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32 関係: 加速度、原子力推進、はやぶさ (探査機)、姿勢制御、宇宙探査機、宇宙機、人工衛星、低軌道、ハイパーゴリック推進剤、バーニヤ、ロケット、ロケットエンジン、ロケットエンジンの推進剤、ブースター、プロペラ、ヒドラジン、アポジキックモーター、アジマススラスター、イオンエンジン、シュナイダープロペラ、ジェットエンジン、サイドスラスター、固体ロケットブースター、固体燃料ロケット、四酸化二窒素、燃料、触媒、軌道 (力学)、酸化剤、推力、比推力、液体燃料ロケット。
加速度
加速度（かそくど、acceleration）は、単位時間当たりの速度の変化率。速度がベクトルなので、加速度も同様にベクトルとなる。加速度はベクトルとして平行四辺形の法則で合成や分解ができるのは力や速度の場合と同様であるが、法線加速度、接線加速度に分解されることが多い。法線加速度は向きを変え、接線加速度は速さを変える。 速度を v とすれば、加速度 a は速度の時間 t についての微分であり, と定義される。 平面運動を極座標(r,θ)で表した場合、動径方向・角方向成分はそれぞれ となる。 一般に「減速度（げんそくど）」と言われるのは、負（進行方向と反対）の加速度の事である。また、進行方向を変える（曲がる）のは、進行方向とは異なる方向への加速度を受けるという事である。 遠心力による加速度を遠心加速度という。 物体に加速度がかかることと、力が加わることとは等価である。（運動の第2法則） ちなみに、加速度の単位時間当たりの変化率は、加加速度あるいは躍度とよばれる。.
原子力推進
原子力推進（げんしりょくすいしん、Nuclear propulsion）とは、原子力をエネルギー源とする推進のこと。各種の方式がある。乗り物（無人ヴィークル含む、むしろ、放射線のことを考えるとそちらの応用のほうが有力かもしれない）としては、原子力船、原子力飛行機、各種の原子力ロケットや宇宙船などが考察されており、一部は実用化されているものもある。.
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はやぶさ (探査機)
はやぶさ（第20号科学衛星MUSES-C）は、2003年5月9日13時29分25秒（日本標準時、以下同様）に宇宙科学研究所（ISAS）が打ち上げた小惑星探査機で、ひてん、はるかに続くMUSESシリーズ3番目の工学実験機である。 イオンエンジンの実証試験を行いながら2005年夏にアポロ群の小惑星 (25143) イトカワに到達し、その表面を詳しく観測してサンプル採集を試みた後、2010年6月13日22時51分、60億 kmの旅を終え、地球に大気圏再突入した。地球重力圏外にある天体の固体表面に着陸してのサンプルリターンに、世界で初めて成功した。.
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姿勢制御
姿勢制御（しせいせいぎょ）とは姿勢を制御すること。姿勢とはなんらかの物体がいかなる方向を向いているか、ということであり、一般にベクトルの組などで表される。ロボットなどでも多用される語だが、以下ではもっぱら宇宙機のそれについて説明する。.
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宇宙探査機
宇宙探査機（うちゅうたんさき、英語：space probe）は、探査機の一種で、地球以外の天体などを探査する目的で地球軌道外の宇宙に送り出される宇宙機であり、ほとんどが無人機である。宇宙空間そのものの観測（太陽風や磁場など）、あるいは、惑星、衛星、太陽、彗星、小惑星などの探査を目的とする。現在は技術の限界から太陽系内の探査にとどまっているが、遠い将来は太陽系の外へ探査機を飛ばすことを考える科学者もいる。.
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宇宙機
宇宙機（うちゅうき、spacecraft）とは、打ち上げロケット (launch vehicle) を用いて大気圏外で使用される人工物のことYahoo!百科事典「宇宙機」新羅一郎、久保園晃 執筆 。.
人工衛星
GPS衛星の軌道アニメーション 人工衛星（じんこうえいせい）とは、惑星、主に地球の軌道上に存在し、具体的な目的を持つ人工天体。地球では、ある物体をロケットに載せて第一宇宙速度（理論上、海抜0 mでは約 7.9 km/s.
