॅटर्न मालिक खास विकसित केली होती. यांपैकी दोन टप्प्यांचे सॅटर्न−१ बी व तीन टप्प्यांचे सॅटर्न−५ हे रॉकेट नमुने प्रत्यक्ष कार्यकारी होते. सॅटर्न−१बी हे अपोलो मोहिमेतील पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेतील कामगिरीच्या विकासाकरिता, तर अवकाशातील मोठे उत्थापक रॉकेट म्हणून गणले गेलेले सॅटर्न−५ हे प्रत्यक्ष चांद्र मोहिमांसाठी वापरण्यात आले. सॅटर्न−५ची उंची ११०·६ मी. व क्षेपणाच्या वेळी वजन २,८०० टन होते. या रॉकटाची क्षमता १४० टन द्रव्यमान पृथ्वीभोवतीच्या कक्षेत पाठविण्याची, ४७·५ टन चंद्रापर्यंत पोहोचविण्याची व ३० टन द्रव्यमानाला आंतरराष्ट्रीय भ्रमणासाठी आवश्यक असणारा वेग देण्याची होती. अपोलो कार्यक्रम १९७२ मध्ये संपल्यावर उरलेली सॅटर्न क्षेपणयाने स्कायलॅब मोहिमेसाठी आणि अपोलो-सोयूझ चाचणी प्रकल्पासाठी वापरण्यात आली.

अपोलो कार्यक्रमानंतर अवकाश पुनर्वापर-यान हे पुनःपुन्हा वापरण्यात येणारे अवकाशयान अमेरिकेने विकसित केले. त्याचे पहिले यशस्वी उड्डाण एप्रिल १९८२ मध्ये झाले या यानाच्या

आ. ३. (२) काही रशियन रॉकेटांच्या रुपरेखा (डाव्या बाजूचे आकडे रॉकेटांची उंची मीटरमध्ये दर्शवितात) : (५) एसएल−६ संदेशवहन, पूर्वसूचक व ग्रहांकडे पाठविण्याच्या अभिभारांना जादा उत्थआन पुरविणे), (६) एस एल−८ (एकच वेळी आठ संदेशवहन उपग्रह क्षेपित करण्याची क्षमता असलेले रॉकेट), (७) एस एल−११ (टेहळमी उपग्रह व कार्यकारी प्रतिउपग्रह अस्त्र यांसह), (८) एस एल−१४ (वातवरणवैज्ञानिक, भूगणितीय, संदेशवहन व इलेक्ट्न गुप्तवार्ता या कामांसाठीच्या उपग्रहांसह), (९) एस एल−१४ (वातावरणवैज्ञानिक, भूगणितीय, संदेशवहन व इलेक्ट्रॉनीय गुप्तवार्ता या कामांसाठीच्या उपग्रहांसह), (९) एस एल−१२ (प्रोटॉन रॉकेट), (१०) एस एल−१३ (सुधारित प्रोटॉन रॉकेट, मिर अवकाशस्थानकासह).

प्रणालीत कक्षायान, तीन मुख्य एंजिने, एक बाह्य प्रचालक टाकी व दोन घन प्रचालकयुक्त रॉकेट उत्क्षेपक यांनी बनलेली आहे. यांपैकी कक्षायान, मुख्य एंजिने व रॉकेट उत्क्षेपक हे भाग पुन्हा वपरता येणारे असून बाह्य प्रचालक टाकी प्रत्येक क्षेपणाच्या वेळी टाकून द्यावी लागते. १९८६ मध्ये चॅलेंजर पुनर्वापर-यनाला झालेल्या अभूतपूर्व अपघातापूर्वी सर्व पुनर्वापर-यानांची मिळून२५ उड्डाणे झालेली होती. या अपघातामुळे अमेरिकेच्या पुनर्वापर-यान कार्यक्रमाला मोठी खीळ बसली.

आ. ४. अमेरिकेच्या सॅटर्न−५ या रॉकेटाचा व्ही−२ व रेडस्टोन या रॉकेटांपासून झालेला विकास

वरील रॉकेट-प्रचालित क्षेपणयाने दूर पल्ल्याच्या क्षेपणास्त्रांवर आधारलेली असल्याने आणि अशी क्षेपणास्त्रे फक्त रशिया व अमेरिका या दोनच दोशांनी विकसित केलेली असल्याने रॉकेटांचा अवकाशयाने क्षेपित करण्यासाठी हे दोन देशच उपयोग करीत होते. त्यानंतर फ्रान्स (१९६५), जपान (१९७०), चिनी प्रजासत्ताक (१९७०), ब्रिटन (१९७१) व भारत (१९८०) या देशांनीही उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी रॉकेटांचा उपयोग करण्यास प्रारंभ केला. अमेरिका व रशिया या दोन्ही देशांनी इतर देशांचे उपग्रह अथवा वैज्ञानिक उपकरणयुक्त अभिभार क्षेपित करण्यासाठी रॉकेटांचा वा अवकाश पुनर्वापर-यांनाचा वापर केलेला आहे. १९८६ मध्ये अमेरिकेच्या चॅलेंजर यानाच्या दुर्घटनेनंतर उपग्रह क्षेपणाचे व्यापारी क्षेत्र अतिशय स्पर्धात्मक बनलेले आहे आणि त्यात फ्रान्सच्या पुढाकाराखाली १३ देशांनी स्थापन केलेली यूरोपियन स्पेस एजन्सी तसेच रशिया, जपान व चीन हे देश उतरलेले आहेत. यूरोपियन स्पेस एजन्सीच्या ॲरियन स्पेस या कंपनीने विकसित केलेली ऑरिअन रॉकेटे फ्रेंच गियानातील कुरू येथील अवकाश केंद्रातून क्षेपित केली जातात. या तीन टप्प्यांच्या रॉकेटांतून पश्चिम यूरोपातील तसेच ऑस्ट्रेलिया, ब्राझील, अमेरिका इ. विविध देशांचे उपग्रह क्षेपित करण्यात येत आहेत. जून १९८१ मध्ये भारताचा पहिला प्रायोगिक भूस्थिर संदेशवहन उपग्रह अँरिअन रॉकेटाच्या साह्याने येथूनच यशस्वीपणे क्षेपित करण्यात आला होता. अँरिअन व्ही−११ या रॉकेटातून २·५ टन अभिभार पाठविता येतो. ही रॉकेटे अमेरिकेच्या पुनर्वापर-यानशी व्यापारी दृष्ट्या उत्तम प्रकारे स्पर्धा करीत आहेत आणि ती १९८७−९६ या काळात सु. २०० संदेशवहन, वातावरणवैज्ञानिक व लष्करी क्षेपित करतील असा अंदाज आहे. चीन, रशिया व जपान या देशांनी विकसित केलेली अनुक्रमे लाँगमार्च, प्रोटॉन व एच−१ ही रॉकेटेसुद्धा व्यापारी उपग्रहांच्या क्षेपणासाठी वापरात येण्याची शक्यता आहे. रशियाने बैकनूर येथील आपल्या रॉकेट क्षेपणतळावरून व्होस्टोक या रॉकेटाच्या साहाय्याने भारताचा पहिला कार्यकारी दूरवर्ती संवेदनाग्राहक उपग्रह आय आर एस−१ हा मार्च १९८८ मध्ये तत्त्वावर क्षेपित केला.

व्ही-२ रॉकेटांचा पुरवठा संपण्याच्या अगोदरच उपकरणयुक्त रॉकेटांच्या (उदा., एरोवी, डिकॉन, व्हायकिंग) उत्पादनाच्या योजना अमेरिकेने आखल्या होत्या. अमेरिकेत अशा प्रकारचे पहिले उपकरणयुक्त रॉकेट वॅक-कॉर्पोरल हे जेट प्रॉपलशन लॅबोरेटरीने विकसित केले व ते सप्टेंबर १९४५ मध्ये उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी प्रथम वापरले गेले. व्ही-२ रॉकेटे एप्रिल १९४६ मध्ये उपलब्ध झाल्यावर तीही याकरिता वापरण्यात आली. उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी वापरलेले पहिले अनेक टप्प्यांचे उपकरणयुक्त रॉकेट एरोबी हे ११२ किमी. उंचीवर गेले. पुढे सुधारित व्ही-२ बरोबर वॅक-कॉर्पोरल हे दुसरा टप्पा म्हणून वापरलेल्या संयुक्त रॉकेटाने ३९० किमी. उंची गाठली. उच्चतर वातावरणीय संशोधनासाठी उपकरणयुक्त रॉकेटे वापरण्याचा आपला पहिला कार्यक्रम अमेरिकेने १९४६−५१ या काळात ६० व्ही-२ रॉकेटे व्हाइस सँड्स येथून क्षेपित करून पार पाडला. एरोबी व व्हायकिंग हे

आ.५. **काही अमेरिकन व रशियन रॉकेटे/क्षेपणास्त्रे : (अ) अमेरिकेन :** (१) अवकाश पुनर्वापर-यान (स्पेस शटल अभिभारक्षमता २४ टन), (२) टिटन−४ (२० टन), (३) डेल्टा (५.५ टन) (आ) रशियन : (१) प्रोटॉन (२० टन), (२) एनर्जिया (१०० टन).

अमेरिकेच्या नाविक दलाने आखलेले उपकरणयुक्त रॉकेटांचे कार्यक्रम सारखेच होते व त्यांत ३२० किमी. उंची गाठली गेली. व्हायकिंग रॉकेटांवरील नमुनेदार उपकरणांत मायगर गणित्र, आयनीकरण कोठ्या [⟶ कण अभिज्ञातक], प्रकाशगुणक नलिका [⟶ इलेक्ट्रॉनीय प्रयुक्ती] व कॅमेरे यांचा अंतर्भाव असे. त्यानंतर विकसित झालेल्या निक या पृष्ठ-ते-हवा (हवेतील लक्ष्यावर भूपृष्ठावरून मारा करणाऱ्या) मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रांच्या मालिकेमुळे कमी खर्चाची नवी उपकरणयुक्त रॉकेटे उपलब्ध झाली. द्रव प्रचालकयुक्त एरोबी रॉकेटाच्या अभिकल्पावर आधारलेल्या उपकरणयुक्त रॉकेटांखेरीज १९७१ च्या सुमारास अमेरिकेची इतर सर्व उपकरणयुक्त रॉकेटे घन प्रचालकयुक्त होती. आंतरराष्ट्रीय भूभौतिक वर्षांच्या १८ महिन्यांच्या काळात अनेक उपकरणयुक्त रॉकेटे वैज्ञानिक अध्ययनाच्या दृष्टीने क्षेपित करण्यात आली. अमेरिकेने पॅसिफिक क्षेत्रातील आर्क्टिक, कॅलिफोर्निया, ग्वॉम इ. विविध ठिकाणांवरून २१० रॉकेटे सोडली. रशियाने व इतर अनेक देशांनी याच सुमारास उपकरणयुक्त रॉकेटे विकसित केली. रशियाने आंतरराष्ट्रीय भूभौतिक वर्षांत आर्क्टिक, अंटार्क्टिका, मध्य आशिया येथील विविध ठिकाणांहून १२५ रॉकेटे क्षेपित केली. १९५७ मध्ये यांपैकी एका रॉकेटाने २,२०० किग्रॅ. अभिभारासह २१२ किमी. उंचीपर्यंत उड्डाण केले. पुढे दुसऱ्या एका रॉकेटाने ४७३ किमी. उंची गाठली. या रॉकेटांच्या साह्याने पृथ्वीचे चुंबकीय क्षेत्र, उच्चतर वातावरणाचे भौतिक व रासायनिक स्वरूप, ⇨विश्वकिरण व सौर प्रारण, क्ष-किरण, जंबुपार (दृश्य वर्णपटातील जांभळ्या रंगाच्या पलीकडील) प्रारण व सूक्ष्म उल्काभ यासंबंधी मापने घेण्यात आली.

रशिया व अमेरिका यांखेरीज अर्जेंटिना, ऑस्ट्रेलिया, कॅनडा, फ्रान्स, पश्चिम जर्मनी, ब्रिटन, भारत, इटली, जपान, नॉर्वे व पोलंड या देशांतही उपकरणयुक्त रॉकेटांचा उपयोग करण्याचे कार्यक्रम चालू असून त्यांपैकी बहुतेक सहकारी तत्त्वावर आहेत.

भारत : केरळातील त्रिवेंद्रमजवळील थुंबा या गावी १९६३ मध्ये थुंबा इक्वेटोरियल रॉकेट लाँचिंग स्टेशन हे केंद्र विषुववृत्ताजवळील उच्चतर वातावरणाचा अभ्यास करण्यासाठी उपकरणयुक्त रॉकेटे क्षेपित करण्याकरिता आंतरराष्ट्रीय साहाय्याने स्थापन झाले. प्रारंभी अमेरिकेची निक-अपाची व ज्युडी डार्ट आणि फ्रान्सची सेंटॉर ही रॉकेटे वापरण्यात आली. त्यानंतर भारतातच रोहिणी मालिकेतील आर एच्−१२१, आर एच्−२००, आर एच−३००, आर एच−५६० वगैरे उपकरणयुक्त रॉकेटे विकसित करण्यात आली. यांपैकी आर. एच−५६० हे सर्वांत मोठे उपकरणयुक्त रॉकेट असून त्याची ३५० किमी. उंची पर्यंत पोहोचण्याची व १०० किग्रॅ. अभिभार वाहून नेण्याची क्षमता आहे. भारतात थुंबा, श्रीहरिकोटा (आंध्र प्रदेश) आणि वलसोर (ओरिसा) येथे उपकरणयुक्त रॉकेटे क्षेपित करण्याची केंद्रे असून तेथून नियमितपमे रॉकेटे क्षेपित करण्यात येतात. यासाठी रशिया, अमेरिका, प.जर्मनी, फ्रान्स, यूरोपियन स्पेस एजन्सी, ब्रिटन, जपान व संयुक्त राष्ट्रे यांच्याशी सहकार्य करण्यात येत आहे. थुंबा येथील केंद्र उभारण्यासाठी रशियाने तांत्रिक साहाय्य दिलेले होते. हे केंद्र १९६८ मध्ये संयुक्त राष्ट्रांना समर्पित केलेले असून तेव्हापासून ते आंतरराष्ट्रीय उपकरणयुक्त रॉकेट क्षेपण केंद्र म्हणून कार्य करीत आहे. रशियाची एम-१०० ही रॉकेटेही या केंद्रातून वातावरणीय निरीक्षणासाठी नियमितपणे क्षेपित केली जातात. या केंद्रातून १९८३ पर्यंत १,५०० वर रॉकेटे वातावरणविज्ञानीय, आयनांबरीय [⟶ आयनांबर], उच्चतर वातावरणविज्ञानीय व ज्योतिषशसास्त्रीय अभ्यासासाठी क्षेपित केली गेली.

उपग्रह क्षेपणासाठी त्रिवेंद्रम येथील विक्रम साराभाई स्पेस सेंटर या केंद्राने सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल ((एस एल व्ही-३) हे क्षेपणयान विकसित केले व त्याचे पहिले यशस्वी क्षेपण जुलै १९८० मध्ये करण्यात आले. हे २२.७ मी. लांबीचे रॉकेट ४ टप्प्यांचे व घन प्रचालकयुक्त असून त्याने ३५ किग्रॅ. वजनाचा रोहिणी उपग्रह (आर एस-१) पृथ्वीजवळील कक्षेत क्षेपित केला. एस एल व्ही-३ या क्षेपणयानाने एप्रिल १९८३ मध्ये दुसारा उपग्रह ((आर एस-डी-२) यशस्वीपणे क्षेपित केला. एस एल व्ही-३ या क्षेपणयानाच्या अनुभवाच्या आधारावर विक्रम साराभाई केंद्राने ऑगमेंटेड सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल (ए एस एल व्ही) हे अधिक सुविकसित क्षेपणयान तयार केलेले आहे. १५० किग्रॅ. वजनाचा उपग्रह ४०० किमी. उंचीवरील जवळजवळ वर्तुळाकार कक्षेत क्षेपित करण्यासाठी अभिकल्पित केलेल्या या क्षेपणयानाची मार्च १९८७ मध्ये श्रीहरिकोटा येथील केंद्रातून घेण्यात आलेली चाचणी अयस्वी ठरली. या ४ टप्प्यांच्या क्षेपणयानाचे वजन ४० टन असून त्याला एकूण १७ टन वजनाचा घन प्रचालक भरलेले दोन उत्क्षेपक जोडलेले होत. या क्षेपणयनाची जुलै १९८८ मध्ये घेण्यात आलेली दुसरी चाचणीही अयशस्वी ठरली. १९८९ मध्ये १,००० किग्रॅ. वजनाचा उपग्रह ध्रुवीय सौर-समकालिक कक्षेत सोडण्यासाठी पोलर सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल (पी एस एल व्ही) या द्विघटकी प्रचालकयुक्त क्षेपणयानाची व १९९२ मध्ये भूस्थिर कक्षेत उपग्रह सोडण्यासाठी जिओस्टेशनरी सॅटेलाइट लाँच व्हेइकल (जी एस एल व्ही) या द्रव प्रचालकाचा उपयोग करणाऱ्या अतिनीच तापमानीय एंजिनयुक्त क्षेपणयानाची अशा दोन योजना भारताने आखलेल्या होत्या पण ए एस एल व्ही क्षेपणयानाच्या अयशस्वी चाचण्यांमळे या योजनांत बदल होण्याची शक्यता आहे.

