อวกาศ

เพื่อไปให้ถึงวงโคจรของโลก ยานปล่อยจะต้องเร่งความเร็วของยานอวกาศให้มีความเร็วขั้นต่ำ 28,000 กม. (17,500 ไมล์) ต่อชั่วโมง ซึ่งประมาณ 25 เท่าของความเร็วเสียง ในการเอาชนะแรงโน้มถ่วงของโลกเพื่อเดินทางไปยังจุดหมายปลายทาง เช่น ดวงจันทร์หรือดาวอังคาร ยาน อวกาศ จะต้องเร่งความเร็วให้อยู่ที่ประมาณ 40,000 กม. (25,000 ไมล์) ต่อชั่วโมง การเร่งความเร็วเริ่มต้นต้องจัดให้เร็วมากเพื่อลดทั้งเวลาที่ยานส่งใช้ในการผ่านสภาพแวดล้อมที่ตึงเครียดของชั้นบรรยากาศ และเวลาที่เครื่องยนต์จรวดและระบบอื่นๆ ของยานต้องทำงานใกล้ขีดจำกัดประสิทธิภาพ โดยปกติแล้วการยิงจากพื้นผิวโลกหรือชั้นบรรยากาศจะมีความเร็วในวงโคจรภายใน 8-12 นาที การเร่งความเร็วอย่างรวดเร็วดังกล่าวต้องใช้เครื่องยนต์จรวดตั้งแต่หนึ่งเครื่องขึ้นไปที่เผาไหม้เชื้อเพลิงขับเคลื่อนปริมาณมากในอัตราที่สูง ในขณะเดียวกันยานก็จะถูกควบคุมเพื่อให้เป็นไปตามวิถีโคจรที่วางแผนไว้ เพื่อเพิ่มมวลของยานอวกาศที่ยานปล่อยสามารถบรรทุกได้ น้ำหนักโครงสร้างของยานจะถูกรักษาให้ต่ำที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้ น้ำหนักส่วนใหญ่ของยานปล่อยจริงคือตัวขับเคลื่อน—นั่นคือเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ที่จำเป็นในการเผาไหม้เชื้อเพลิง การออกแบบยานพาหนะปล่อยที่เชื่อถือได้นั้นเป็นสิ่งที่ท้าทาย ปืนกลที่มีสถิติล่าสุดดีที่สุดมีอัตราความน่าเชื่อถือระหว่าง 95 ถึง 99 เปอร์เซ็นต์