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低軌道
低軌道 (ていきどう、英語: low orbit) は、人工衛星などの物体のとる衛星軌道のうち、中軌道よりも高度が低いもの。 地球を回る低軌道を地球低軌道 (low Earth orbit、LEO) と言う。LEOは、地球表面からの高度2,000km以下を差し、これに対し、中軌道(MEO)は2,000 kmから36,000 km未満、静止軌道(GEO)は36 000 km前後である。地球低軌道衛星は、約27400 km/h（約8 km/s）で飛行し、1回の周回に約1.5時間を要する（高度約350 kmの例）。 大気のある天体では、低軌道より低い軌道は安定せず、大気の抵抗で急激に高度を下げ、やがては大気中で燃え尽きてしまう。 低軌道は、地球に接近しているという点で、次のような利点がある。.
ハイパーゴリック推進剤
ハイパーゴリック推進剤（, 自己着火性推進剤）は、2液（酸化剤と燃料）を混ぜるだけで爆発的に燃焼する（自己着火性）の推進剤である。 ハイパーゴリック推進剤は初期に設計されたロケットのエンジンや、スペースシャトルなどの宇宙機の軌道制御や姿勢制御に使う再着火回数要求が多いエンジン（静止衛星の軌道投入用のアポジエンジンなど）に使われている。ハイパーゴリック推進剤は反応性が強く毒性があるものが多い為、地上での燃料充填作業時は完全防護服の着用が必要になるなど取り扱いが難しいという欠点がある。.
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バーニヤ
バーニヤ（副尺、遊尺、遊標、バーニア、バーニヤスケール、Vernier Scale）は、ノギス等に付随し、最小目盛以下の数値を読取る補助をするもの。フランスの数学者ピエール・ヴェルニエ（Pierre Vernier, 1580-1637）による発明とされ、名称はその名の英語読みに由来する。 転じて、英語では機械工学用語で補助装置の事を vernier と言う。また、微動・微調用に用いられることから、ロケットや宇宙船の姿勢制御用の補助エンジンもバーニヤ（あるいはバーニヤスラスタエンジン、バーニヤエンジン、バーニアスラスタ）と呼ばれる。.
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ロケット
ット（rocket）は、自らの質量の一部を後方に射出し、その反作用で進む力（推力）を得る装置（ロケットエンジン）、もしくはその推力を利用して移動する装置である。外気から酸化剤を取り込む物（ジェットエンジン）は除く。 狭義にはロケットエンジン自体をいうが、先端部に人工衛星や宇宙探査機などのペイロードを搭載して宇宙空間の特定の軌道に投入させる手段として使われる、ロケットエンジンを推進力とするローンチ・ヴィークル（打ち上げ機）全体をロケットということも多い。 また、ロケットの先端部に核弾頭や爆発物などの軍事用のペイロードを搭載して標的や目的地に着弾させる場合にはミサイルとして区別され、弾道飛行をして目的地に着弾させるものを特に弾道ミサイルとして区別している。なお、北朝鮮による人工衛星の打ち上げは国際社会から事実上の弾道ミサイル発射実験と見なされており国際連合安全保障理事会決議1718と1874と2087でも禁止されているため、特に日本国内においては人工衛星打ち上げであってもロケットではなくミサイルと報道されている。 なお、推力を得るために射出される質量（推進剤、プロペラント）が何か、それらを動かすエネルギーは何から得るかにより、ロケットは様々な方式に分類されるが、ここでは最も一般的に使われている化学ロケット（化学燃料ロケット）を中心に述べる。 ロケットの語源は、1379年にイタリアの芸術家兼技術者であるムラトーリが西欧で初めて火薬推進式のロケットを作り、それを形状にちなんで『ロッケッタ』と名づけたことによる。.
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ロケットエンジン
ットエンジンとは推進剤を噴射する事によってその反動で推力を得るエンジンである。ニュートンの第3法則に基づく。 同義語としてロケットモータがある。こちらは固体燃料ロケットエンジンの場合に用いられるのが一般的である。.