रॉकेट प्रचालनाची पायाभूत तत्त्वे : प्रचालन प्रेरणेच्या निर्मितीसाठी रॉकेटांमध्ये न्यूटन यांच्या तिसऱ्या गति-नियमाचा उपयोग केला जातो. प्रचालकाच्या ज्वलनामुळे तयार झालेल्या वायुरेणूचा अतिशय वेगवान प्रवाह रॉकेटाच्या प्रोथातून बाहेर टाकण्यात येतो व त्याच्या प्रतिक्रियेमुळे रॉकेटाचे विरुद्ध दिशेने प्रचालन होते. रॉकेट एंजिन प्रचालकातील रासायनिक ऊर्जेचे उष्णतेत व उष्णतेचे गतिज ऊर्जेत रूपातर करते. प्रचालकाचे ज्वलन होण्यासाठी लागणाऱ्याऑक्सिडीकारक द्रव्याचा साठा रॉकेटातच केलेला असल्याने बाह्य वातावरणावर रॉकेट अवलंबून नसते व निर्वात अवकाशात देखील ते कार्य करी शकते. जोपर्यंत प्रचालक जळत असतो तोपर्यंत रेटा निर्माण होत राहून रॉकेटाला प्रवेग जळत रहातो. प्रचालकाचे ज्वलन चालू असताना त्याचे व पर्यायाने रॉकेटाचे द्रव्यमान कमी होत जाते आणि त्या प्रमाणात वेग वाढला जातो. सर्व प्रचालकाचे ज्वलन होते. त्या क्षणी असणारा वेग रॉकेटाचा अत्युच्च (महत्तम) वेग होय. रॉकेट प्रचालनात मानवास व नाजूक उपकरणांस हानिकारक असा उच्च प्रवेग निर्माण न करताही उच्च वेग प्रस्तापित करता येतो, ही यातील फायदा होय पण क्षेपणाच्या वेळी प्रचालकेचे पूर्ण वजन रॉकेटाला उचलावे लागते (प्रचालक, त्याच्या टाक्या व पुरवठा करणारी यंत्रणा यांचे वजन एकूण रॉकेटाच्या वजनाच्या ९०% पेक्षाही जास्त असू शकते). रॉकेट प्रचालनासाठी रासायनिक ऊर्जेऐवजी अणुकेंद्रीय किंवा विद्युत् चुंबकीय ऊर्जा वापरता येणे शक्य आहे. अशा तऱ्हेच्या अणुकेंद्रीय वा आयनांचा उपयोग करणाऱ्या रॉकेटांना भविष्यकाळात फार महत्त्वाचे स्थान प्राप्त होईल. सध्या ही रॉकेटे विकासावस्थेत असल्याने त्यांच्या विषयीची माहिती प्रस्तुत नोंदच्या शेवटी दिली आहे.

रेटा : उच्च वेगाने वायूंचे निष्कासन केल्याने रॉकट यानावर निर्माण होणाऱ्या प्रतिक्रिया प्रेरणेला रेटा असे म्हणतात व तो बहुधा किग्रॅ. प्रेरणा असा सांगितला जातो. जर ज्वलनक्रियेत निर्माण झालेले वायू m किग्रॅ./से. या दराने निष्कासित केले जात असून त्यांचा वेग V_e मी./से. व दाब P_e किग्रॅ./चौ.मी. असेल व जेथे वायु निष्कासित केले जातात तेथाल प्रोथाच्या तोंडाचे क्षेत्रफळ A_e चौ. मी. असेल आणि सभोवतालच्या वातावरणात दाब P_a किग्रॅ./चौ.मी. असेल, तर रेट्याचे (F) मूल्य किग्रॅ./चौ.मी. प्रेरणेमध्ये खालील समीकरणाने मिळते.

यात g_c हा गुरुत्वाकर्षणाद्वारे निर्माण झालेला प्रवेग (९.८१ मी./से.^२) आहे. पुढे प्रोथाच्या रचनेचा विचार करताना असे दिसून येईल की, अधिक कार्यक्षमतेसाठी P_e=P_a असणे जरुर आहे. रेटा हा मुख्यत्वे करून निष्कास वायूच्या वेगावर व निष्कासन दरावर अवलंबून असतो. जर M किग्रॅ. हे रॉकेटाचे कोणत्याही क्षणी द्रव्यमान असेल तर वरील रेट्यामुळे निर्माण होणारा प्रवेग (मी./से.^२) खालील समीकरणाने मिळतो.

जर M_o हे प्रारंभीचे द्रव्यमान असेल, तर त्या वेळचा प्रवेग या रेटा व द्रव्यमान यांच्या गुणोत्तरावर अवलंबुन असल्याने उच्च प्रवेगासाठी या गुणोत्तराचे मूल्य जास्तीत जास्त असले पाहिजे. पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षणाच्या विरुद्ध वर जाण्यासाठी चे मूल्य एका पेक्षा जास्त असणे आवश्यक आहे कारण रेट्याचे मूल्य गुरुत्वाकर्षणीय प्रेरणेपेक्षा जास्त असावयास पाहिजे; परंतु आंतरग्रहीय अवकाशात गुरुत्वाकर्षण जवळजवळ शून्य असल्याने या गुणोत्तराचे मूल्य कमी असूनसुद्धा सतत प्रवेग साध्य होईल या वेगवेगळ्या कार्यासाठी अर्थातच निरनिराळ्या रचनेची रॉकेटे वापरावी लागतील.

विशिष्ट आवेग : रॉकेट एंजिनाच्या कार्यआवेग (I_sp) होय. त्याची व्याख्या सेकंदास एक किग्रॅ. या दराने प्रचालक (एकूण इंधन व ऑक्सिडीकारक) वापरल्यास निर्माण होणारा रेटा अशी आहे. म्हणजेच

विशिष्ट आवेगाचे मूल्य सेकंदास द्यावयाची पद्धत आहे. याचाच अर्थ विशिष्ट आवेग हा १ किग्रॅ. द्रव्यमानाचा प्रचालक १ किग्रॅ. (प्रेरणा) रेटा जितके सेकंद निर्माण करेल तो काल होय. विशिष्ट आवेगाचे मूल्य हे प्रत्येक प्रचालकाचे वैशिष्ट्य असले, तरी रॉकेटाची रचना व कार्यस्थिती यांवरही ते थोड्या प्रमाणात अवलंबून असते. निरनिराळ्या प्रचालकांची साधारणतः दिली जाणारी विशिष्ट आलेगाची मूल्ये ही सैद्धांतिक असून फक्त आदर्श कार्यस्थितीतच प्राप्त होण्यासारखी असतात (कोष्टक क्र. २ मध्ये काही घन प्रचालकांच्या आणि कोष्टक क्र. ३ व क्र. ४ यांमध्ये काही द्रव प्रचालकांच्या विशिष्ट आवेगांची मूल्य दिलाली आहेत). समी. (३) नुसार F= mI_sp

असल्यामुळे हे उघड आहे. वायूचा निष्कास वेग हा I_sp च्या प्रमाणात असतो, हे असल्यामुळे यावरून दिसून येते.

पूर्ण-ज्वलन वेग : त्सिओलकोव्हस्की यांच्या मूलभुत ‘रॉकेट समीकरण’ वरून रॉकेटाचा महत्तम वेग (V_b) (हा सर्व प्रचालक वापरला गेल्या क्षणी मिळत असल्याने याला पूर्ण-ज्वलन वेग असेही म्हणतात) हा खालील सूत्राने मिळतो.

यात Inहा नैसर्गिक लॉगरिथम (पाया e) व logहा सामान्य लॉगरिथम (पाया १०) आहे [⟶ लॉगरिथम] तसेच M_o हे रॉकेटाच्या क्षेपणाच्या वेळेचे एकूण द्रव्यमान व M_b हे सर्वप्रचालकाचे ज्वलन झाल्यावर उरलेले रॉकेटाचे द्रव्यमान आहे. यावरून असे दिसून येते की, रॉकेटाला उच्च वेग देण्यासाठी V_e आणि म्हणून I_sp उच्च असणे जरूरीचे आहे.

⇨ ऊष्मागतिकी (यांत्रिकी व इतर स्वरूपाच्या ऊर्जा यांच्याशी उष्णतेचा असणाऱ्यासंबंधांच्या गणितीय विवरणाचे शास्त्र) व वायू संबंधीचे नियम [⟶ स्थिति समीकरण] यांवरून असे सिद्ध करता येते की,

येथे T हे वायूचे ⇨ केल्विहन निरपेक्ष तापकमानुसार तापमान असून M. W. हा त्याचा रेणूभार आहे. निष्कास वायू हे निरनिराळ्या संयुगांचे मिश्रण असल्याने येथे M.W. हा सरासरी रेणूभार वापरला आहे. यावरून विशिष्ट आवेग जास्त असण्यासाठी निष्कास वायूचा वेग जास्त असावयास हवा आणि त्यासाठी प्रचालकच्या ज्वलनातून निर्माण होणाऱ्यान वायूंचा रेणूभार कमी व तापमान उच्च हवे. विशिष्ट प्रचालकाचा निष्कास वेग हा ठराविक असतो. समी. (५) वरून रॉकेटाचा महत्तम वेग हा यांवरही अवलंबून असतो. उदा., समजा एथिल अल्कोहॉल हे इंधन व द्रव ऑक्सिजन हा ऑक्सिडीकारक म्हणून वापरणाऱ्यारॉकेटाच्या साहाय्याने एखाद्या कृत्रिम उपग्रह पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडावयाचा आहे. यासाठी पूर्ण-ज्वलन वेग v_b हा ७,६२० मी./से. इतका असावयास हवा. या प्रचालकाचा विशिष्ट आवेग २८० सेकंद असल्याने वायूचा निष्कास वेग V_e सु. २,७४० मी./से. असेल. आता समी. (५) मध्ये V_b व V_e यांची वरील मूल्ये घातल्यास या गुणोत्तराचे मूल्य १३·२ येते. याचा अर्थ क्षेपणाच्या वेळी असलेल्या रॉकेटाच्या एकूण द्रव्यनाच्या ९२% पेक्षा जास्त प्रचालकाचे द्रव्यमान असून उरलेल्या ८% द्रव्यमानात प्रचालकाच्या टाक्या, पंप, रॉकेटाचा ज्वलनकक्ष, प्रोथ व इतर भाग आणि स्वतः कृत्रिम उपग्रह इतक्या गोष्टी सामावल्या पाहिजेत. जरी ३७० सेकंद इतका जास्त विशिष्ट आवेग देऊ शकणारा प्रचालक वापरला, तरीही प्रचालकाचे द्रव्यमान सर्व रॉकेटाच्या द्रव्यमानाच्या ८८% एवढे भरलेच.

अनेक टप्प्यांचे रॉकेट : वरील सर्व गोष्टींवरून असे दिसून येते की, पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत उपग्रह सोडणे एका टप्प्याच्या रॉकेटाला फारच कठीण जाईल. अनेक टप्प्यांची रॉकेटे वापरून ही अडचण आता दूर करण्यात आली आहे. एका रॉकेटाच्या साहाय्याने गाठता येणाऱ्या उंचीपेक्षा अधिक उंची गाठण्यासाठी अनेक टप्प्यांच्या रॉकेटांचा उपयोग शोभेच्या दारूकामात कित्येक शतकांपासून करण्यात येत आहे. अशा तऱ्हेचे अनेक टप्प्यांचे रॉकेट म्हणजे एकावर एक रचलेल्या पुष्कळशा स्वतंत्र रॉकेटांची मालिका असते. सर्वांत खालच्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे पूर्ण ज्वलन झाल्यावर तो भाग टाकून दिला जातो व दुसऱ्या. टप्प्याच्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे ज्वलन सुरू होते. या दुसऱ्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे संपूर्ण ज्वलन होईपर्यंत सतत प्रवेग चालू राहतो व त्यानंतर तोही रॉकेट टप्पा टाकून दिला जातो. अशा तऱ्हेने एकेका टप्प्याचे रॉकेट टाकून दिले जाऊन सर्व रॉकेटांच्या पूर्ण-ज्वलन वेगांची बेरीज होते. अंतिम पूर्ण-ज्वलन वेग खालील समीकरणाने मिळतो.

येथे M_o संपूर्ण रॉकेटाचे क्षेपणाच्या वेळचे द्रव्यमान Mo₁ पहिला टप्पा टाकून दिल्यावर उरलेले द्रव्यमान M_b1 पहिल्या टप्प्याच्या प्रचालकातील ज्वलन झाल्यावर राहिलेल्या रॉकेटाचे द्रव्यमान M_b2 दुसऱ्या टप्प्याच्या प्रचालकांचे संपूर्ण ज्वलन झाल्यावर असणारे रॉकेटाचे द्रव्यमान (v_e)₁, (v_e)₂, … वगैरे पहिल्या, दुसऱ्या …. इ. टप्प्यांच्या रॉकेटांच्या निष्कास वायूंचे वेग आहेत.

आता पूर्वीच्याच उदाहरणात ३ टप्प्यांचे रॉकेट वापरून पाहून सुलभतेसाठी सर्व टप्प्यांची द्रव्यमान गुणोत्तरे व निष्कास वेग सारखेच आहेत असे समजू. म्हणून

असे सूत्र तयार होते. V_b=७,६२० मी./से. व V_e = २,७४० मी./से. असे मानले, तर = २.५४ येते, असे दाखविता येईल. याचा अर्थ रॉकेटाच्या संपूर्ण द्रव्यमानाच्या ६०% द्रव्यमान प्रचालकाचे असते. म्हणजे क्षेपणाच्या वेळी पहिल्या टप्प्याच्या रॉकेटाच्या प्रचालकाचे द्रव्यमान पूर्ण रॉकेटाच्या ६०% असते आणि उरलेले ४०% द्रव्यमान रॉकेटाच्या पहिल्या टप्प्याचे इतर भाग व दुसऱ्या दोन टप्प्यांची रॉकेटे यांचे असते. अशा तऱ्हेने ३ टप्प्यांची रॉकेटे सुलभतेने बनवता येऊन त्यांच्या साहाय्याने बऱ्याच मोठ्या आकारमानाचा उपग्रह पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडणे शक्य आहे. प्रचालकाचे पूर्ण ज्वलन झाल्यावर निरुपयोगी झालेल्या टप्प्याचा त्याग केल्यामुळे नंतरच्या प्रत्येक टप्प्यास कमी द्रव्यमानाला प्रवेग द्यावा लागतो आणि त्यामुळे पुष्कळच कमी रेटा देणारे एंजिन वापरूनसुद्धा पूर्वीचाच प्रवेग चालू ठेवता येतो. पहिल्या टप्प्याला उत्क्षेपक रॉकेट असे म्हणतात, कारण त्याला जास्तीत जास्त रेटा निर्माण करावा लागतो. पृथ्वीभोवतालच्या कक्षेत सोडण्यासाठी किंवा पृथ्वीच्या गुरुत्वाकर्षण प्रेरणेपासून मुक्त होण्यासाठी आवश्यक असणारा वेग जास्तीत जास्त किती द्रव्यमानाला देता येईल, हे उत्क्षेपक रॉकेटाच्या रेट्यावर अवलंबून असते.

आधुनिक रॉकेटाची अधिक स्पष्ट कल्पना येण्यासाठी मानवासह अवकाशयान चंद्रावर पाठविण्यासाठी वापरण्यात आलेल्या सॅटर्न−५ या अपोलो कार्यक्रमातील ३ टप्प्यांच्या रॉकेटाचे उदाहरण खाली दिले आहे.

सॅटर्न−५ : क्षेपणाच्या वेळचे द्रव्यमान सु. २,८०० टन पूर्ण उंची सु. ११०·६ मी.

उत्क्षेपक टप्पा : प्रचालक−द्रवीभूत ऑक्सिजन+आर पी−१ (केरोसिनाचा एक प्रकार) विशिष्ट आवेग−३०० सेकंद रेटा (क्षेपणाच्या वेळी)−३४,४७,३०० किग्रॅ. प्रचालकाचा वापर−१५ टन/से. एकूण ज्वलन काल−२·५ मिनिटेएकूण वापरलेल्या प्रचालक−२,२५० टन पूर्ण-ज्वलन वेग-ताशी ९,६५६ किमी. गाठलेली उंची−सु. ६१ किमी.

दुसरा टप्पा : प्रचालक−द्रवीभूत ऑक्सिजन + द्रवीभूत हायड्रोजन एकूण वापरलेला प्रचालक ४२७ टन विशिष्ट आवेग−३९० सेकंद रेटा−४,५३,५९२ किग्रॅ. ज्वलनकाल−६·५ मिनिटे गाठलेली उंची−१९० किमी.

कोष्टक क्र. २ काही धन प्रचालकांचे गुणधर्म
प्रचालक प्रकार
गुणधर्म	संयुक्त	संयुक्त	द्विपायिक	उच्च ऊर्जा
नमुनेदार ऑक्सिडीकारक (%)	अमोनियम परक्लोरेट (५०-८८)	अमोनियम नायट्रेट (८०)	नायट्रोग्लिसरीन (३०-४५)	परक्लोरेट अथवा फ्ल्युओरीनसंयुग
नमुनेदार इंधन (%)	C₂H₄O (४८-१२)	C₂H₄O (१८)	नायट्रोसेल्युलोज (४५-५५), इतर (०-२०)	बोरॉन संयुगअथवा ऑक्सिजनयुक्त इंधन
पायाभूत घनता (ग्रॅ./सेंमी.^३)	१·५५-१·७५	१·५-१·६	१·६	१·५-१·९
ज्वलन तापमान ° से. (६.९ मेगॅपास्काल दाब)	१,६५०-२,७६०	१,३१५-१,५३५	१,६५०-२,७६०	२,२०५-३,५९५
सैद्धांतिक विशिष्ट आवेग (सेकंद) (६.९ मेगॅपास्काल दाब)	१९०-२७०	१८०-२२०	१८०-२६०	२४०-२९५
ज्वलन दर (मिमी./से.) ((सु. २१° से. तापमान व६.९ मेगॅपास्काल दाब) नमुनेदार अनुप्रयोग	२·५-३८ व्यापक उपयोग	२·५ विमानाच्या वा क्षेपणास्त्राच्या उत्थान मदतीसाठी	५-३२ हवा-ते-हवा व भूपृष्ठ-ते- हवा क्षेपणास्त्रांसाठी	१३ प्रायोगिक

तिसरा टप्पा : प्रचालक -द्रवीभूत ऑक्सिजन + द्रवीभूत हायड्रोजन एकूण वापरलेला प्रचालक−१०५ टन रेटा-९०,७१८ किग्रॅ. पूर्ण−ज्वलन वेग−ताशी ३८,९४६ किमी.

