Le premier réacteur
Le moteur fusée est le premier réacteur mis au point. Il semble avoir été utilisé par les armées chinoises pendant le premier millénaire, son apparition en europe est beaucoup plus tardive. Ce type de propulseur est aujourd'hui utilisé essentiellement sur les lanceurs de statellites et les missiles.
Une fusée utilise un mélange chimique appelé propergol, le propergol brûle sans utiliser l'oxygène de l'air et produit une grande quantité de gaz chauds utilisés pour la propulsion. Il existe principalement deux types de fusée, les fusée à propergol liquide et les fusées à propergol solide. Les premières sont essentiellement destinées aux engins de petites tailles et aux accélérateurs de véhicules spatiaux ( boosters ) alors que les secondes sont utilisées sur des engins plus imposants.
Fonctionnement de la fusée à propergol solide
La fusée se présente comme un conteneur creux contenant une certaine quantité de propergol sous forme solide ou pulvérulente ( poudre ) assimilable à un explosif. Ce propergol est brûlé dans une tuyère, une grande quantité de gaz chauds qui sont éjectés avec force vers l'arrière de la fusée entraînant sa propulsion vers l'avant.
Très fiable, ne posant pas de problème de stockage et de mise en oeuvre, ce type de fusée est très utilisé sur les petits engins. De très nombreux types de propergol sont employés depuis la poudre noire jusqu'au mélange perchlorate d'ammonium / aluminium des boosters la navette spatiale ou d'Ariane 5 en passant par les poudres nitrocellulosqiues fabriquées à partir de coton...
Les fusées de feux d'artifices fonctionnent également selon ce principe.
Fonctionnement de la fusée à propergol liquide
Ce type de moteur utilise non pas un propergol simple mais un comburant et un carburant distincts et stockés indépendamment dans deux réservoirs. Le comburant peut par exemple être du dioxygène liquide, le carburant du dihydrogène liquide. Les comburants et carburants sont aspirés par des pompes à haute pression et injectés dans une chambre de combustion où ils sont brûlés. ils produisent ainsi une grande quantité de gaz chauds éjectés par la tuyère.
La proximité d'un comburant et d'un carburant présente de très grands risques d'explosion, l'accident le plus fréquent sur ce type de moteur est la rupture des réservoirs entraînant rapidement une explosion ( c'est ce qui a causé l'accident de la navette spatiale Challenger en 1987 ).
En général, les réservoirs sont remplis quelques heures avant le lancement de manière à limiter les risques. Les fumerolles que l'on peut observer à cette occasion sont dues aux très basses températures des ergols (-253°C pour l'hydrogène liquide et -183°C pour l'oxygène liquide ). Les performances des propulseurs à propergols liquides sont très bonnes mais demandent de très lourdes infrastructures compatibles avec la gamme des température atteintes.