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ロケットエンジンの推進剤
ットエンジンの推進剤（ロケットエンジンのすいしんざい）の記事では、ロケットエンジンないしロケットによる打上げのシステムにおける推進剤（プロペラント）に関する事項について述べる。.
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ブースター
ブースター (booster) とは、エンジン類などの、推力などの出力を、積み増し（ブースト）する機構や補機や追加機関などである。この記事では主に、宇宙機等の打上げ機等に追加される、補助用のロケットエンジンを含むモジュール（「補助ロケット」等の名称もある）について述べる（その他の「ブースター」については、ブースター (曖昧さ回避) を参照）。 打上げシステムにおいてブースターは、離床時から離床直後の垂直上昇する、大推力が必要な期間において、主機関のロケットエンジンの推力を補助する推力を発生する。そのため多段式打上げシステムの第0段に相当するとみなされることもある。また、スペースシャトル計画以降のトレンドであった液酸液水系が主機関の場合など、スペースシャトルオービタ自身のSSMEがそうであったが、噴射速度（比推力）では高性能だが推力が小さく自力では離床不可能な場合もあり、そういった場合はむしろブースターが1段目で主機関は2段目、という構成に近い。 推力を調整する必要が無いので固体燃料ロケットによる固体ロケットブースターも多いが、液体燃料ロケットによる液体ロケットブースターも多い（スペースシャトルシステムのSRBが固体だったので、有人の打上げシステムでも固体が使われる印象が強いかもしれないが、これに関してはシャトルが例外である）。 ペイロードの状態に応じて推力を調整するために、主エンジンの推力に加えてブースターロケットの推力で合計推力を調整するロケットでは、同じ打ち上げロケットでもミッションによって使用するブースターロケットの数や種類を変える。主エンジンの周りを取り囲むようにくくりつけられることからストラップ・オン・ブースター (SOB) とも呼ばれる。使用後は切り離されて投棄されるものが多いが回収再利用するものもある。.
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プロペラ
プロペラ は、飛行機や船などに装備され、原動機から出力される回転力を推進力へと変換するための装置である。揚力を得るための複数枚のブレード（羽根）、ブレードを支持するとともにシャフトからの出力を伝えるハブ、その他の部品によって構成される。 スクリューとも呼ばれる舶用のものについてはスクリュープロペラの記事を参照。 回転数を上げることでパワー（推力・速度）を上げることができるが、後述のように空気中でも水中でも限界がある。.
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ヒドラジン
ヒドラジン (hydrazine) は、無機化合物の一種で、分子式 N2H4と表される弱塩基。 アンモニアに似た刺激臭を持つ無色の液体で、空気に触れると白煙を生じる。水に易溶。強い還元性を持ち、分解しやすい。引火性があり、ロケットや航空機の燃料として用いられる。 常温での保存が可能であるため、F-16戦闘機の非常用電源装置(EPU)やロシアなどのミサイルの燃料としても広く用いられており、また人工衛星や宇宙探査機の姿勢制御用推進器の燃料としても使われている。プラスチック成形時の発泡剤、エアバッグ起爆剤、各種脱酸素剤として広く使用され、特に火力・原子力発電所用高圧ボイラーの防食剤として使用されている。水加ヒドラジンは水素に代わる燃料電池の燃料としても模索されている。 だが人体へは、気化吸引、皮膚への接触ともに腐食をもたらす。また中毒症状をおこす。「毒物及び劇物取締法」により毒物に指定されている。 水と共沸し、55 mol%のヒドラジンを含む混合物を与える。化学実験で用いる際は通常、抱水ヒドラジン(ヒドラジン一水和物、N2H4•H2O)が用いられる。.
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アポジキックモーター
アポジキックモーター（Apogee Kick Motor, AKM）は、人工衛星の軌道投入に使われる上段の推進装置のことで、アポジモーター（固体ロケットモーター使用時）、またはアポジエンジン（液体エンジン使用時）とも呼ばれている。 衛星下部またはロケット最上部に搭載され、人工衛星を静止トランスファ軌道から静止軌道へ投入（近地点を上昇）するため、遠地点（アポジ）で噴射が行われる。.