प्रचालक : वापरण्यात येणाऱ्या प्रचालकानुसार रॉकेट एंजिनाची मूलतः दोन वर्गात विभागणी होते. (१) घन प्रचालक वापरणारे आणि (२) द्रव प्रचालक वापरणारे. या दोन्ही तऱ्हेच्या एंजिनांमध्ये ज्वलनकक्षात प्रचालकाचे ज्वलन होऊन उच्च तापमान असलेले वायू निर्माण होतात. या वायूंचे उच्च वेगाने निष्कासन होण्यासाठी द लाव्हाल प्रकारच्या आकुंचन-विस्फारण प्रोथ वापरतात. घन प्रचालक व त्याबरोबर द्रव प्रचालक वापरणाऱ्यासंकरित रॉकेटांचा वर्गही आहे.

घन प्रचालक रॉकेट : या तऱ्हेच्या रॉकेटामध्ये ज्वलनकक्षात प्रचालक असतो. याशिवाय प्रोथ व रॉकेट चालू करण्यासाठी ज्वलन सुरू करणारी यंत्रणा एवढेच भाग या रॉकेटामध्ये असतात. त्यामुळे अशा रॉकेटाची रचना अत्यंत सोपी होते. प्रचालकाच्या ज्वलनामुळे निर्माण झालेले उष्ण वायू प्रोथातून उच्च वेगाने बाहेर फेकले गेल्यामुळे रेटा उत्पन्न होतो. बाहेरून ऑक्सिजनाचा पुरवठा न करताच ज्वलनक्रिया चालू ठेवण्यासाठी प्रचालकांमध्येच इंधनाचे व ऑक्सिडीकरणाचे गुणधर्म एकवटलेले पाहिजेत.

प्रचलित धन प्रचालकांचे तीन प्रकार आहेत : (१) इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचे गुणधर्म एकवटलेली अस्थिर रासायनिक संयुगे (उदा., नायट्रोसेल्युलोज इ.) यांना द्विपायिक (दोन पदार्थात पायाभूत असलेले) प्रचालक असेही म्हणतात. (२) इंधन (उदा., कार्बन प्लॅस्टिक, रेझीन वगैरे) आणि ऑक्सिडीकरण (उदा., अमोनिया व पोटॅशियम यांचे नायट्रेट अगर परतक्लोरेटॉ) एकजीवपणे मिसळून बनविलेले संयुक्त प्रचालक. (३) या दोन तर्हेंच्या प्रचालकांचा संयोग. कोष्टक क्र. २ मध्ये घन प्रचालकांचे गुणधर्म दिले आहेत.

पहिल्या प्रकारच्या प्रचालकांपैकी साधारणतः नेहमी वापरला जाणारा प्रचालक म्हणजे द्विघटकी प्रचालक किंवा बॅलिसाईट होय.हा नायट्रोसेल्युलोज व नायट्रोसेल्युलोज व नायट्रोग्लिसरीन किंवा तत्सम संयुगांचे मिश्रण असते. यांपैकी प्रत्येक द्रव्य एकएकटे वापरणेही शक्य आहे परंतु दोघांचे मिश्रण प्रचालक म्हणून जास्त उपयुक्त ठरते. पाहिजे त्या आकाराचे व आकारमानाचे प्रचालक साच्यात ओतून किंवा दाबून बनविण्यात येतात. संयुक्त प्रकारचे प्रचालक बनविण्यासाठी पॉलिमिथेन किंवा ॲक्रिलिक अम्लाचे बहुवारिक (अनेक लहान व साध्या रेणूंच्या संयोगाने बनलेले प्रचंड रेणूंचे संयुग) यांसारखी प्लॅस्टिके बारीक पूड केलेल्याऑक्सिडीकारकामध्ये एकजीवपणे मिसळतात. पुष्कळदा ज्वलनाचे तापमान वाढविण्यासाठी ॲल्युमिनियम किंवा मॅग्नेशियम यांची पूड करून यात मिसळतात. त्यानंतर ते मिश्रण पाहजे त्या आकारात बाहुवारिकीकरणाने घट्ट होऊ देतात. तिसऱ्याप्रकारचे प्रचालक नेहमीच्या द्विघटकी प्रचालकामध्ये ऑक्सिडीकारक व ॲल्युमिनियमाची पूड मिसळून बनवतात.

घन प्रचालकामध्ये पुढील गुणधर्म असावेत : (१) ज्वलन तापमान व त्यायोगे विशिष्ट आवेग वाढविण्यासाठी रासयनिक ऊर्जेचे उत्सर्जन मोठ्या प्रमाणावर झाले पाहिजे. (२) विशिष्ट आवेग जास्त होण्यासाठी ज्वलनाने उत्पन्न होणाऱ्या संयुगांचा रेणूभार कमी असणे जरूरीचे आहे. (३) त्याची घनता जास्त असली पाहिजे म्हणजे तेवढ्याच द्रव्यमानाच्या प्रचालकासाठी लहान व कमी वजनाचा ज्वलनकक्ष वापरता येतो. (४) तापमान वाढल्यामुळे वा आघातामुळे प्रचालकाचे ज्वलन आपोआप सुरू होता कामा नये.(५) साठा करण्याच्या दृष्टीने त्याचे गुणधर्म चांगले असले पाहिजेत म्हणजे कालांतराने त्याच्या भौतिक किंवा रासायनिक गुणधर्मात अनिष्ट बदल होता कामा नयेत. (६) त्याचे उत्पादन मोठ्या प्रमाणावर करता आले पाहिजे व ओतकाम करून किंवा जोराच्या दाबाबरोबर पाहिजे त्या आकारात बनविणे शक्य झाले पाहिजे आणि (७) प्रचालकाचे सर्वत्र समान व आधी कल्पिल्याप्रमाणे ज्वलन व्हावे.

इष्ट त्वरेने ज्वलन होऊ शकेल असा आकार असलेल्या ज्वलन कक्षात व्यवस्थित बसणाऱ्यायोग्य आकाराच्या प्रचालकास ग्रेन असे म्हणतात.प्रचालकाचे ज्वलन चालू करण्यासाठी ज्वलन प्रारंभकाची (प्रज्वलाकाची) जरुर असते. यासाठी एक ज्वालाग्राही पूड वापरतात. तिच्यातून जाणाऱ्या तारेत विद्युत् प्रवाह पाठवून तिचे ज्वलन सुरू करता येते. त्यामुळे ग्रेनच्या सर्व उघड्या पृष्ठभागावर ज्वलन सुरू होते. ज्वलनकक्षाच्या भिंतीच्या आतील पृष्ठभागावर दिलेल्या अस्तरासारख्या एक थरामुळे ग्रेन भिंतीला घट्ट चिकटतो व भिंतीजवळ ग्रेनचे ज्वलन होत नाही, शिवाय त्याचा उष्णता निरोधकाप्रमाणे उपयोग होऊन भिंतीचे तापमान फार वाढत नाही. ग्रेनच्या एखाद्या पृष्ठभागावर ज्वलन होऊ द्यावयाचे नसल्यास तेथे प्रतिबंधकाचा थर देण्याच येतो.

आ. ७. घन प्रचालक रॉकेटातील ज्वलनक्रिया : (अ) एका टोकाकडून ज्वलनक्रिया होणारा ग्रेन (आ) आतील बाजूने ज्वलनक्रिया होणारा ग्रेन (इ) ज्वलनक्रिया चालू असलेले क्षेत्रफळ कायम ठेवण्यासाठी ग्रेनमध्ये ठेवलेले तारकाकृती छिद्र : (१)प्रचालक, (२)ज्वलन होणारा पृष्ठभाग.

सेकंदास किती प्रचालकाचे ज्वलन होते त्यावर रेटा अवलंबून असतो आणि हे जेथे ज्वलन शक्य आहे अशा ग्रेनच्या उघड्या पृषठभागाच्या क्षेत्रफळावर अवलंबून असते. रेटा स्थिर ठेवण्यासाठी ज्वलन होत असतानाही हे क्षेत्रफळ बदलता कामा नये. यासाठी सर्वांत सोपा मार्ग म्हणजे आ. ७ (अ) मध्ये दाखविल्याप्रमाणे ग्रेनला वृत्तचितीचा आकार देऊन एका बाजूचा पृष्ठभाग उघडा ठेवणे परंतु अशा एका टोकाकडून ज्वलनक्रिया चालू ठेवण्यातील मुख्य तोटा म्हणजे ज्वलनक्षेत्र लहान असल्यामुळे ज्वलनाचा वेग व अर्थातच रेटाही कमी असतो. शिवाय ज्वलनकक्षाच्या भिंतीचा उच्च तापमान असणाऱ्यावायूंशी संपर्क येतो. आ. ७ (आ) मध्ये दाखविल्याप्रमाणे आतील बाजूने ज्वलनक्रिया करून यात सुधारणा करता येते. या पद्धतीत ज्वलनक्षेत्र मोठे असते पण ज्वलनाबरोबर ते वाढतच जाते. या वाढत्या ज्वलन वेगाबरोबर रेटाही वाढत जातो. यास प्रगमनशील ज्वलनक्रिया म्हणतात. स्थिर रेट्यासाठी समतोल ज्वलनाची गरज असते. ग्रेनमध्ये निरनिराळ्या आकारांचे छिद्र पाडून ज्वलन चालू असलेल्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ कायम ठेवता येते. यासाठी बऱ्याच वेळा वापरण्यात येणारे तारकाकृती छिद्र आ. ७ (इ) मध्ये दाखविले आहे. ज्वलनकक्षात निर्माण झालेल्या वायूंचा दाब वातावरणीय दाबाच्या ३५ ते ५० पट असतो. या कक्षासाठी साधारणतः पोलादी पत्रा वापरण्यात येतो व त्याची जाडी हा दाब सहन करण्यास पुरेशी असते. आतील बाजूने जळणारा ग्रेन व अस्तरामुळे होणारे उष्णता निरोधन यांमुळे ज्वलनकक्ष प्रमाणाबाहेर तापत नाही परंतु द्रव प्रचालक रॉकेटाप्रमाणे प्रोथ थंड राखण्याची काहीच सोय घन प्रचालक रॉकेटामध्ये नसते. विशेषतः आकुंचन-विस्फारण प्रोथाच्या गळ्याच्या भागाला संरक्षणाची गरज असते, कारण त्याचा उच्च तापमान व वेग असणाऱ्या वायूंशी सतत संपर्क येतो.

हा प्रोथ बनविण्यासाठी एका वृत्तचितीमध्ये योग्य आकाराचा भाग बसविण्यात येतो. हा भाग ग्रॅफाइट, खास प्रकारची मृत्तिका, टंगस्टन किंवा

आ. ८. उत्थानासाठी मदत करणाऱ्या रॉकेटाकरिता अस्तरयुक्त व स्प्रिंगेने धरून ठेवलेला ग्रेन : (१) प्रज्वालक यंत्रणा, (२) ग्रेनच्या उष्मीय प्रसरणाला वाव देण्यासाठी स्प्रिंग, (३) प्रचालक ग्रेन, (४) अस्तर, (५) ग्रॅफाइट प्रोथ समावेशक, (६) प्रोथ, (७) ज्वलनकक्ष भिंत, (८) प्रतिबंधकात गुंडाळलेला प्रचालक ग्रेन.

त्यापासून बनविलेली मिश्रधातू इ. उच्च तापमानाचा फारसा परिणामन होणाऱ्यापदार्थाचा केलेला असतो. या भागाचे तापमानही नुकसान होण्याइतके वाढत नाही कारण प्रारणक्रियेमुळे (तरंगरूपाने ऊर्जा बाहेर टाकण्याच्या क्रियेमुळे) उष्णतेचा व्यय होत असतो. या भागाचे तापमान फारसे वाढू नये म्हणून त्यावर तापमान वाढल्यास वितळून बाष्पीभूत होणाऱ्या एखाद्या पदार्थाचा थर देण्यात येतो या क्रियेसाठी बरीच उष्णता वापरली गेल्यामुळे तापमान जास्त वाढत नाही. याच तत्त्वावर आधारलली दुसरी रीत म्हणजे सच्छिद्र टंगस्टन वापरून छिद्रांमध्ये तांबे, शिसे किंवा चांदी यांसारख्या कमी वितळबिंदू असलेल्या धातू भरणे. तापमान वाढू लागताच त्या वितळून त्यांचे बाष्पीभवन होते.

घन प्रचालक रॉकेटांचा उपयोग सर्वांत जास्त क्षोपणास्त्रांत केला जातो. याची मुख्य कारणे म्हणजे (१) अतिशय सोप्या रचनेमुळे या रॉकेटांच मोठ्या रचनेमुळे या रॉकेटांचे मोठ्या प्रमाणावर उत्पादन करणे शक्य असते, (२) ती केव्हाही वापरण्यासाठी सदैव सज्ज ठेवता येतात व (३) हव्या त्या ठिकणी सुलभ रीतीने नेता येतात. या रॉकेटांमधील सर्वांत मोठे वैगुण्य म्हणजे त्यांचा विशिष्ट आवेग द्रव प्रचालक रॉकेटांच्या तुलनेने बराच कमी असतो. व्ही−२ रॉकट विकासावस्थेत असताना, तर साधी बंदुकीची दारू या नावाने ओळखला जाणारा एकच घन प्रचालक ज्ञात असून त्याचा विशिष्ट आवेग फक्त १४० सेकंद होता. अर्थातच उत्पेक्षक म्हणून बनविल्या गेलेल्या उच्च रेट्यांच्या सर्वच रॉकेटांमध्ये द्रव प्रचालक वापरण्यात आला. सध्या २४५ सेकंदापर्यंत विशिष्ट आवेग देणारे घन प्रचालक उपलब्ध असल्यामुळे त्यांचा वापर करून मोठ्या रेट्यांची एंजिने बनविणे शक्य दिसते. याहूनही अधिक विशिष्ट आवगाच घन प्रचालक मात्र शक्य दिसत नाहीत कारण ते रासायनिक दृष्ट्या अस्थिर असतील. जरी हा विशिष्ट आवेग द्रव प्रचालकांच्या मानाने कमी असला, तरी सोपी रचना व घन प्रचालकाची जास्त घनता व दीर्घकाल साठविण्याची सोय हे यातील फायदे आहेत. यामुळेच आंतरग्रहीय प्रचालनासाठी ही रॉकेटे द्रव प्रचालक रॉकेटांपेक्षा कदाचित अधिक उपयुक्त ठरतील.

द्रव प्रचालक रॉकेट : या रॉकेटामध्ये प्रचालक टाक्यांतून साठवून योग्य पंपाच्या साहाय्याने ठराविक प्रमाणात ज्वलनकक्षात नेला जातो. यामुळे अर्थातच या रॉकेटाची रचना बरीच गुतांगुंतीची होते परंतु द्रव प्रचालकांचा विशिष्ट आवेग जास्त असल्यामुळे उच्च रेटा व वेग आवश्यक असणार अयारॉकेटासाठी असे प्रचालक वापरणे अपरिहार्य आहे, हे ओबेर्थ यांनी १९२३ साली व त्सओलकोव्हस्की यांनी त्यापूर्वीच दाखविले होते.

सर्वांत जास्त प्रचारक असणाऱ्यारॉकेटांमध्ये इंधन व ऑक्सिडीकारक अशा दोन घटकांना प्रचालक वापरला जातो. ज्वलनकक्षात त्यांची रासायनिक विक्रिया होऊन उष्णतेच्या स्वरुपात उत्सर्जित होणाऱ्या रासायनिक ऊर्जेमुळे प्रखर तापमान असलेले वायू तयार होतात. हे उष्ण वायू प्रोथातून नेहमीप्रमाणे बाहेर फेकले जातात. विशेष प्रचारात असलेले या प्रकारचे प्रचालक म्हणजे द्रवरूप ऑक्सिजन वा नायट्रिक आम्ल हे ऑक्सिडीकारक आणि एथिल अल्कोहॉल, केरोसीन,द्रवरूप हायड्रोजन ही इंधने. याखेरीज काही रसायनेएकएकटीच वापरून एकघटकी प्रचालक रॉकेटेही बनविता येतात. काही उतप्रेरकांशी (रासायनिक विक्रियेची गती बदलणाऱ्यापदार्थाशी) संपर्क आल्यास या रासायनांचे अपघटन (घटक अलग होण्याची क्रिया) होऊन उच्च तापमानाचे वायू तयार होतात. या प्रकारचे दोनच प्रचालक सध्या वापरात आहेत आणि ते म्हणजे हायड्रोजन पेरॉक्साइड (H₂O₂) व हायड्रॅझीन (N₂H₄). हायड्रोजन पेरॉक्साइडाचा चांदी किंवा प्लॅटिनम धातू यासारख्या उत्प्रेरकांशी संपर्क आल्यास त्याचे उष्ण मिश्रण बनते (2H₂O₂⟶2H₂O+O₂) तसेच ॲल्युमिनियम ऑक्साइड (Al₂O₃) यासारख्या उत्प्रेरकामुळे हायड्रॅझिनाचे उष्ण नायट्रोजन व हायड्रोजन या मध्ये रूपांतर होते. या एकघटकी प्रचालकांना विशिष्ट आवेग कमी असल्यामुळे त्यांचा उपयोग उच्च रेट्यांच्या निर्मितीसाठी करता येत नाही. अशा रॉकेटांचा प्रमुख उपयोग म्हणजे अवकाश यांनाच्या मार्गात थोडा फेरबदल करण्यासाठी किंवा यान हवे तसे फिरवून घेण्यासाठी करण्यात येतो. अशा कामासाठी ही रॉकेटे जास्त योग्य असतात कारण त्यासाठी जास्त रेट्यांची जरूरी नसते तसेच साध्या रचनेमुळे ही रॉकेटे अधिक विश्वसनीय असतात.

सध्या वापरात असलेली सर्व सामर्थ्यवान रॉकेटे द्विघटकी प्रचालक वापरणाऱ्याप्रकारची आहेत. अधिक कार्यक्षमतेसाठी द्रव प्रचालकात अपेक्षिलेल्या गुणधर्माप्रमाणेच असतात. या शिवाय इतर अपेक्षित गुणधर्म म्हणजे (१) कमी बाष्पदाब व सहज प्रचालक हाताळणे व ज्वलनकक्षात त्याचा पुरवठा करणे सोपे होते. (२) संरक्षारक म्हणजे साठवण्याच्या टाक्या व इतर नलिकाच्या भिंतीवर रासायनिक विक्रिया करून झीज घडवून आणणारा असू नये. (३) परवडणाऱ्याकिंमतीत मोठया प्रमाणावर उपलब्धता. हे सर्व गुणधर्म असणारे प्रचालक जवळ जवळ नाहीतच व सर्वोत्तम कार्येक्षमतेसाठी प्रचालकाची निवड करताना तडजोड म्हणून काही दोषही पत्कारावे लागतात.

ऑक्सिडीकारक म्हणून सर्वांत जास्त वापरल्या जाणाऱ्या द्रवरूप ऑक्सीजनाचा उकळबिंदू−१८३^०से. आहे. त्यासाठी विशिष्टरचनेच्या अत्यंत उष्णतानिरोधत टाक्या वापराव्या लागतात. जास्त काळ साठा करता येत नसल्यामुळे क्षेपणाच्या थोडा वेळ आधीच टाक्या भरण्यात येतात. बराच प्रचारात असणारा दुसरा ऑक्सिडीकारक म्हणजे तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक अम्ल किंवा रेड नायट्रिक ॲसिड (आर एफ एन ए). संहत नायट्रिक अम्लात नायट्रोजन टेट्रॉक्साइड (N₂O₄) विरघळून हे बनविण्यात येते. हे अतिशय संक्षारक असल्यामुळे पोलादी टाक्यावर सहज रासायनिक विक्रिया घडविते व त्यांना भोके पाडते. हे टाळण्यासाठी त्यामध्ये सु. ०.६% हायड्रोजन फ्ल्युओराइड मिसळ्यात येते. त्यामुळे पोलादावर आयर्न फ्ल्युओराइडचा संरक्षक थर तयार होतो. असे प्रतिबंधीत तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक आम्ल म्हणजे इनहिबिटेड रेड फ्युमिंग नायट्रिक ॲसिड (आय आर एफ एन ए) साठविणे असते. आय आर एफ एन ए याने मिळणारा विशिष्ट आवेग द्रव ऑक्सिजना बरोबर वापरली जाणारी इंधने बहुधा केरोसिनारखा कार्बन आणि हायड्रोजन यांची संयुगे असतात. जेट प्रॉपेर्लेट (जे.पी), रॉकेट प्रॉपेलंट (आर पी) वगैरे नांवानी ती ओळखली जातात. हायड्रोझिनापासून बनविलेली असममित डायमिथिल हायड्रॅझीन किंवा अनसिमेट्रिकल डायमिथिल हायड्रॅझीन [यू डी एम एच, (CH₃)₂N.NH₂] यासारखी रसायनेही इंधन म्हणून वापरतात. या सर्वापासून सु. ३०० सेकंद इतका विशिष्ट आवेग मिळतो. द्रव हायड्रोजन इंधन म्हणून वापरल्यास ३९० सेंकंदांइतका विशिष्ट आवेग मिळू शकतो. अर्थात त्याचबरोबर याची किंमत म्हणून साठविण्याची आणि पुरवठ्याची व्यवस्था अधिक गुंतागुंतीची होते, कारण द्रव हायड्रोजनाचा उकळबिंदू−२५३^०से. इतका कमी असतो.

कोष्टक क्र.३. काही द्रव द्विघटकी प्रचालकांचे समुद्रसपाटीला विशिष्ट आवेग.
ऑक्सिडीकारक		इंधन	विशिष्ट आवेग (सेकंद)
ऑक्सिजन	{	हायड्रोजन	३९०
		आर पी -१	३००
		यू डी एम एच	३१०
		एथिलअल्कोहॉल(७५%)	२८०
		हायडाइन	३०५

फ्ल्युओरीन	{	हायड्रोजन	४१०
		आर पी -१	३२०
		यू डी एम एच	३४०

आय आर एफ एन ए	{	आर पी -१ जे पी-एक्स (केरोसीन +यू डी एम एच) यू डी एम एच हायडाइन	२७०
			२७०
			२७५
			२७७

नायट्रोजन टेट्रॉक्साइड	{	यू डी एम एच हायड्रॅझीन	२८५ २९०

याबरोबर ऑक्सिडीकारक म्हणून फ्ल्युओरीन वापरता आला, तर ४१० सेकंद इतका विशिष्ट आवेग उपलब्द होइल. आय आर एफ एन ए या ऑक्सिडीकारकबरोबर साधारणतः आर पी, जे पी किंवा यू डी एम एच ही इंधने वापरण्यात येतात. यापासून सु. २७० सेकंद इतका विशिष्ट आवेग मिळतो. कमी विशिष्ट आवेग असला, तरी आय आर एफ एन ए वापरणारे द्विघटकी प्रचालक साठवून ठेवता येतात, हा त्यांचा एक फायदा आहे. शिवाय आय आर एफ ए ऑक्सिडीकाबरोबर हायड्रॅझिनापासून बनलेली इंधने वापरल्यास दुसरा फायदा म्हणजे या दोघांचे मिश्रण उत्स्फूर्त प्रज्वलन होणारे असते. या प्रचालकांना उत्स्फूर्त प्रज्वलक म्हणतात. इतर प्रचालकांप्रमाणे ज्वलन सुरू करण्यासाठी या प्रचालकांच्या बाबतीत ठिणगीची वा ज्योतीची (ज्वलन प्रारंभकाची) आवश्यकता नसते, कारण या दोन द्रव्यांचे मिश्रण करताच ते आपोआप पेट घेते. हे उत्स्फूर्त प्रज्वलक प्रचालक रॉकेट एंजिनात साठविण्यास व उच्च निष्कासन वेग देण्यास उपयुक्त असण्याबरोबर उड्डाण चालू असताना रॉकेट एंजिनातील ज्वलनकक्षाकडील प्रचालक नियंत्रण पंप बंद वा चालू करून एंजिन सहजपणे बंद वा चालू करता येते. हा या प्रचालकांचा मोठा फायदा आहे.

कोष्टक क्र. ४. काही द्रव रॉकेट प्रचालकांचे सैद्धांतिक कार्यमान

प्रचालक प्रकार (ऑक्सिडी-कारक/ इंधन

वजनी मिश्रणगुणोत्तर

(ऑक्सिडी -कारकाला इंधनाचे)

घनता (ग्रॅ./सेंमी.^३)

ज्वलन तापमान (°से.)

कक्ष

वायूंचा

रेणूभार(किग्रॅ./ मोल)

विशिष्ट आवेग(सेकंद)निष्कास वायूंचेरासायनिक संघटक

नमुनेदारअनुप्रयोग

सध्या ज्या वाहनांतवापरात आहे

स्थिर

बदलते

अतिनीच तापमानाची द्रव प्रचालक

ऑक्सिजन/केरोसीन

२.५६

१.०२

३,४००

१०.५१

२८५

३००

अवकाशीय क्षेपणयान

ॲटलास क्षेपणास्त्र व सॅटर्न रॉकेटाचा पहिला टप्पा

ऑक्सिजन/हायड्रोजन

४.०२

०.२५

२,७२५

४.५३

३८७

३९१

अवकाशीय क्षेपणयान

सॅटर्न रॉकेटाचा वरचा टप्पा

फ्ल्युओराइड/हायड्रोजन

७.६०

०.३५

३,५९६

५.३५

३९६

४१०

प्रायोगिक

ऑक्सिजन डाय- फ्ल्युओराइड/हायड्रॅझीन

१.५४

१.२७

३,७००

८.६१

३१७

३३९

प्रायोगिक

साठविण्यायोग्य द्रव प्रचालक

तांबडे वाफाळणारे नायट्रिक अम्ल/हायड्रॅ-झीन मिश्रण

१.४७

१.२३

२,८७१

९.९७

२७५

२८१

विमानवेधी अस्त्रासाठी चालक रहित लक्ष्य विमान

उपकरणयुक्त रॉकेट

नायट्रोजन टेट्रॉक्साइड/ ५०% हायड्रॅझीन आणि ५०% डायमिथिल हायड्रॅझीन

२.०

१.२१

३,१६३

१०.२४

२७६

२८८

क्षेपणास्त्रे,अनुस्थती नियंत्रण

टिटन क्षेपणास्त्र, ॲजेना क्षेपणयान

हायड्रोजन पेरॉक्साइड/ केरोसीन

७.३५

१.३०

२,९८२

१०.०१

२६५

२७३

विमानाचे अत्युत्तम कार्यमान

एफ १०४ विमान

क्लोरीन ट्रायफ्ल्युओराइड/ केरोसीन

२.७७

१.५१

३,४२७

१०.५१

२७८

२९३

प्रायोगिक

द्रव एकघटकी प्रचालक

९०% हायड्रोजन पेरॉक्साइड(२.०७ मेगापास्कल दाब)

—

१.४४

७४३

९.७४

१३२

—

}

अवकाशयान अनुपस्थिती नियंत्रण

हायड्रॅझीन (१,०३ मेगॅ. पास्काल दाब)

—

१.०१

६०२

४.८५

१५५

—

द्रव द्विघटकी प्रचालक वापरणाऱ्या रॉकेटाचे मुख्य भाग म्हणजे(१) प्रचालक साठविण्याच्या टाक्या, (२) प्रचालक नियंत्रित प्रमाणात ज्वलनकक्षाकडे पोहोचविण्यासाठी पंप वा इतर पुरवठाव्यवस्था, (३) उत्स्फूर्त प्रज्वलक नसणाऱ्याप्रचालकांसाठी ज्वलनप्रारंभ व्यवस्था, (४) प्रचालकांचे ज्वलन करून उच्च तापमान व दाब असणारे वायू ज्यात निर्माण होतात तो ज्वलनकक्ष,((५) या वायूंना उच्च निष्कास वेग देण्यासाठी प्रोथ. यांपैकी प्रत्येक भागाचे कार्य थोडे तपशीलवारपणे खाली दिले आहे.

(१) प्रचालक साठविण्याच्या टाक्या : या टाक्यांचा अभिकल्प वापरलेल्या प्रचालकावर अवलंबून असतो. द्रव ऑक्सिजन किंवा हायड्रोजन यांसारख्या अतिनीच तापमानी प्रचालकांसाठी दोन आवरणांमधील निर्वात पोकळीने अत्यंत उष्णता निरोधित बनविलेल्या टाक्या वापराव्या लागतात. पुरवठा पद्धतीसाठी उच्च दाबाचा वायू वापरला असल्यास टाक्यांना वातावरणीय दाबाच्या २० ते ५० पट इतका दाब सहन करावा लागतो. यासाठी जाड पोलादी पत्रा वापरावा लागतो वन त्यामुळे वजन वाढते. पुरवठ्यासाठी पंप वापरल्यास असा उच्च दाब निर्माण होत नाही आणि ॲल्युमिनियमाच्या पातळ पत्र्याच्याही अत्यंत हलक्या वजनाच्या टाक्या वापरता येतात. टाक्यांचे वजन शक्यतो कमी करणे महत्त्वाचे असल्यामुळे त्यांचा आकारही असा असावा की, पृष्ठभागाच्या ठराविक क्षेत्रफळात जास्तीत जास्त घनफळ राहील. त्यासाठी गोलाकार सर्वोत्कृष्ट असतो परंतु उपलब्ध जागेचा जास्तीत जास्त उपयोग करण्याच्या दृष्टीने हा आकार सोईचा नाही. साधारणतःवृत्तचितीच्या आकारच्या टाक्या प्रचालकासाठी वापरतात. रॉकेटाच्या आकारमानाचा बराच मोठा भाग ह्या टाक्यांनीच व्यापला जातो.

आ. ९. **दाब-पुरवठा-व्यवस्था असलेले द्रवप्रचालक रॉकेट एंजिन :** (१) उच्च दाबयुक्त वायूची टाकी, (२) दाब नियामक, (३) आरंभक झडप, (४) वायू टाकीत भरण्याची झडप, (५) इंधन टाकीत भरण्याचे तोंड, (६) इंधनाची टाकी, (७) ऑक्सिडीकारक टाकीत भरण्याचे तोंड,(८) ऑक्सिडीकारकाची टाकी,((९) मुख्य प्रचालक झडपा, (१०) रेटा कक्ष (यात प्रचालक अंतःक्षेपक, ज्वलनकक्ष व प्रोथ यांचा समवेश होतो), (११) उष्ण वायू.

(२) प्रचालक पुरवठा-व्यवस्था : आवश्यकतेप्रमाणे टाक्यांमधून प्रचालक ज्वलनकक्षात नियंत्रित प्रमाणात नेण्यासाठी पुरवठा-व्यवस्थेची योजना असते. प्रचालकाच्या पुरवठ्याचे नियंत्रण करून रेटाही नियंत्रित करता येतो. सर्वांत साध्या पुरवठा-व्यवस्थेत खास टाकीत उच्च दाबाखाली साठविलेली हवा वा नायट्रोजन वायू सामान्यतः वपरतात. हा वायू नियंत्रित दाबाने प्रचालक टाक्यांत द्रवपातळीच्या वर सोडण्यात येतो. त्यामुळे प्रचालक नियंत्रक झडपांतून पुरवठा नलिकांत वाहू लागतो. दाबात योग्य बदल करून प्रचालकाच्या पुरवठ्याचे प्रमाण कमीजास्त करता येते. हे वायू प्रचालकात विरघळण्याचा किंवा द्रवीभूत होण्याच्या संभवामुळे अतिनीच तापमानी प्रचालकांसाठी मात्र हीलियम वायू वापरण्यात येतो. दाब-पुरवठा-व्यवस्थेत प्रचालक टाक्यांत उच्च दाब निर्माण होत असल्यामुळे त्या जाड पत्र्याच्या बनवाव्या लागतात. तरीही पंप-पुरवठा-व्यवस्थेपेक्षा दाब-पुरवठा-व्यवस्थेमुळे एकूण वजनात बचत होते. ही पुरवठा-व्यवस्था कमी रेट्याच्या व कमी काल चालणाऱ्या-रॉकेट एंजिनांसाठी विशेष उपयुक्त आहे. चंद्रावर उतरण्यासाठी व तेथून पुन्हा उड्डाण करण्यासाठी जी रॉकेट एंजिने वापरण्यात आली होती, त्यांमध्ये एरोझीन-५० इंधन व नायट्रोजन टेट्रॉक्साइड ऑक्सिडीकारक यांच्या मिश्रणाच्या उत्स्फूर्त प्रज्वलक प्रचालकासाठी ही लियम वायूची दाब-पुरवठा-व्यवस्था वापरली होती.

आ. १०. **टर्बोपंप-पुरवठा-व्यवस्था असलेले रॉकेट एंजिन :** (१) टाक्यांमध्ये थोडा दाब निर्माण करण्यासाठी कमी दाबाचा वायू, (२) इंधन टाकीत भरण्याचे तोंड, (३) इंधनाची टाकी, (४) ऑक्सिकारक टाकीत भरण्याचे तोंड, (५) ऑक्सिडीकारकाची टाकी, (६) टर्बोपंप दंड, (७) वायू जनित्राच्या झडपा, (८) वायू जनित्राचा ज्वलनकक्ष (वायूचे तापमान ७६०० से.), (९) टरवाइन, (१०) वायू जनित्राला इंधन व ऑक्सिडीकारक पुरविणार्याच नलिका (प्रचालक प्रवाहाच्या १ ते ४), (११) टरबाइनाच्या निष्कास वायूचा मार्ग, (१२) उष्ण वायू, (१३) रेटा कक्षा, (१४) मुख्य प्रचालक झडपा, (१५) ऑक्सिडीकारकाकरिता पंप, (१६) वायू जनित्र सुरू करणारे विद्युत् चलित्र, (१७) इंधनाकरिता पंप, (१८) इंधन पुरविणारी नलिका.

कृत्रिम उपगृह किंवा अवकाशयाने यांच्या क्षेपणासाठी पहिल्या व दुसऱ्या. टप्प्यांत वापरण्यात येणाऱ्या उच्च रेट्याच्या रॉकेटांमध्ये प्रचालकाचा ज्वलनकक्षात अत्यंत जलद व मोठ्या प्रमाणात पुरवठा करावा लागतो. यासाठी दाब-पुरवठा-व्यवस्था वापरता येत नाही कारण फारच उच्च दाब वापरणे आवश्यक होईल. अशा रॉकेटासाठी टरबाइनावर चालणाऱ्या पंपाची [⟶ पंप] टर्बोपंप-पुरवठा-व्यवस्था वापरतात. ऑक्सिडीकारक व इंधन यांसाठी वेगवेगळे टर्बोपंप असतात. टरबाइन फिरवण्यासाठी लागणारे उष्ण वायू साधारणतः वेगळ्या वायू जनित्रात निर्माण करतात. रॉकेटासाठी वपरलेले इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचे थोड्या प्रमाणात वायू जनित्रात ज्वलन करून हे साधता येते. मात्र टरबाइनअधिक कार्यक्षमतेने चालण्यासाठी वायूचे तापमान ज्वलनकक्षातील तापमानापेक्षा बरेच कमी असावे लागते. त्यासाठी इंधन व ऑक्सिडीकारक मिश्रणाचे ज्वलनकाक्षातल्यापेक्षा निराळेच प्रमाण वापरतात. हे वायू जनित्र कमी दाबाच्या दाब-पुरवठा-व्यवस्थेने किंवा विजेच्या चलित्राने (मोटरने) सुरू करता येते. वायू जनित्रासाठी निराळेच द्विघटकी किंवा एकघटकी प्रचालक वापरणेही शक्य आहे. उदा., व्ही−२ रॉकेटामध्ये या कार्यासाठी हायड्रोजन पेरॉक्साइड (H₂O₂) हा एकघटकी प्रचालक वापरला होता. ज्वलनकक्षात तयार झालेल्या उष्ण वायूंचा थोडा भाग टरबाइन चालवण्यास घेण्याच्या पद्धतीस वायुस्त्राव टरबाइन पद्धत म्हणतात परंतु यासाठी हे वायू फारच उष्ण असल्यामुळे योग्य तापमानापर्यंत ते थंड करावे लागतात. पंप केंद्रोत्सारी पद्धतीचे [⟶ पंप] असून प्रचालकाचा अखंड पुरवठा व्हावा या दृष्टीने त्यांची खास रचना असते. प्रचालक गळून आगीचा किंवा स्फोटाचा धोका उद्‌भवू नये यासाठी पंपाच्या रचनेकडे विशेष लक्ष पुरवावे लागते. टर्बोपंप-पुरवठा-व्यवस्थेत वजन कमी ठेवणे महत्त्वाचे असते व त्यासाठी जरुर तर थोडी कमी कार्यक्षमताही पत्करावी लागते.