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アジマススラスター
アジマススラスター (azimuth thruster) は船舶の推進装置の一種で、水平方向に360度回転するポッドにプロペラを装備したもの。.
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イオンエンジン
ェット推進研究所(JPL)のキセノンイオンエンジン イオンエンジン (Ion engine) は、電気推進とよばれる方式を採用したロケットエンジンの一種で、マイクロ波を使って生成したプラズマ状イオンを静電場で加速・噴射することで推力を得る。イオン推進、イオンロケット、イオンスラスタなどともいう。最大推力は小さいが、比較的少ない燃料で長時間動作させられる特徴をもち、打ち上げられた後の人工衛星や宇宙探査機の軌道制御に用いられることが多い。 以前は実証試験として搭載される例が多かったが、近年では、従来のヒドラジン系推進器に替わる標準装備となりつつある。比推力が化学ロケットよりも格段に高いため、静止衛星の長寿命化に貢献している。.
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シュナイダープロペラ
ュナイダープロペラとは船舶用推進装置の一形態である。一般的な船舶では推進力を得るためにスクリュープロペラを使用し、方向を変える際に舵（かじ）を用いるのに対し、シュナイダープロペラは双方の機能を兼ねる。回転する円盤に垂直に取り付けられた羽根の角度を連続的に制御し、おのおのの羽根が次々と揚力（＝推力）を発生させることで瞬時に任意の推力、向きを得られる。 Image:VSPforces.jpg|推力発生メカニズム Image:VSPcycloide.jpg|羽根の傾きの変化.
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ジェットエンジン
ェットエンジン（jet engine）とは、外部から空気を取り入れて噴流（ジェット）を生成し、その反作用を推進に利用する熱機関である。ジェットの生成エネルギーには、取り込んだ空気に含まれる酸素と燃料との化学反応（燃焼）の熱エネルギーが利用される。狭義には、空気吸い込み型の噴流エンジンだけを指す。また、主に航空機（固定翼機、回転翼機）やミサイルの推進機関または動力源として使用される。 ジェット推進は、噴流の反作用により推進力を得る。具体的には、噴流が生み出す運動量変化による反作用（反動）がダクトノズルやプラグノズルに伝わり、推進力が生成される。なお、ジェット推進と同様の噴流が最終的に生成されるものであっても、熱力学的に噴流を生成していないもの、例えばプロペラやファン推力などは、通常はジェット推進には含めない。プロペラやファンは、直接的には回転翼による揚力を推力としている。 ジェット推進を利用している熱機関であっても、ジェット推進を利用しているエンジン全てがジェットエンジンと認識されているわけではなく、外部から取り込んだ空気を利用しないもの（典型的には、ロケットエンジン）は、通俗的にはジェットエンジンに含められていない。ジェットエンジンとロケットエンジンは、用途とメカニズムが異なる。具体的には、ジェットエンジンは、推進のためのジェット噴流を生成するために外部から空気を取り入れる必要があるのに対し、ロケットエンジンは酸化剤を搭載して噴出ガスの反動で進むため、宇宙空間でも使用可能である点が強調される。その代わりにロケットエンジンの燃焼器より前に噴流は全くない。そのため吸気側の噴流も推進力に利用するジェットエンジンと比較して構造も大気中の効率も大幅に異なり、区別して扱われる。 現代の実用ジェットエンジンのほとんどは噴流の持続的な生成にガスタービン原動機を使っている。タービンとはラテン語の「回転するもの」という語源から来た連続回転機のことである。このため、連続的にガスジェットを生成できることが好都合であるが、実際にはタービンを使わないジェットエンジンも多数あり、タービンの有無はジェットエンジンであるか否かの本質とは関係ない。ただしガスタービン原動機を使うことで、回転翼推力とジェット推力の複合出力エンジンとして様々な最適化が可能になり、複数の形式が生まれた。 さらに、ジェットエンジンは熱機関の分類（すなわち「内燃機関」か「外燃機関」か）からも独立した概念である。つまり、ジェットエンジンは基本的には内燃機関であるが、実用化されていないものの、原子力ジェットエンジンのような純粋な外燃機関のジェットエンジンも存在しうる。.