(३) ज्वलनप्रारंभ व्यवस्था : जर प्रचालक उत्स्फूर्त प्रज्वलक नसेल, तर इंधन व ऑक्सिडीकारक यांच्या मिश्रणाचे ज्वलन सुरू करण्यासाठी बाह्य उपाययोजना करावी लागते. एकदा ज्वलन सुरू झाल्यावर रासायनिक विक्रियेतून निर्माण होणाऱ्याठ उष्णतेमुळे ते चालूच रहाते. मात्र ज्वलनक्रियेची सुरुवात फार काळजीपूर्वक करावी लागते. नाहीतर स्फोट होऊन संपूर्ण रॉकेटाचे नुकसान होण्याचा धोका असतो. ज्वलनास प्रारंभ होण्यापूर्वी ज्वलनकक्षात स्फोटक मिश्रण तयार होऊ नये म्हणून प्रचालकाचा पुरवठा नेहमीपेक्षा कमी करून इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचे प्रमाणही बदलण्यात येते. ज्वलनाचा प्रारंभ करण्यासाठी पुढीलपैकी एखादी पद्धत वापरतात : (१) ठिणगी प्लग या प्रयुक्तीत दोन विद्युत् अग्रांमधील जागेतील विद्युत् प्रवाह देऊन ठिणगी उत्पन्न करणे. (२) ज्वलनकक्षात थोडा धन प्रचालक ठेवून त्याचे ज्वलन विद्युत् प्रवाहाच्या साहाय्याने सुरू करणे. (३) इंधनाच्या किंवा ऑक्सिडीकरणाच्या बरोबर उत्स्फूर्त जळू शकेल अशा द्रव पदार्थाचे अंतःक्षेपण करणे (आत सोडणे). (४) प्रचालकातील इंधन व ऑक्सिडीकरण यांपैकी दुसरी पद्धत फक्त एकदाच वापरता येत असल्याने रॉकेट एंजिन पुनःपुन्हा बंद व सुरू करता येत नाही. या दृष्टीने तिसरी पद्धत अधिक उपयुक्त आहे. पहिल्या व चौथ्या पद्धतीत जरूरीप्रमाणे ज्वलन विश्वसनीय रीत्या पुनःपुन्हा चालू करता येण्यासाठी मुख्य ज्वलनकक्षास एक लहान पूर्व-ज्वलनकक्षात ज्वलन चालू करताच त्याच्या ज्वाला छिद्रातून मुख्य ज्वलनकक्षात प्रवेश करतात व तेथेही ज्वलन सुरू होते. मुख्य ज्वलनकक्षातील ज्वलन प्रचालकाचा प्रवाह थांबून केव्हाही बंद करता येतो पण पूर्व-ज्वलनकक्षात मात्र ज्वलन चालूच ठेवण्यात येते. त्यायोगे गरजेप्रमाणे केव्हाही एंजिन पुन्हा चालू करता येते.

आ. ११. आकुंचन-विस्फारण द लाव्हाल प्रकारच्या प्रोथासह व शीतलन व्यवस्था असलेला द्रव प्रचालक रेटा कक्ष : (१) अंतःक्षेपक, ((२) ज्वलनकक्ष, (३) आकुंचित-विस्फारित रचनातीत प्रोथ, (४) प्रोथ निर्गमन प्रतल, (५) प्रोथाच्या गळ्याचा भाग, (६) अनेक बारीक अंतःक्षेपण छिद्रांसह अंतःक्षेपण छिद्रांसह अंतःक्षेपण पृष्ठभाग, (७) शीतलन नळ्या (शीतक द्रव्य प्रत्येक दुसऱ्या नळीतून खाली वाहते व प्रत्येक एकाआड एक नळीतून पुन्हा परत अंतःक्षेपकात जाते, (८) इंधनाचा अंतर्गमन मार्ग, (९) ऑक्सिडीकारकाचा अंतर्गंमन मार्ग (१०) नमुनेदार प्रचलक पट्टी.

(४) ज्वलनकक्ष : येथे प्रचालकांचे ठराविक प्रमाणात अंतःक्षेपण होऊन एकजीव मिश्रण व ज्वलन होते. आत निर्माण होणारा उच्च दाब (वातावरणीय दाबाच्या २० ते ७० पट) सहन करण्यासाठी कक्षाच्या भिंती पुरेशा मजबूत असाव्या लागतात. कक्षाचे आतील घनफळही शक्यतो जास्त असावे म्हणजे प्रचालकांचे योग्य मिश्रण, बाष्पीभवन व पूर्णपणे ज्वलन होते. त्याबरोबर उष्ण वायूंशी संपर्क येणाऱ्या भिंतीच्या पृष्ठभागाचे क्षेत्रफळ मात्र जास्त असू नये, कारण असे मोठे पृष्ठभाग थंड ठेवणे सोपे नसते. या दृष्टीने गोलाकार आदर्श ठरेल. कारण त्यामुळे पृष्ठभागाच्या ठराविक क्षेत्रफळात जास्तीत जास्त घनफळ सामावता येते परंतु वृत्तचित्तीचा आकार वापरणे जास्तीत जास्त घनफळ सामावता येत परंतु वृत्तचित्तीचा आकार वापरणे जास्त व्यवहार्य ठरते. ज्वलनकक्षात प्रचालकाच्या घटकांचे एकजीव मिश्रण होण्यासाठी योग्य अभिकल्पाचा अंतःक्षेपक वापरावा लागतो. यामध्ये इंधन व ऑक्सडीकरण यांसाठी वेगवेगळ्या नलिका असून त्यांना बारीक छिद्रे विशिष्ट तऱ्हेने पाडलेली असतात. घटकांवरील दाबामुळे या छिद्रांतून त्यांचे जोराने उडणारे फवारे एकमेकांवर आदळून या घटकाच्या मिश्रणाचे अत्यंत बारीक तुषार तयार होतात. ज्वलनकक्षातील उच्च तापमानामुळे या घटकांच्या अशा मिश्रणाचे जलद बाष्पीभन होते आणि इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचा एकमेकांशी रासायनिक संयोग वायू अवस्थेत होतो. या प्रमाणे इंधनाचे ज्वलन अत्यंत कार्यक्षमतेने होते. ज्वलनकक्षात अंतःक्षेपण होण्यापूर्वीच प्रचालक घटकांचे मिश्रण बनविणे शक्य नसते, कारण अशा मिश्रणाचा स्फोट होण्याचा धोका असतो. ज्वलनकक्षातील तापमान २,८००^०ते ३,३००^०से. इतके वाढते म्हणून कक्षाच्या भिंती व प्रोथ यांना नुकसान पोहोचू नये याकरिता हे भाग थंड राखण्यासाठी व्यवस्था करणे आवश्यक असते. तसेच ज्वलनक्षम बनविण्यासाठी उच्च दाब व उच्च तापमान सहन करू शकेल असा पदार्थ वापरला पाहिजे. या आणि स्वस्तपणा व सुलभ निर्मिती याही दृष्टींनी कमी कार्बन असलेले पोलाद किंवा अगंज (स्टेनलेस) पोलाद व विशेष संघटनांच्या ॲल्युमिनियमाच्या मिश्रधातू योग्य असतात.

(५) प्रोथ : ज्वलनकक्षात तयार झालेल्या वायूचा दाब व तापमान उच्च असतातव म्हणून रेणूंची औष्णिक गतीही खूप उच्च असते. या स्वैर रेणवीय गतीत सामावलेल्या उष्णता ऊर्जेचे

आ. १२. **निष्कास वायूंचे रॉकेटाच्या प्रोथातील प्रसरण :** (अ) आदर्श प्रसरण (Pe&gtPa) (आ) आदर्श प्रसरण (Pe=Pa) (इ) अतिप्रसरण (Pe&ltPa) : (१) निष्कासित वायू.

नियत दिशेन जाणाऱ्या वायूच्या गतीज ऊर्जेत रूपांतर करून वायूंचे उच्च वेगाने व ठराविक दिशेने क्षेपण करण्याचे कार्य प्रोथाद्वारे साधले जाते. ज्वलनकक्षातून जेव्हा वायूचे रेणू प्रोथात प्रवेश करतात तेव्हा त्यांचे तापमान व दाब उच्च असतात पण त्या सर्वांचा वेग अक्षाशी समांतर नसतो. मात्र प्रोथातून बाहेर पडतात हा अक्षीय वेग खूपच मोठा असतो. वायूंच्या गतिज ऊर्जेतील ही वाढ त्यांच्या आंतरिक उष्णता ऊर्जेच्या रूपांतरणामुळे झाली असल्या कारणाने निष्कासित वायूंचे तापमान व दाब ही दोन्ही बरीच कमी झालेली असतात. उष्णता ऊर्जेचे पूर्णपणे रूपांतर अर्थातच शक्य नसल्यामुळे हे निष्कासित वायू बरेच उष्ण असतात आणि त्यातील रूपांतर होऊ न शकलेली उष्णता ऊर्जा फुकट जाते सर्वांत जास्त प्रचारात असलेला प्रोथ आकुंचन-विस्फारण प्रकारचा असतो. त्याच्या सी. द लाव्हाल या संशोधकांच्या नावावरून त्याला द लाव्हाल प्रोथ म्हणतात. शंक्वाकार प्रकारच्या प्रोथापेक्षा द लाव्हाल प्रोथ वापरणे अधिक पसंत करतात. या प्रोथाच्या काटच्छेदाचे क्षेत्रफळ प्रथम क्रमशः कमी होत जाऊन गळ्यापाशी ते लघुतम होते व त्यानंतर पुन्हा वाढत जाते. वायू जसजसे प्रोथात पुढे पुढे सरकतात तसतसे त्यांचे तापमान व दाब कमीकमी होऊन वेग मात्र वाढतो. प्रोथातील कोणत्याही ठिकाणी वायूंचे तापमान, दाब व वेग यांतील परस्परसंबंध वायूंच्या व ऊष्मागतिकीच्या नियमांनी नियंत्रीत असतात. त्याशिवाय सातत्य समीकरणानुसार कोणत्याही काटच्छेदाच्या क्षेत्रफळात शिरणाऱ्यावायूचे द्रव्यमान त्यातून बाहेर पडणाऱ्या द्रव्यमानाइतकेच असले पाहिजे. या सर्वांचा उपयोग करून असे सिद्ध करता येते की, प्रोथाच्या गळ्याजवळ वायूंचा वेग त्या ठिकाणच्या तापमानाला व दाबाला अनुरुप असणाऱ्याध्वनि-वेगाइतका असतो. प्रोथाच्या विस्फारक भागात वायूचा वेग स्वनातीत (ध्वनीच्या वेगापेक्षा जास्त) होतो मात्र यासाठी ज्वलनकक्षातील दाब निदान २.२५ किग्रॅ./सेंमी.^२ तरी असणे आवश्यक आहे. प्रोथ ज्वलनकक्षास जोडलेला असल्यामुळे जेथे वायू प्रवेश करतात तेथील छेदाचे क्षेत्रफळ कक्षाच्या छेदाच्या क्षेत्रफळाइतकेच असते. गळ्याच्या भागाजवळ हे क्षेत्रफळ किती असावे, हे ज्वलनकक्षातील दाबावर व अपेक्षित रेट्यावर अवलंबून असते. ज्या ठिकाणी वायूंचे निष्कासन होते तेथील छेदांच्या क्षेत्रफळावर निष्कास वायूंचा दाब अवलंबून असतो. प्रसरण गुणोत्तर (म्हणजेच निर्गमन भागाजवळील छेद-क्षेत्रफळ व गळ्याजवळचे छेद-क्षेत्रफळ यांचे गुणोत्तर) इष्ट निर्गमन दाबावरून ठरविले जाते. महत्तम कार्यक्षमतेसाठी हा निर्गमन दाब (P_e) भोवतालच्या वातावरणाच्या दाबाइतका (P_a) असावयास हवा, म्हणजे निष्कास वायूंना केवळ अक्षीण वेग असतो.

आ. १३. **विकासावस्थेतील प्रोथांचे दोन प्रकार :** (अ) गुडदी प्रकारचा प्रोथ : (१) ज्वलनकक्ष, (२) गळा, (३) वायू, (४) गुडदी (आ) प्रसरण-विचलन प्रकारचा प्रोथ : (१) ज्वलनकक्ष, (२) गळा, (३) वायू.

निष्कास वायूंचा वेग खालील सूत्रावरून मिळतो :

येथे १ व २ पादांक अनुक्रमे प्रोथाच्या प्रवेश व निर्गमन परिस्थितीचे निर्देशक आहेत म्हणजे v₁ हा प्रोथात शिरतेवेळचा वायूंचा वेग, T₁ त्याचे तापमान व P₁ दाब असतो. R हा वायु-स्थिरांक (प्रती मोल), k हे गुणोत्तर व हा गुरुत्वीय प्रवेश आहे. C_p म्हणजे दाब स्थिर असताना व C_V म्हणजे घनफळ स्थिर असताना असणारी वायूची विशिष्ट उष्णता [⟶उष्णता]. हा निष्कास वेग जास्त असण्यासाठी T₁ व P₁ म्हणजे ज्वलनकक्षातील तापमान व दाब जास्त असावयास हवा. तसेच ज्वलनामुळे उत्पन्न होणाऱ्या वायूंचा सरासरी रेणुभार (M. W.) किमान असावा. यावरून हे सूत्र मिळते. यावरून असे दिसते की, निष्कास वायूंचा वेग व त्यामुळे विशिष्ट आवेग जास्त होण्यासाठी यापूर्वी उल्लेखिल्याप्रमाणे वायूंचा सरासरी रेणुभार कमी असला पाहिजे. हे सर्व मुद्दे विचारात घेऊन जास्तीत जास्त विशिष्ट आवेग मिळण्यासाठी इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचे प्रमाण काय असावे, हे ठरवावे लागते. प्रथमदर्शनी असे वाटते की, इंधनाचे संपूर्ण ज्वलन झाल्यास सर्वाधिक ऊर्जेचे उत्सर्जन होऊन तापमान व दाब वाढतील आणि त्यामुळे कार्यक्षमताही वाढेल. यासाठी इंधन व ऑक्सिडीकारक यांचे प्रमाण हे त्यांचा संयोग होऊन अंतिम संयुगे तयार होण्यासाठी लागणाऱ्याप्रमाणाइतकेच असावे लागते परंतु या प्रमाणामुळे महत्तम विशिष्ट आवेग मिळत नाही. त्यासाठी इंधनाचे प्रमाण थोडे जास्त ठेवावे लागते. या जास्त असणाऱ्याइंधनाचे ज्वलन होत नाही व ज्वलन कक्षातील उच्च तापमानामुळे त्याचे अपघटन होऊन ॲसिटिलीन (C₂ H₂), मिथेन (CH₄) वगैरे अधिक साधी संयुगे तयार होतात. त्यांचा रेणुभार कमी असल्यामुळे निष्कस वायूंचा सरासरी रेणुभार कमी होऊन विशिष्ट आवेग वाढतो. महत्तम विशिष्ट आवेगासाठी वापरावयाचे प्रचालकाचे प्रमाण प्रत्यक्ष चाचणी करूनच ठरवावे लागते.

ज्वलनकक्ष व प्रोथ यांच्या भिंती थंड ठेवण्याची व्यवस्था : ज्वलनकक्ष व प्रोथ यांच्या काही भागांचा उच्च तापमान आणि दाब असणाऱ्यावायूंशी संपर्क येत असल्यामुळे त्यांची हानी होण्याचा धोका असतो. विशेषतः रॉकेट एंजिन दीर्घकाळ चालणारे असल्यास या भागांचे तापमान वाढू नये म्हणून उपाययोजन करावी लागते. यासाठी सामान्यतः प्रचालकांपैकी एकाचे ज्वलनकक्ष व प्रोथ यांच्या भोवतालच्या आवरणातून अभिसरण करण्यात येते आणि नंतर त्याचे ज्वलनकक्षात अंतःक्षेपण करण्यात येते. यात आणखी एक फायदा असा की, या प्रचालकाचे तापमान थोडे वाढल्यामुळे अंतःक्षेपणानंतर त्याचे बाष्पीभवन जास्त जलद होते व उष्णता ऊर्जेची बचत होते.

दुसऱ्या पद्धतीत अंतःक्षेकातील सूक्ष्म छिद्रांतून फवारा उडवून थंड राखायच्या भागावर द्रव प्रचालकाचा शिडकावा करण्यात येतो (आ.११). यामुळे त्या भागावर प्रचाकाचे पातळ पटल तयार होते वा पटलाची ऊष्मीय संवाहकता कमी असल्याने भिंतीद्रव्याचे उष्ण वायूपासून संरक्षण होते. याखेरीज या प्रचालकाच्या बाष्पीभवनामुळे सुप्त उष्णतेचे (अवस्थांतर होताना द्याव्या लागणाऱ्या उष्णतेचे) शोषण होऊन त्या भागाचे तापमान कमी होते. प्रचालकाच्या अभिसरणावर आधारलेल्या पद्धती उत्स्फूर्त प्रज्वलक प्रचालकांसाठी वापरता येत नाहीत, कारण तापमान वाढल्यास अशा प्रचालकांचे अपघटन होण्याचा संभव असतो. रॉकेट एंजिन थंड राखण्यासाठी प्रारण, द्रवीभवन, बाष्पीभवन इ. उष्णतेचा व्यय करणाऱ्या प्रक्रिया वापरता येतात. प्रारण प्रक्रियेतून उष्णता ऱ्हास साधण्यासाठी ग्रॅफाइट किंवा टंगस्टन, मॉलिब्डेनम, टँटॅलम या धातूंसारख्या अगर त्यांच्या मिश्रधातूंसारख्या उच्च तापमान सहन करू शकणाऱ्या पदार्थाचे अस्तर वापरतात. हे अस्तर उष्ण होऊ लागल्यास त्यांच्यापासून उष्णता प्रारित होऊन तापमान फार वाढू दिले जात नाही. या प्रक्रियेमुळे होणारा उष्णता ऱ्हास तापमान उच्च असल्यास जास्त महत्त्वाचा असतो, कारण उष्णता प्रारणाची त्वरा तापमानाच्या चतुर्थ घाताच्या (T⁴) सम प्रमाणात असते.

आ. १४. **संकरित प्रचालक रॉकेट :** (१) दाब उत्पादक वायूची टाकी, (२) नियामक प्रारंभक झडप, (३) द्रव ऑक्सिडीकारकाची टाकी, (४) झडपयुक्त अंतःक्षेपक, (५) घटत जाणारा वलयाकार इंधन ग्रेन, (६) ज्वलनकक्ष, (७) प्रोथ.

संकरित प्रचालक रॉकेट : द्रव व घन अशा दोन्ही प्रचालकांचे फायदे मिळविण्याच्या दृष्टीने संकरित प्रचालक रॉकेटे विकसित करण्याचा प्रयत्न करण्यात आलेला आहे. यात घन इंधन द्रव ऑक्सिडीकारकाबरोबर वापरण्यात येते. याउलट म्हणजे द्रव इंधन व घन ऑक्सिडीकारक असा संयोग करणे शक्य आहे पण त्यांपैकी वापरण्यास सोईस्कर असलेल्या संयोगांचे विशिष्ट आवेग कमी आहेत. घन इंधनाची रचना घन प्रचालक रॉकेटातील ग्रेनप्रमाणेच असते. तथापि त्यात ऑक्सिडीकारण अजिबात नसल्याने वा अल्प असल्याने प्रत्यक्ष ग्रेनच्या पृष्ठभागावर ज्वलनक्रिया होत नाही. याऐवजी ग्रेनच्या पृष्ठभागावरील इंधन तापविले जाऊन त्याचे अपघटन व बाष्पीभवन केले जाते आणि या बाष्पाचे ऑक्सिडीकारकाबरोबर ग्रेनच्या पृष्ठभागापासून काही अंतरावर ज्वलन होते. अनेक प्रचालक संयोग वापरता येतात. त्यात अतिनीच तापमानी ऑक्सिडीकारकापासून (उदा., फ्ल्युओरीन) नेहमीचे साठविण्यायोग्य ऑक्सिडीकारक (उदा., फ्ल्युओरीन) नेहमीचे साठविण्यायोग्य ऑक्सिडीकारक, धातवीय इंधने, रबर किंवा प्लॅस्टिक यांसारख्या सामान्य इंधनांचाही समावेश होतो. बहुतेक विशिष्ट आवेगांची मूल्ये घन व द्रव प्रचालक संयोगाच्या दरम्यान (२१०−२६० सेकंद) असतात. अधिक दाट प्रचालक (उदा.,१.८५ ग्रॅ./सेमी.^३) घनता क्लोरिन ट्रायफ्लुओराइड ऑक्सिडीकारक व २.० ग्रॅ/सेमी.^३ घनतेचे धातुमिश्रित प्लॅस्टिक इंधन) निवडता येत असल्याने रॉकेटाचा अभिकल्प सुटसुटीत करता येतो. संकरित प्रचालक रॉकेट पुनः पुन्हा चालू व बंद करता येते मात्र यामुळे त्याच्या कार्यमानावर काहीसा अनिष्ट परिणाम होतो. सामान्यपणे अशा रॉकेटाची बांधणी सुरक्षित व बळकट करता येते विमानवेधी अस्त्रांच्या चाचणीसाठी लक्ष्य म्हणून वापरावयाच्या चालकरहित विमानासाठी उपयोगात आणलेल्या रॉकेटात ऑक्सिडीकारक म्हणून द्रव नायट्रिक ऑक्साइडे आणि घन इंधन म्हणून समावेशित करून यशस्वीपणे वापरण्यात आलेली आहेत.

रॉकेटाची चाचणी : ऊष्मागतिकी व वायूंचे नियम यांचा वापर करून रॉकेट एंजिनाच्या कार्यमानतेची सैद्धांतिक कल्पना येऊ शकते. प्रत्यक्षात साध्य होणारी कार्यमानता अशा आदर्श सैद्धांतिक अपेक्षिशी १०% पर्यंत जुळते. रॉकेट पूर्वनियोजित मार्गाने जावयाचे असल्यास व विशेषतः अवकाश उड्डाणासाठी वापरल्यास त्याच्या रेट्याची याहून अचूक माहिती असणे आवश्यक आहे. रॉकेट एंजिन कार्यान्वित करण्याआधी त्याची चाचणी घेऊन त्याच्या कार्यमानतेचे अचूक मूल्यमापन करता येते. अशा चाचणया घेऊन त्याच्या कार्यमानतेचे अचूक मूल्यमापन करता येते. अशा चाचण्या प्रत्यक्ष उड्डाण न करता जमिनीवरच सदृशित उड्डाण पिरस्थितीत घेण्यात येतात कारण एकतर रॉकेट उड्डाण ही अत्यंत खर्चाची बाब आहे व दुसरे म्हणजे गतिमान रॉकेटामधील मोजमापांची अचूक नोंद करणे कठीण असते. अवकाशयानात वापरावयाची एंजिने निर्वाता कार्य करीत असल्याने त्यांची चाचणी सामान्यतः कृत्रिम निर्वात अवस्था असलेल्या कक्षातही घेण्यात येते. रॉकेटे एंजिन किंवा संपूर्ण जोडलेले रॉकेट यांच्या अचल चाचणीसाठी खास अभिकल्पाचे चाचणी मनोरे बनविलेले असतात व त्यायोगे एंजिन किंवा रॉकेट चाचणीसाठी खाली जखडून ठेवता येते. अचूक पोलादी रुळावरून जाणाऱ्या घसरगाड्यावर रॉकेट एंजिने वा त्यांचे भाग बसवून त्यांची उच्च प्रवेगित वा इतर विशिष्ट परिस्थितीतही चाचणी घेण्यात येते. रॉकेट प्रचालक फार ज्वालाग्राही व स्फोटक असल्यामुळे चाचणीतळावर सुरक्षिततेसाठी सावधगिरीची उपाययोजना अत्यंत काळजीपूर्वक करावी लागते.मजबूत बांधणीच्या प्रयोगशाळांतून केली जाते. साधारणपणे रॉकेटातील निरनिराळ्या ठिकाणचे दाब, तापमान, रेटा, प्रचालक पुरवठ्याचे प्रमाण, निरनिराळ्या भागांवर पडणारा ताण व त्यांमध्ये उत्पन्न होणारा कंप वगैरे बाबींचे मापन केले जाते. या अंतिम चाचणीआधी अर्थात पंप, नियंत्रक झडपा, अंतःक्षेपक, ज्वलनप्रारंभक वगैरे सुट्या भागांची वेगवेगळी चाचणी घेण्यात येतेच. याप्रमाणेच प्रत्यक्ष क्षेपणतळावर सुद्धा रॉकेटाचे सर्व भाग व्यवस्थित कार्य करतात की नाही याची चाचणी करण्याची व्यवस्था असते. प्रचालकाचे सर्वत्र समान ज्वलन होऊन योग्य रेटा निर्माण होईपर्यंत रॉकेटला खाली बांधून ठेवण्याची व्यवस्था क्षेपण फलाटावर असते.

रॉकेट उड्डाणाचे नियंत्रण : रॉकेटाचा वेग व दिशा यांचे नियंत्रण करण्याच्या पद्धती, उड्डाण पृथ्वीच्या वातावरणात आहे की, वातावरणापलीकडील निर्वात प्रदेशात आहे. यावर अवलंबून असतात. वातावरणातील उड्डाणास स्थैर्य येण्यासाठी लहान पात्यांचा उपयोग करण्यात येतो व वेग व दिशा नियंत्रित करण्यासाठी नेहमीच्या वायुगतिकीच्या पद्धती [⟶ वायुयामिकी] वापरण्यात येतात. रॉकेटाच्या इच्छित अंतिम वेगानुसार रॉकेट एंजिनाचा ज्वलनकाल निश्चित करण्यात येतो. प्रचालकाचा पुरवठा कमीजास्त करूनही रेटा व त्यायोगे वेश नियंत्रत करता येतो. रेटा निर्माण होतो ती दिशा बदल्यास रॉकेटाच्या उड्डाणाची दिशाही बदलते. संपूर्ण रॉकेट एंजिनाची दिशा बदलून हे साधता येते. मात्र यासाठी एंजिन योग्य बिजागरींच्या साहाय्याने रॉकेटाला जोडले पाहिजे. उष्णतानिरोधक पदार्थापासून बनविलेल्या लहान पंख्याच्या साहाय्याने निष्कास वायूंची दिशा बदलूनही रॉकेट वळवता येते. स्थिर वेगाने अवकाशातून जाताना रॉकेट एंजिन बंद असते. अशा वेळी रॉकेटच्या वेगात किंवा दिशेत फरक करण्यासाठी छोटी साहाय्याने रॉकेटे वापरावी लागतात. योग्य ठिकाणी बसविलेली अशी साहाय्यक रॉकेटे पुरेसा काळ चालू ठेवून अवकाशयानाच्या दिशेत थोडे फेरफार करता येतात, तसेच अवकाशयानाच्या (गुरुत्वाकर्षणाची निष्पन्न प्रेरणा ज्यातून जाते त्या बिंदूतून) जाणाऱ्या कोणत्याही आसाभोवती यान हवे तसे फिरवून घेता येते. यासाठी कमी दाबाची साधी एकघटकी प्रचालक वापरणारी रॉकेट एंजिन जास्त उपयुक्त असतात. येथे हे लक्षात ठेवले पाहिजे की, रॉकेट बंद केल्यावरही निरूढीमुळे (जडत्वामुळे) ती चालूचरहाते. यासाठी अवकाशयान हवे तितके फिरता क्षणीच चक्राकार गती थांबविण्याठी दुसरी साहाय्यक रॉकेट चालू करून अगदी योग्य प्रमाणात विरुद्ध दिशेने प्रेरणा निर्माण करणे भाग असते. या रॉकेटामुळे अग्रगामी गतीच्या विरुद्ध दिशेने रेटा निर्माण होऊन गती मंदावते.

प्रगत रॉकेट प्रचालन प्रणाली : रॉकेटाची क्षमता काय असावी हे ज्या कार्यासाठी त्याची योजना केलेली असते, त्यावर अवलंबून असते. पृथ्वीच्या पृष्ठभागावरून गुरुत्वाकर्षणाच्या प्रेरणेविरुद्ध अवकाशयान उंच नेण्यासाठी जास्त रेटा असणारे रॉकेट वापरले रॉकेट पाहिजे. गुरुत्वाकर्षणाचा परिणाम नगण्य असलेल्या यानास जर उच्च वेग द्यावयाचा असेल, तर जास्त रेट्याची गरज नसून जास्त विशिष्ट आवेगाची आवश्यकता असते. यासाठी रेटा व द्रव्यमान यांचे गुणोत्तर कमी असले तरी चालते, कारण रॉकेट एंजिन जास्त काळ चालू ठेवून त्याची भरपाई होते. भविष्याकाळी आंतरग्रहीय प्रवासासाठी यानास अधिकाअधिक उच्च वेगाची आवश्यकता भासेल व अत्युच्च वेग विशिष्ट आवेगावर अवलंबून असल्यामुळे तो वाढवणे भाग आहे. रासायनिक प्रचालकांचा विशिष्ट आवेग ४२० सेकंदापेक्षा वाढण्याची शक्यता कमी आहे. शिवाय या प्रकारच्या प्रचालकांचे मोठे साठे अशा प्रवासासाठी वापरणारे व्यवहार होणारे नाही. जास्तीत जास्त विशिष्ट आवेग मिळवण्यासाठी काही नव्या प्रणालीच्या रॉकेट एंजिनाचे संशोधन चालू असून त्यापैंकी काहींचे वर्णन खाली दिले आहे.

आ. १५. **घन गाभा असलेल्या अणुकेंद्रीय रॉकेटाची रचना :** (१) द्रव हायड्रोजन, (२) पंप, (३) टरवाइन, (४) टरबाइनाच्या कार्यासाठी वायुस्त्राव, (५) संरक्षक झाकन, (६) नियंत्रक गज, (७) दावपात्र, (८) निप्कास (टरबाइनासाठी), (९) प्रोथ, (१०) उष्ण वायू,(११) परावर्तक (गाभ्यातून निसटून जाऊ पहाणाऱ्या न्यूट्रॉनांना परतविण्यासाठी) (१२) भंजनक्षम द्रव्ययुक्त गाभा.

अणुकेंद्रीय रॉकेट : युरेनियम अथवा प्लुटोनियम यासारख्या भजनक्षम (ज्याच्या अणुकेंद्राचे तुकडे होऊ शकतात अशा) द्रव्याच्या भजन साखळी विक्रीयेत निर्माण होणारी अणुकेंद्रीय ऊर्जा [⟶ अणुऊर्जा] या रॉकेटात अणुकेंद्रीय ऊर्जा पुरविणारा अणुकेंद्रीय विक्रीयक [अणुभट्टी ⟶अणुकेंद्रीय अभियांत्रिकी] एका दाबपात्रात बंदिस्त केलेला असून हे दाबपात्र म्हणजे रासायनिक रॉकेटातील ज्वलनकक्षाच्या समान असते. नेहमीच्या आकुंचण-विस्फारण प्रोथ विक्रियाला जोडला म्हणजे रॉकेट एंजिन तयार होते. प्रचालक (किंवा कार्यकारी द्रायू म्हणजे द्रव अथवा वायू) म्हणून कमी रेणुभाराचा हायड्रोजन वापरतात व तो द्रवरूपात टाक्यात साठवितात. पंपाच्या साहाय्याने या हायड्रोजनाचे प्रोथाभोवतीच्या नळ्यातून अभिसरण करतात व त्यामुळे प्रोथ थंड होतो. अंशतः तापलेला द्रावू नंतर विक्रियकाच्या दावपात्रात प्रोथाच्या विरुद्ध टोकाकडून शिरतो आणि गाभ्यातील भागातून वाहात जातो. तेथील भंजनक्षम द्रव्यामुळे द्रायूचे तापमान खूप वाढते. उष्ण वायू मग प्रोथातून जातात व उच्च वेगाने त्यांचे निष्कासन होते. या तऱ्हेने विशिष्ट आवेग वाढण्याची कारणे म्हणजे (१) हायड्रोजनाचा रेणुभार सर्वांत कमी असतो व (२) वायूचे तापमान खूपच वाढविण्याची शक्यता असते. रासायनिक रॉकेटामध्ये प्रचालकाच्या ज्वलनामुळे निर्माण होणारी ऊर्जा मर्यादित असते. अणुकेंद्रीय ऊर्जेच्या बाबतीत तापमानाची मर्यादा विक्रियक बांधण्यासाठी वपरलेले पदार्थ किती उच्च तापमान सहन करू शकतात यावर अवलंबून असते. विक्रियकासाठी गाभ्यात ग्रॅफाइट वापरल्यास मंदायकाचेही (भंजन विक्रियेत निर्माण हेणाऱ्या न्यूट्रॉनचा वेग कमी करण्यासाठी वापरण्यात येणाऱ्या पदार्थाचेही) कार्य साधते व २,५००^०से. इतके उच्च तापमान उपलब्ध होऊ शकते. यामुळे ८५० सेकंद इतका विशिष्ट आवेग मिळेल. विक्रियक बनविण्यासाठी याहूनही जास्त तापमान सहन करू शकणारे पदार्थ वापरणे शक्य झाल्यास विशिष्ट आवेग सु. १,२०० सेकंदापर्यंत वाढवता येईल. नियंत्रक गजांच्या साहाय्याने विक्रियकाची विक्रियाक्षमता नियंत्रित करून रेट्याचे नियंत्रण करता येते. अणुकेंद्रीत विक्रियांत निर्माण होणाऱ्या प्रखर किरणोत्सर्गामुळे (भेदक कण किरण उत्सर्जित होण्यामुळे) मानवाला अपाय होण्याचा संभव असतोच आणि शिवाय इलेक्ट्रॉनीय घटकांचीही प्रारणामुळे हानी होते[⟶ प्रारण]. हा किरणोत्सर्ग मर्यादित करण्यासाठी पुरेसे जाड संरक्षक कवच वापरावे लागते, यामुळे वजनात खूप भर पडून रेट्याचे द्रव्यमानाशी असणारे गुणोत्तर कमी होते. अर्थातच पहिल्या टप्प्यासाठी असे रॉकेट वापरता येणार नाही पण नंतरच्या टप्प्यात ते उपयोगी पडू शकेल. भंजनक्षम द्रव्याच्या थोड्या द्रव्यमानापासून मिळणाऱ्याऊर्जेचे प्रमाण खूप जास्त असल्यामुळे आंतरग्रहीय प्रचालनासाठी सुद्धा फार जास्त प्रचालकाची गरज नसते. अणुकेंद्रीय भंजन-विक्रियांऐवजी अणुकेंद्रीय संघटन (दोन अणुकेंद्रांचा संयोग होण्याच्या) विक्रियांचा उपयोग केल्यास उपलब्ध होणाऱ्या प्रचंड उष्णतेचा वापर प्रचालकाचे तापमान वाढविण्यासाठी उपयुक्त ठरेल परंतु संघटन-विक्रिया नियंत्रित करणे साध्या झाल्याशिवाय तिचा या कामी उपयोग करणे शक्य होणार नाही. [⟶ अणुकेंद्रीय परिचालन].