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サイドスラスター
イドスラスター（side thruster）は、船を横方向に動かすための動力装置である。接岸や離岸の際に使用することで、時間や手間を省き、安全を確保することを目的に、比較的大きな船に装備されることが多い。.
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固体ロケットブースター
固体ロケットブースター（こたいロケットブースター、Solid rocket booster, SRB）は、固体燃料ロケットエンジンによるブースターである。多くの打上げロケットのシステムが固体ロケットブースターを使用している。固体ロケットブースターを持つロケットとして、日本のH-IIAロケット (SRB-A)、ヨーロッパのアリアン5、アメリカのアトラス V（オプションで追加可能）、NASAのスペースシャトルなどがある。スペースシャトルシステムはこの種のブースターとしては最大の「スペースシャトル固体燃料補助ロケット (SRB)」を2本使用する。 固体ロケットブースターの利点は液体ロケットブースターと比較して遥かに大きな推力が得られ、推進剤を低温に保つ為の冷凍機や断熱材が不要な事である。液体燃料ロケットを主エンジンとする打上げシステムに固体燃料ロケットブースターを加える事により、液体燃料の量を減らし、打上げ時のロケットの総重量を減らす事が出来る。これは多段化の一種と捉えることができる。 ブースターにより打上げシステムの性能を向上させる例として（基本的な議論は液体でも変わらないが、固体の例としては）、アリアン4のブースター無しの構成であるAR40が静止トランスファ軌道までのペイロード2175 kgに対し、4基の固体ブースターを追加したAR44Pでは3465 kgまで向上している。スペースシャトルのSRBの推進剤の重量はそれぞれ約である。.
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固体燃料ロケット
固体燃料ロケット（こたいねんりょうロケット）は、固体の燃料と酸化剤を混錬してロケット本体（モーターケース）に充填した固体燃料を使用するロケットである。単に固体ロケットとも呼ばれる。単純なものは主に、モーターケース、ノズル、推進薬、点火装置（イグナイター）で構成される。 液体燃料ロケットとは異なり、使用時にはポンプなどの機械部品で燃料を燃焼室に移送することなくロケット内部の燃料へそのまま点火する。 構造的にはロケット花火を例にすると想像するのに丁度いい。ケースが外側の紙ケース、ノズルが紙ケース下部、推進薬が火薬、点火装置が導火線である。実際ロケット花火も固体燃料ロケットの一種である。.
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四酸化二窒素
四酸化二窒素（しさんかにちっそ、dinitrogen tetroxide or nitrogen peroxide）は化学式 N2O4で表される窒素酸化物の一種である。窒素の酸化数は+4。強い酸化剤で高い毒性と腐食性を有する。四酸化二窒素はロケットエンジンの推進剤で酸化剤として注目されてきた。また化学合成においても有用な試薬である。固体では無色であるが、液体、気体では平衡副生成物の為、呈色している場合が多い（構造と特性に詳しい）。.
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燃料
木は最も古くから利用されてきた燃料の1つである 燃料（ねんりょう）とは、化学反応・原子核反応を外部から起こすことなどによってエネルギーを発生させるもののことである。古くは火をおこすために用いられ、次第にその利用の幅を広げ、現在では火をおこさない燃料もある。.
触媒
触媒（しょくばい）とは、特定の化学反応の反応速度を速める物質で、自身は反応の前後で変化しないものをいう。また、反応によって消費されても、反応の完了と同時に再生し、変化していないように見えるものも触媒とされる。「触媒」という用語は明治の化学者が英語の catalyser、ドイツ語の Katalysator を翻訳したものである。今日では、触媒は英語では catalyst、触媒の作用を catalysis という。 今日では反応の種類に応じて多くの種類の触媒が開発されている。特に化学工業や有機化学では欠くことができない。また、生物にとっては酵素が重要な触媒としてはたらいている。.