आ. १६. **अणुबाँब स्फोटांचा रॉकेट प्रचालनासाठी उपयोग (प्रॉजेक्ट ओरायन) :** (१) अणुबाँब, (२) कण व प्रारण, (३) ढकल-पट्ट, (४) यान.

अणुकेंद्रीय ऊर्जेचा रॉकेट प्रचालनासाठी उपयोग करण्याकरिता ‘प्रॉजेक्ट ओरायन’ या नावाने ओळखण्यात येणारी एक नाविन्यपूर्ण संकल्पना थीओडोर टेलर व फ्रिमन डायसन या भौतिकीविज्ञांनी १९५० नंतरच्या दशकात विकसित केली. यात अणुबाँबच्या स्फोटाचा उपयोग अवकाशयानाला गतिज ऊर्जा देण्यासाठी करण्याची योजना आहे. तथापि भंजनाद्वारे निर्माण होणाऱ्या किरणोत्सर्गी द्रव्यांच्या धोक्यामुळे अशा प्रचालन पद्धतीचा उपयोग पृथ्वीपासून काही अंतरावरच करावा लागेल. रॉकेट प्रचालनासाठी ही पद्धती वापरण्याच्या एक मार्ग आ. १६ मध्ये दाखविला आहे. यात अवकाशयानाला एक सापेक्षतः मोठ्या क्षेत्रफळाचा ढकल-पट्ट जोडलेला असून या पट्ट्यामागे योग्य अंतरावर ठराविक कालावधीने बाँबचा स्फोट घडवून आणण्यात येईल. बाँबच्या अवशेषांच्या शीघ्र प्रसारणामुळे भंजन निर्मित कण ढकल-पट्टावर उच्च वेगाने आपटतील त्यामुळे त्यांचा संवेग (द्रव्यमान गुणिले वेग या गुणाकाराने दर्शविली जाणारी राशी) यानाला मिळून त्याचा वेग वाढेल. अशा प्रकारे क्रमाक्रमाने केलेल्या अनेक बाँबच्या स्फोटांद्वारे यानाला उच्च वेग प्राप्त होऊ शकेल. या पद्धतीने मिळणारे विशिष्ट आवेग २,००० ते ३,००० सेकंदापर्यंत असू शकतील, असा अंदाज करण्यात आला आहे.

आ. १७. संकोचित विद्युत् प्रज्योत-झोत रेटक : (१) प्रचालक, (२) धनाग्र, (३) ऋणाग्र, (४)प्रज्योत, (५) उष्ण वायू.

विद्युत् औष्णिक रॉकेट : या रॉकेटामध्ये प्रचालक वायूंचे तापमान वाढविण्यासाठी विद्युत् ऊर्जा वापरतात. अर्थातच यासाठी लागणारी विद्युत् शक्ती निर्माण करण्याची सोय रॉकेटामध्ये असली पाहिजे. तारेतुन विद्युत् प्रवाह सोडण्याच्या साध्या पद्धतीने ३,०००^०सें. इतके तापमान व १,००० सेकंद इतका विशिष्ट आवेग साध्य होईल. विद्युत् प्रज्योत वापरून वायूचे तापमान यापेक्षाहीअधिक वाढवता येते. यातील फायदा असा की, उष्णता वायूंमध्येच निर्माण होत असल्यामुळे २२,०००^०से. पर्यंत उच्च तापमान सुद्धा या पद्धतीत साध्य आहे परंतु तापमान इतके उच्च झाल्यास वायूचे बरेच आयनीकरण (विद्युत् भारित अणू, रेणू वा अणुगट यांत रूपांतर) होऊन तो संवाहक बनतो व त्यामुळे विद्युत् ऊर्जेचा व्यय होतो. शिवाय इतक्या उच्च तापमानात विद्युत् अग्रे टिकू शकत नाहीत. २,५०० सेकंदापर्यंत विशिष्ट आवेग या रॉकेटामुळे साध्य होण्याची शक्यता आहे. हायड्रोजन वायूपेक्षा स्वस्त, जास्त विशिष्ट गुरुत्व असणारे व वापरावयास सोपे असे पाणी, अमोनिया वगैरे पदार्थ वापरणेही शक्य आहे, कारण वायूंचे तापमान बरेच उच्च असल्यामुळे त्यांचे अपघटन होते. यामुळे सरासरी रेणुभार कमी होऊन हायड्रोजन वायू वापरल्यामुळे मिळाणाऱ्या विशिष्ट आवेगापेक्षा थोडासाच कमी विशिष्ट आवेग मिळतो.

या प्रकारच्या रॉकेटात वापरण्यासाठी तयार केलेल्या एका प्रायोगिक प्रयुक्तीत (संकोचित विद्युत् प्रज्योत-झोत रेटक) प्रज्योत कक्षाला आकुंचन-विस्फारक प्रोथाप्रमाणे आकार दिलेला असून हा कक्ष प्रज्योतीचे एक विद्युत् अग्र म्हणूनही कार्य करते.

आ. १८. **आयन रॉकेटाचे तत्त्व :** (१)पार्याधची वाफ, (२) विद्युत् क्षेत्र वेटोळे, (३) धनाग्र, (४) ऋणाग्र तंतू, (५) आयनीकरण कक्ष, (६) चाळणी जालक, (७) प्रवेगक जावक, (८) उदासिनीकारक.

आयन रॉकेट : आतापर्यंत वर्णन केलेल्या सर्व रॉकेट एंजिनांमध्ये निष्कास वायूंना उच्च वेग देण्यासाठी प्रथम त्याचे तापमान वाढवून नंतर आकुंचन−विस्फारण प्रोथाचा उपयोग करण्यात आला होता. आयन रॉकेटची कार्यपद्धती याहून भिन्न असते. यात वायूंचे प्रथम आयनीकरण करून हे आयन उच्च विद्युत् क्षेत्राच्या साहाय्याने अत्यंत गतिमान करण्यात येतात. अशा रीतीने निष्कास वायूंना खूपच जास्त वेग प्राप्त होत असल्याने ५,००० ते ५०,००० सेकंद इतक्या उच्च विशिष्ट आवेगाची अपेक्षा करता येईल. रॉकेटामधून फेकल्या जाणाऱ्या आयनांना उदासीन (विद्युत् भारमुक्त) करणे जरुर असते, नाही तर संपूर्ण रॉकेटच ऋण विद्युत् भारित होऊन धन विद्युत् भारित आयनांचा वेग क्षेपणाच्या वेळी मंदावेल. या रॉकेटामध्ये वापरण्यास योग्य असे काही पदार्थ म्हणजे पारा व सिझियम धातू हे होत. सिझियम धातू हे होत सिझियमाचे आयनीकरण फारच सहज होऊ शकते (उदा., तप्त टंगस्टनाशी संपर्क आल्यास ते साध्य होते). इतर पदार्थाचे आयनीकरण इलेक्ट्रॉन स्त्रोत वापरून करता येते. ठराविक प्रवेगकारक विद्युत् दाब असल्यास विशिष्ट आवेग हा आयनांचा विद्युत् भार व द्रव्यमान यांच्या गुणोत्तराच्या प्रमाणात असतो. पाऱ्यासारखा जड मूलद्रव्याचे आयन वापरून रेटा व द्रव्यमान यांच्या गुणोत्तराचे मूल्य वाढविता येते. या गुणोत्तराचे अपेक्षित मूल्य १०⁻^३ ते १०⁻^७ इतके आहे. अशा रॉकेटाच्या साहाय्याने आंतरराष्ट्रीय प्रचालनास आवश्यक असणारा उच्च वेग मिळू शकेल आयनाऐवजी सूक्ष्म कण किंवा द्रव पदार्थाचे तुषारही वापरणे शक्य आहे. कारण ते सहजपणे विद्युत् भारित करता येतात आणि आयनांप्रमाणेच विद्युत् क्षेत्रात प्रवेगित होतात. मात्र त्यांचे द्रव्यमान खूपच जास्त असल्यामुळे बराच मोठा प्रवेगकारक विद्युत् दाब वापरावा लागतो आणि विशिष्ट आवेगही त्यामानाने कमी मिळतो पण रेटा व द्रव्यमान यांचे गुणोत्तर जास्त असते.

आयनद्रायू किंवा विद्युत् चुंबकीय रॉकेट : वायूंचे अत्यंत आयनीकरण झाल्यावर बनणारे आयन व इलेक्ट्रॉन यांचे मिश्रण म्हणजे आयनद्रायू होय असा आयनद्रायू एकंदरीत विद्युत् भाररहित असल्यामुळे त्यास प्रवेगित करण्यासाठी आयन रॉकेटाप्रमाणे फक्त स्थिर विद्युत् क्षेत्र न वापरता विद्युत् चुंबकीय क्षेत्र वापरण्यात येते (नुसते विद्युत् क्षेत्र वापरल्यास विरुद्ध विद्युत् भारित आयन व इलेक्ट्रॉन विरुद्ध दिशांनी प्रवेगित होतील). आयनद्रायू उत्तम संवाहिक असल्यामुळे विद्युत् दाब वापरल्यास त्यातून विद्युत् प्रवाह वाहू शकतो. या विद्युत् क्षेत्राशी काटकोन जर चुंबकीय क्षेत्रही असेल, तर या दोन्ही क्षेत्रांशी काटकोन करणाऱ्या दिशेने आयनद्रायू प्रवेगित होतो. रॉकेट प्रचालनाच्या या पद्धतीला चुंबकीय द्रवगतिकीय प्रचालन असेही म्हणतात, कारण आयनद्रायु व चुंबकीय क्षेत्र यांची परस्परक्रिया द्रवगतिकीच्या सैद्धांतिक नियमानुसार अजमावता येते [⟶ चुंबकीय द्रवगतिकी]. या पद्धतीने २५,००० सेकंदाइतके उच्च विशिष्ट आवेग उपलब्ध होतील अशी अपेक्षा आहे. अशा रॉकेटाच्या बाबतीत रेटा आणि द्रव्यमान यांचे गुणोत्तर १०⁻^५ ते १०⁻^३ पर्यंत राहील. या रॉकेटाची प्रगती आयनद्रायू बनविण्यासाठी व उच्च चुंबकीय क्षेत्र निर्माण करण्यासाठी सोप्या व कमी खर्चाच्या पद्धती शोधून काढण्यावर अवलंबून आहे. [⟶विद्युत् चुंबकीय प्रचालन].

फोटॉन रॉकेट : सध्या उपलब्ध असणार्याच रॉकेटांच्या साहाय्याने प्राप्त होणारा वेग जरी सामान्य अनुभवातील वेगापेक्षा खूपच जास्त असला, तरी अवकाश प्रवासाच्या दृष्टीने तो पुरेसा नाही. आपल्या सूर्यमालेतील नेपच्यून वगैरे लांबच्या ग्रहांकडे पोहचण्यास या वेगाने काही वर्षे लागतील. आपली सूर्यमाला सोडून अगदी सर्वांत जवळच्या ताऱ्याकडे जाण्यास एखाद्या अन्वेषक यानास कित्येक शतके प्रवास करावा लागेल. आपल्या व इतर सूर्यमालांचे संशोधन करावयाचे असल्यास यानाचा वेग जवळजवळ प्रकाशाच्या वेगाइतकाच झाला पाहिजे. रॉकेटाचा अत्युच्च वेग निष्कास वायूंच्या वेगाइतकाच असल्यामुळे अप्रकाशीय वेगासाठी वायूंऐवजी प्रखर किरणशलाका सोडणे तत्त्वतः शक्य आहे परंतु यासाठी अत्यंत मोठ्या प्रमाणात ऊर्जा उपलब्ध असली पाहिजे आणि तरीही निर्माण होणारा रेटा फारच थोडा असेल. या कारणांमुळे फोटॉन प्रचालन ही सध्या तरी केवळ कल्पनाच आहे.

आधुनिक सिद्धांतानुसार सर्व ⇨विद्युत् चुंबकीय प्रारणे कणरूपात (फोटॉन) उत्सर्जीत होतात व एका ठिकाणाहून दुसरीकडे प्रवास करतात. निर्वातात सर्व फोटॉन प्रकाशवेगानेच गतिमान असतात. प्रत्येक फोटॉनाच्या अंगी विशिष्ट ऊर्जा असून तिचे मान प्रारणाच्या तरंगलांबीवर अवलंबून असते. विद्युत् चुंबकीय प्रारण एखाद्या पृष्ठावर पडले असता त्या पृष्ठावर दाब निर्माण होतो व तो फोटॉनांच्या आघातामुळे असतो.

आ. **फोटॉन रॉकेटाची योजना :** (१) फोटॉन, (२) यान.

फोटॉन रॉकेटाचा एक पूर्णपणे काल्पनिक अभिकल्प आ. १९ मध्ये दाखविला आहे. यातील एंजिन हे एखादा तीव्र फोटॉन उद्गम (उदा., उच्च तापमानाला असणारा घन पदार्थ) व उत्सर्जित होणारे फोटॉन साधारणपणे समांतर शलाकेत केंद्रीभूत करणारे साधन यांचे बनलेले असते. आकृतीत दर्शविलेल्या दिशेने फोटॉन उत्सर्जित होऊन नेहमीप्रमाणे विरुद्ध दिशेने प्रतिक्रिया उद्भवेल आणि यानाला गती मिळेल. ही प्रणाली निष्कास वायूचा वेग प्रकाशवेगाइतका असलेल्या रॉकेटाच्या समान होईल. फोटॉन रॉकेटाच्या विशिष्ट आवेगाचे सैद्धांतिक मूल्य ३×१०^७ म्हणजे ३ कोटी सेकंद होईल (तथापि प्रकाश वेगाला द्रव्यमान अनंत होत असल्याने या मूल्याचा काही भौतिक अर्थ आहे की नाही याबद्दल शंकाच आहे). हे विशिष्ट आवेगाचे मूल्य आकर्षक वाटले, तरी फोटॉन रॉकेट चालविण्यास प्रचंड शक्ती लागेल, हे लक्षात घेणे आवश्यक आहे.

फोटॉन प्रचालनाचा एका निराळ्या रूपात सूर्यकुलामध्ये (पण कदाचित सूर्यकुलाच्या बाहेर नाही) उपयोग करता येण्याची शक्यता आहे. ही संकल्पना ‘सौरनयन’ म्हणून ओळखली जाते व तीत सूर्यापासून मिळणाऱ्याफोटॉनांनी एखाद्या पृष्ठावर दिलेल्या दाबाचा उपयोग केला जाईल. सौरनयनाकरिता यानाला एक बळकट व वजनाने हलक्या पदार्थाचे (उदा., मायलार प्लॅस्टिक पटलाचे) बनविलेले व प्रकाशाचे चांगले परावर्तन करणाऱ्या पदार्थाचा (उदा., ॲल्युमिनियमचा) एका बाजूने पातळ लेप दिलेले ‘शीड’ जोडता येईल तत्त्वतः सु. ९० चौ.मी. क्षेत्रफळाच्या सौर शिडावर सु. ९×१०⁻^५ किग्रॅ. इतका रेटा निर्माण होऊ शकेल. हा रेटा अल्प असला, तरी गुरुत्वाकर्षणीय प्रेरणा अवकाशात अल्प असल्याने व हा रेटा सतत निर्माण होत असल्याने कालांतराने बराच मोठा वेग (३२,००० किमी./तास पर्यंत) यानाला प्राप्त होईल. अशा सौरनयनाला प्रचालकाची आवश्यकता नसल्याने आवकाशात अभिभार वाहून नेण्यास आणि सूर्यकुलाचा अभ्यास करण्यास ही पद्धत आदर्श ठरेल.

रॉकेट प्रचालनासाठी वरील पद्धतीखेरीज द्रव्य व प्रतिद्रव्य (यातील कणांचे द्रव्यमान नेहमीच्या द्रव्यातील कणांइतकेच असून विद्युत् भार मात्र विरुद्ध असतो उदा., प्रोटॉनाचा प्रतिकण प्रतिप्रोटॉन याचा विद्युत् भार ऋण व द्रव्यमान प्रोटॉनाइतकेच असते) यांच्या नष्टीकरणांतून निर्माण होणाऱ्या प्रचंड ऊर्जेचा उपयोग करणे, ⇨सूक्ष्मतरंग शलाकेचा रेटा मिळविण्यासाठी उपयोग करणे, शक्तिमान ⇨लेसरपासून मिळणारी शलाका मोठ्या क्षेत्रफळाच्या शिडावर सोडून प्राप्त होणाऱ्या, रेट्याचा उपयोग करणे वगैरे विवध प्रगत पद्धतीसंबंधी अवकाशात अतिदूर जाण्यासाठी उपयोग करण्याच्या दृष्टीने संशोधन करण्यात येत आहे.

रॉकेट क्षेपणतळ : रॉकेट-प्रचालित यानाच्या जोडणीची, तपासणीची व क्षेपणाची अशा तळावर व्यवस्था केलेली असते. ज्यांच्या क्षेपणापूर्वी पुष्कळ तयारी करावी लागते अशा मोठ्या यानांकरिता हे तळ मुख्यत्वे वापरले जातात. लहान कार्यकारी रॉकेटांसाठी अशाच प्रकारची पण लहान प्रमाणातील सुविधा वापरतात.