軌道 (力学)
2つの異なる質量の物体が、同じ重心の周りの軌道を回っている 軌道（きどう、orbit）とは力学において、ある物体が重力などの向心力の影響を受けて他の物体の周囲を運動する経路を指す。.
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酸化剤
酸化剤のハザードシンボル 酸化とは、ある物質が酸と化合する、水素を放出するなどの化学反応である。酸化剤（さんかざい、Oxidizing agent、oxidant、oxidizer、oxidiser）は、酸化過程における酸の供給源になる物質である。主な酸化剤は酸素であり、一般的な酸化剤は酸素を含む。 酸化反応に伴い熱やエネルギーが発生し、燃焼や爆発は、急激な酸化現象である。酸化剤は燃料や爆薬が燃焼する際に加えられて、酸素を供給する役割を果たす。一般に用いられる酸化剤としては空気，酸素，オゾン，硝酸，ハロゲン (塩素，臭素，ヨウ素) などがある。.
推力
推力（すいりょく、スラスト、thrust）とは、移動する物体（走行物体や飛行物体 等々）を進行方向に推し進める力のこと平凡社『世界大百科事典』 第2版 「推力」。「推進力」とも。.
比推力
比推力（ひすいりょく、、I）は、ロケットエンジン（ジェットエンジンに対しても定義できる）の推進剤効率を示す尺度であり、推進剤の質量流量に対する推力の大きさを示す。 定義は「推力/（推進剤質量流量・地球の重力加速度）」で、単位は秒である。ノズルの適正膨張を仮定すれば、「噴射速度を重力加速度で割った物」という物理的な意味を持つ。言葉を換えれば、 となり、これは例えば「地球の地表の場合であれば、1トンの燃料を燃やすことで1トンの物を、その重量に抗して空中に支えるだけの垂直推力を維持できる秒数」といえる。この場合、推進剤以外のロケットの質量は全く関係が無く、燃焼に伴って推進剤が減ることも考慮しない。（力の基準として地球の重力加速度を使っているため「地球の地表の場合」や「重量」という表現が使われる数字になってしまうが、ロケットエンジンの性能の指標的な意味としては、前述の「噴射速度」として、地球と無関係に成立する。直感的に説明すると、噴射速度が速ければ速いほど、単位時間当たりの推進剤質量流量が小さくても、同じだけの推力を発生させることができる、という意味で、ある種の「燃費」のような指針と言える） ロケットエンジンやロケットモーターの質量も関係せず、少量で軽い燃料を高速で噴射するほど比推力は向上する。推進器が燃料を消費する効率について、多種多様な推進器同士の比推力を比べることは意味を持つが、推進器や燃料タンクの質量は考慮されていないため燃料効率以外の性能や経済性は示していない。 推進器の性能は、比推力ばかりでなく補機類を含む推進器の質量をふまえた推力重量比も重要であり、総合的には、信頼性、安全性、さらには製造コストといった経済性も総合的な性能に含まれることがある。.
液体燃料ロケット
液体燃料ロケット（えきたいねんりょうロケット）は、液体の燃料と酸化剤をタンクに貯蔵し、それをエンジンの燃焼室で適宜混合して燃焼させ推力を発生させるロケットである。単に液体ロケットとも呼ばれる。人工衛星の姿勢制御エンジンなど一部には過酸化水素やヒドラジンのように自己分解を起こす推進剤を触媒等で分解して噴射する、簡単な構造の一液式のものもある。 液体燃料は一般的に燃焼ガスの平均分子量が小さく、固体燃料に比べて比推力に優れているうえ、推力可変機能、燃焼停止や再着火などの燃焼制御機能を持つことができる。また、エンジン以外のタンク部分は単に燃料を貯蔵しているだけなので、特に大型のロケットでは構造効率の良いロケットが製作できる。一方、燃焼室や噴射器、ポンプなどの機構は複雑で小型化が困難なので、小型のロケットでは同規模の固体ロケットに比べて構造効率は悪化する。また、推進剤の種別によっては、腐食性や毒性を持ち貯蔵が困難であったり、極低温なため断熱や蒸発したガスの管理、蒸発した燃料の補充などで取り扱いに難があるものもある。.
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