रॉकेट यानात एक वा अधिक टप्पे व अभिसार यांचा समावेश असतो. हे घटक सामान्यतः निरनिराळ्या ठिकाणी तयार करून क्षेपण स्थानी आणले जातात. जोडणी प्रक्रियेत हे घटक क्षेपण योजनेनुसार योग्य तऱ्हेने जोडून त्यांतील यांत्रिक व विद्युत् जोडण्यांची खातरजमा करण्यात येते. तपासणी प्रक्रियेत यानातील सर्व घटकांची तपशीलवार चाचणी घेऊन त्यांचे कार्य योग्य तऱ्हेने चालले आहे की नाही याची खात्री करतात. व्यक्तिगत घटकांची अगर उपप्रणालींची चाचणी जोडणीपूर्वी अगर जोडणी चालू असताना करतात कारण त्या वेळी दुरुस्ती अगर दुसऱ्या योग्य भागाचा समावेश करणे शक्य होते. जोडणी पूर्ण झाल्यानंतर संपूर्ण वाहनाची एकूण तपशीलवार चाचणी घेतात व त्याची क्षेपणाच्या दृष्टीने त्याच्या सिद्धतेची खात्री करून घेतात. क्षेपण प्रक्रियेमध्ये अंतिम अधोगणना (प्रत्यक्ष क्षेपण क्षणापूर्वीपर्यंत राहिलेला काल उलटीकडून मोजणे) व उत्थानक्रिया यांचा समावेश होतो. अधोगणनेच्या काळात प्रचालक भरण्यात येतात, वाहनातील प्रणाली कार्यान्वित करण्यात येतात, क्षेपणास्त्रांच्या बाबतीत अंतिम तपासणी करून अस्त्रे योग्य ठिकाणी बसविली जातात आणि रॉकेटाच्या पहिल्या टप्प्याची एंजिने प्रज्वलित केली जातात.

क्षेपण फलाट हा सामान्यतः रॉकेट निष्कासाची उष्णता व दाब सहन करू शकेल अशी प्रचंड काँक्रीट संरचनाच असते. हा फलाट क्षेपणापूर्वी रॉकेट यानाला आधार देण्याबरोबर इतरही महत्त्वाची कार्ये करतो. त्यातील एका खोलीतून दूरवर्ती नियंत्रणाने प्रचालक भरण्याची क्रिया नियंत्रित केली जाते. यानामध्ये नेहमीचे कार्यकारी तापमान ठेवण्यासाठी अनुकूलित हवा पुरविण्यात येते. यान व क्षेपण नियंत्रण केंद्र यांतील दूरवर्ती नियंत्रण दुवे क्षेपण फलाटातील एका खोलीतून जोडलेले असतात. यानाच्या खाली एक ज्वाला-विचलक बसविलेला असून रॉकेट निष्कासाची दिशा योग्य तऱ्हेने वळवून फलाटाला धोका पोहोचणार नाही अशी व्यवस्था केलेली असते. ज्वाला-विचलक थंड करण्यासाठी उच्च दाबाच्या पाण्याच्या प्रचंड झोताचीव्यवस्था केलेली असते. या पाण्याच्या झोतामुळे आग संरक्षणाची सोयही होते बऱ्याच फलाटांवर प्रज्वलनप्रक्रिया चालू असताना यान योग्य प्रकारे धरून ठेवणारी यंत्रणा आणि पूर्ण रेटा प्राप्त झाल्यावर ते सोडणारी यंत्रणा असतात. धरून ठेवणारी यंत्रणा स्थिर रॉकेट एंजिनांच्या कार्याची चाचणी घेण्यासाठीही वापरता येते.

रॉकेट यानांच्या तपासणी व क्षेपण प्रक्रियांत अंकीय संगणाकांचा उपयोग वाढत्या प्रमाणात होत आहे. संगणकाच्या साहाय्याने चाचण्याची क्रम नियंत्रित ठेवून काही चूक असल्यास चाचणी करणाऱ्या तंत्रज्ञास संगणकाकडून ताबडतोब सूचना मिळते. संगणकामुळे प्राप्त होणाऱ्या वाढत्या अचूकतेमुळे व वेगामुळे जटिल अवकाशयानाचे क्षेपण शक्य झालेले आहे.

अवकाश पुनर्वापर-यानासारख्या जटिल यानांची जोडणी क्षेपणतळावर न करता चांगल्या निवाऱ्याची सुविधा असलेल्या ठिकाणी जोडण्यात व तपासण्यात येऊन नंतर असे यान प्रचंड गाड्यावर उभे करून प्रत्यक्ष क्षेपण स्थळी आणण्यात येते. अशा यानांच्या जोडणीस आणि उभारणीस कित्येक आठवडे वा महिने लागत असल्याने व क्षेपणतळावरील सुविधा फार काळ एकाच यानाकरिता गुंतवून ठेवणे शक्य नसल्याने अशी व्यवस्था करणे आवश्यक असते.

उपयोग : दुसरे महायुद्ध व त्यानंतरचे शीतयुद्ध या कालातील रॉकेटांच्या विकासामागील मुख्य हेतू त्यांचा युद्धस्त्रांसाठी वापर करण्याचाच होता. व्ही−२ रॉकेटांच्या पाठोपाठ युद्धानंतर लवकर मध्यम पल्ल्याची व आंतरखंडीय मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रे यशस्वीपणे बनविण्यात आली. हे क्षेपणास्त्रे म्हणजे अणुबाँब किंवा हायड्रोजन बाँब लक्ष्यावर नेणारी रॉकेटेच असतात. या क्षेपणास्त्रांचा अचूकपणा वाढविण्यासाठी मार्गदर्शक व्यवस्थेची योजना असते. यामुळे रॉकेट पूर्वनिर्धारित मार्गापासून थोडेही ढळल्यास त्या चुकीची आपोआप दुरुस्ती होते. ही क्षेपणास्त्रे स्वनातीत वेगाने उड्डाण करीत असल्याने त्यांचा वाटेतच नाश करण्याचा वा त्यांच्यापासून संरक्षण करण्यातचा कोणताच खात्रीलायक मार्ग अजून उपलब्ध नाही. यामुळे ही रॉकेट-प्रचालित मार्गदर्शित क्षेपणास्त्रे अत्यंत संहारक बाँब कोणत्याही लक्ष्यावर अचूक टाकण्याची भरवशाची साधने बनली आहेत. मध्यम व आंतरखंडीय पल्ल्यांखेरीज त्यापेक्षा कमी पल्ल्यांची विविध प्रकारची क्षेपणास्त्रेही विकसित करण्यात आलेली आहेत. [⟶ क्षेपणास्त्रे].

वातावरणविज्ञान : रॉकेटांचा दुसरा महत्त्वाचा उपयोग म्हणजे उच्चतर वातावरणाच्या अभ्यासाकरिता होणारा उपकरणयुक्त रॉकेटांचा वापर हा होय (या रॉकेटांना ‘रॉकेट साँड’ म्हणतात). भूपृष्ठापासून सु. ४० ते १६० किमी. उंचीच्या दरम्यानच्या भागाचे निरीक्षण करण्याचे हे एकमेव साधन आहे, कारण हा भाग विमाने व हायड्रोजन वायूने भरलेले फुगे यांच्या पल्ल्याच्या वर आणि कृत्रिम उपग्रहाच्या किमान कक्षेच्या उंचीच्या खाली येतो. ही रॉकेटे उदग्र (उभ्या) किंवा जवळजवळ उदग्र दिशेने वर जातात व क्षेपण स्थानापासून फारशा दूर नसलेल्या ठिकाणी खाली येतात. या रॉकेटांच्या उदग्र गतिमार्गामुळे निवडलेल्या स्थानावरील निरीक्षणांच्या मापनांची श्रेणी उपलब्ध होऊ शकते. जेव्हा परीक्षणाकरिता उपकरणे पुन्हा मिळवावी लागतात तेव्हा ही रॉकेटे विशेषत्वाने उपयुक्त असतात. अशा वेळी उपकरणयुक्त टोपण पूर्वनिर्धारित उंचीवर सोडले जाते व त्याच्या उतरण्याचा वेग हवाई छत्रीच्या साहाय्याने कमी केला जातो. याऐवजी रॉकेटाला अनेक ग्रेनेड (स्फोटक गोळे) जोडून त्यांचा ठराविक कालांतराने स्फोट करण्यात येतो व प्रत्येक स्फोटागणिक रॉकेट अधिकाधिक उंच जाऊ लागते. प्रत्येक स्फोटाच्या ज्वालामेघाच्या आकारावरून आणि गतीवरून त्या त्या उंचीवरील वाऱ्यांचा वेग व दिशा निश्चित करता येतात. रॉकेटाने त्याच्या क्षमतेनुसार उच्चतम उंची गाठल्यावर त्यातून वातावरणवैज्ञानिक उपकरणयुक्त पोकळ गोलक किंवा हवाई छत्र्या बाहेर पडतात. खाली येताना ठराविक कालांतराने त्यातील दूरमापक उपरणे वातावरणातील विविध उंचीवरील थरांचे तापमान व घनता, तेथील पवनवेग व दिशा, वातावरणीय दाब आणि ओझोनचे प्रमाण यांचे मापन करतात. ही निरीक्षणे रेडिओ प्रेषकांद्वारे पृथ्वीवरील विविध वेधशाळांकडे पाठविण्यात येतात. या रॉकेटाचा मापनकाल अल्प (सु. ५ ते १० मिनिटे) असला, तरी २५ ते ८० किमी. दरम्यानच्या निरनिराळ्या उंचीवरील हवेच्या गुणधर्मांचे मापन करण्यास त्यांची खूपच मदत झालेली आहे. २५ ते ५५ किमी. उंचीवर असलेल्या वातावरणातील उष्णतर थरांत वाढत्या उंचीप्रमाणे तापमान व ओझोनाचे प्रमाण लक्षणीय त्वरेने बदलत असते. हे बदल व स्तरावरणातील हवेचे अभिसरण वातावरणवैज्ञानिक रॉकेटे अचूकपणे निर्धारित करू शकतात. या रॉकेटांची सर्वसाधारणपणे लांबी २−९० मी., वजन १५.५ किग्रॅ व उपकरणयुक्त नलिकेची लांबी सु. ३० सेंमी. असते.

ऑक्टोबर १९५९ नंतर जगातील २६ ठिकाणांहून ठराविक वेळी (साधारण मध्यान्हीला), ठराविक पद्धतीने सोमवारी, बुधवारी व शुक्रवारी वातावरणवैज्ञानिक रॉकेटे सोडली जात. १९७७ पर्यंत सु. २५,००० रॉकेटे उच्चतर वातावरणात पाठविली गेली. काही ठिकाणी हवामानाचे वैशिष्ट्यपूर्ण आविष्कार घडत असताना रॉकेटांच्या साहाय्याने वातावरणाची तत्कालिन स्थिती विशेष दक्षतेने अभ्यासिली गेली. १९६८ मध्ये जागतिक प्रमाणावर वातावरणवैज्ञानिक रॉकेट जालक (मिटिऑरॉलॉजिकल रॉकेट नेटवर्क एम आर एन) स्थापन झाले. त्यातील क्षेपण व निरीक्षण केंद्रांची एकूण संख्या ५६ असून त्यांपैकी ४४ उत्तर गोलार्धात व १२ दक्षिण गोलार्धात आहेत. सहा जहाजांवरूनही रॉकेट क्षेपित केली जातात. भारतात थुंबा येथील रॉकेट क्षेपित करण्यात येतात. जागतिक क्षेपण केद्रांच्या जालकातून साधारणपणे वर्षांतून निरनिराळ्या ठिकाणांहून एकूण २,००० रॉकेट उच्चतर वातावरणात क्षेपित करण्यात येतात.

कृत्रिम पाऊस पाडण्याच्या प्रयोगांत सिव्हर आयोडाइडाचे कण ढगात विखुरण्यासाठी रॉकेटांचा उपयोग करम्यात येतो. ⇨आयनांबराचे संशोधन करण्यासाठीही उपकरणयुक्त रॉकेटांचा उपयोग केला जातो.

ज्योतिषशास्त्र : सूर्य व इतर खस्थ पदार्थांपासून येणाऱ्या आणि भूपृष्ठापासून २५० किमी. व ४० किमी. यांच्या दरम्यानच्या भागात जवळजवळ पूर्णपणे शोषण होणाऱ्या तरंगलांब्याच्या विद्युत् चुंबकीय प्रारणाचे मापन करण्यासाठी उपकरणयुक्त रॉकेटांचा उपयोग करण्यात येतो. १९४६ मध्ये जप्त केलेल्या व्ही−२ रॉकेटांच्या साहाय्याने रॉकेट ज्योतिषशास्त्राचा प्रारंभ झाला व आता यात अनेक जटिल स्वरूपाची उपकरणे वापरण्यात येत आहेत. अमेरिकेची संयुक्त संस्थाने, ब्रिटन, फ्रान्स, पश्चिम जर्मनी, जपान, रशिया व इतर देशांत या विषयाचे अध्ययन करण्यात येते. या कामी द्रव प्रचलित व घन उत्थापक जोडलेले एरोबी रॉकेट प्रदीर्घ काळ वापरात आहे. याखेरीज ब्लॅक ब्रांट हे रॉकेटही सर्वसाधारण उपयोगात आहे. एरोवी−१७० व ब्लॅक ब्रांट व्ही-सी ही रॉकेटे कित्येक किग्रॅ. अभिभार २५०−३०० किमी. उंचीपर्यंत नेऊ शकतात. हवाई छत्रीच्या साहाय्याने वैज्ञानिक अभिभार परत मिळविता येत असल्याने छायाचित्रीय व इतर दूरमापनाने न पाठविता आलेला माहिती उपलब्ध होऊ शकते तसेच ही उपकरणे पुन्हा रॉकेटाबरोबर पाठवतायेतात. सौर रॉकेट ज्योतिषशास्त्राद्वारे सौर वातावरण, त्यातील चुंबकीय क्षेत्राचे कार्य व सौर उद्रेक यांविषयी पुष्कळ उपयुक्त माहिती मिळालेली आहे. सूर्याखेरीज इतर खस्थ पदार्थाची तेजस्विता कमी असल्याने त्यांच्या संबंधीची माहिती रॉकेटाच्या साहाय्याने मिळविणे अवघड असते. खस्थ पदार्थापासून येणाऱ्या क्ष-किरण प्रारणाचा शोध १९५६ मध्ये एरोबी रॉकेटांवरील उपकरणांद्वारे लागला आणि त्यामुळे ⇨ क्ष-किरण ज्योतिषशास्त्र ही नवीनच शाखा उदयास आली.

वैमानिकी : लहान धावपट्टीवरूनही विमानोड्डाण शक्य व्हावे म्हणून उड्डाण-साहाय्यक रॉकेट एंजिने बनविण्यात आली आहेत. पूर्णतः रॉकेट शक्तीवरच चालणारी विमानेही बनविण्यात आली आहेत परंतु उड्डाणासाठी लागणाऱ्या प्रचालकाच्या साठ्याचेच वजन फार होत असल्याने अशा विमानाचे एंजिन थोडा वेळच चालू शकते. अर्थातच या विमानांचा पल्ला कमी असतो. दुसऱ्या महायुद्धकाळात जर्मनांनी रॉकेट विमानाची यशस्वी उड्डाण चाचणी केलेली होती. आणि त्यायानंतर काही वर्षांनी अमेरिकेच्या एक्स−१ या रॉकेट प्रचालित संशोधन विमानाने ध्वनि-वेगापेक्षा जास्त वेगाने उड्डाण केले होते. जेथे साधी विमाने पोहोचूही शकत नाहीत अशा उंचीवर रॉकेट प्रचालित विमाने अधिक कार्यक्षमतेने उड्डाण करी शकतात. त्यांचा वर चढण्याचा वेग खूप जास्त असतो आणि ध्वनिच्या वेगाच्या कित्येक पट जास्त वेगाने ती उड्डाण करू शकतात. मानवाच्या अलीकडील अवकाश प्रवासाच्या आधी मानवसहित यानाच्या उड्डाणाच्या अत्युच्च वेगाचा व उंचीचा विक्रम अशाच विमानांनी केला होता. आतापर्यंत रॉकेट प्रचालित विमाने युद्धात व संशोधनासाठी वापरण्याकरिताच बनविली गेली आहे.

अवकाशविज्ञान : रॉकेटाचा सर्वांत नेत्रदीपक उपयोग अवकाश विज्ञानात करण्यात आलेली आहे. विविध प्रकारचे कृत्रिम उपग्रह व अन्वेषक याने पृथ्वीभोवतीच्या तसेच सूर्य, चंद्र, बुध, शुक्र इत्यादीच्या कक्षांत सोडण्यासाठी रॉकेटांचा वापर करण्यात आलेला आहे. मानवसहित आवकाशयाने पृथ्वीभोवतीच्या व चंद्राभोवतीच्या कक्षांत क्षेपित करण्यासाठी रॉकेटांचा यशस्वीपणे उपयोग करण्यात आलेला आहे. अवकाशातील निर्वातात प्रवास करण्याचे रॉकेट हे एकमेव साधन सध्या उपलब्ध आहे. अवकाशयानाच्या वेगाचे आणि दिशेचे नियंत्रण करण्यासाठी रॉकेटाचाच उपयोग करणे भाग असते. (खंड १ मधील चित्रपत्रे ३९ व ४१ पहावीत).

पाहा : अवकाशविज्ञान; उपग्रह, कृत्रिम क्षेपणास्त्रे.

संदर्भ :

Baker, D., The Rocket, New York, 1976.
Barrere, M. and others, Rocket Propulsion, New York, 1960.
Fedosiev, V. I.; Siniarev, G. B. Trans., Samburoff, S. N. Introduction to Rocket Technology, New York, 1959.
Gatland, K. W., Missiles and Rockets, London, 1975.
Glasstone. S., Sourcebook on the Spaces Sciences, Princeton, 1965.
Gurney, G, Ed., Rocket and Missile Technology, New York, 1964.
Holder, W. G.; Holder, G. Saturn V : The Moon Rocket, New York, 1969.
Kuentz. C., Understanding Rockets and Their Propulsion, New York, 1964.
Ley, W., Rockets, Missiles and Space Travel, London, 1958.
Stoiko, M., Soviet Rocketry: Past, Present and Future, New York, 1970.
Sutton, G. P.; Ross, D. M., Rocket Propulsion Elements: An Introduction to the Engineering of Rockets, New York, 1976.
Von Braun. W.; Ordway, F. I., History of Rocketry and Space Travel, New York, 1975.
Von Braun, W.; Ordway, F. I., The Rocker’s Red Glare, New York, 1976.

लेखक : देव्हारे, हे. ग.; भदे, व. ग.; चोरघडे, शं. ल.

आपल्या मित्रपरिवारात शेअर करा..

You Might Also Like

उपग्रह, कृत्रिम

जिनीव्हा युद्धसंकेत

व्यूहतंत्र, सैनिकी

आर्माडा