Uzay aracı itki sistemi
Yöntemler > Tepki motorları > Enerji

İdeal bir durumda,  m_{1} değeri faydalı yükü ve  m_{0}-m_{1} farkı ise tepki kütlesini gösterir (bu, boş yakıt tanklarının kütlesiz olmasına denk gelir). Gereken enerji basitçe aşağıdaki gibi hesaplanır
Bu değer dışarı atılmış tepki kütlesinin, çıkış maddesi/gazı hızına denk bir hızdayken sahip olduğu kinetik enerjiye karşılık gelmektedir. Eğer tepki kütlesinin hızı sıfırdan  çıkış maddesi/gazı hızına çıkarılırsa, o halde üretilen tüm enerji tepki kütlesine aktarılır, geriye rokete ve görev yüküne  kinetik enerji kazanımı sağlayacak bir şey kalmaz. Ancak roket hareket halindeyken ivmelenirse (yani tepki kütlesi roketin gittiği yönün tersi yönüne doğru atılırsa/fırlatılırsa), bu durumda tepki kütlesine daha az kinetik enerji aktarılır. Örneğin,  v_{e}=10 km/s ve roketin hızı  3 km/s ise, o halde   küçük miktardaki harcanmış tepki kütlesinin hızı, ileri doğru 3 km/s'den geriye doğru 7 km/s olacak şekilde değişir. bu durumda, normalde 1 kg tepki kütlesi başına gerekli olan enerji 50 MJ olmasına rağmen, bu örnekte tepki kütlesinin hızındaki değişim için sadece 20 MJ kullanılmıştır. Diğer yandan kalan 30 MJ ise roketin ve görev yükünün kinetik enerjisinin artışında kullanılmıştır.
Genel olarak:
Böylece herhangi küçük bir zaman aralığında rokette meydana gelen belirgin bir enerji kazanımı, kalan yakıtla birlikte, toplam kütle bölünen, enerji kazanımıdır. Burada enerji kazanımı; yakıt tarafından üretilen enerji ile tepki kütlesindeki enerji kazanımı arasındaki farka eşittir. Roketin hızı ne kadar büyükse, tepki kütlesinin enerji kazanımı o kadar az olur; Dahası eğer roketin hızı, çıkış maddesi/gazı hızının  yarısından fazla ise, tepki kütlesi bu durumda harcanırken/atılırken enerji kaybedecektir. böylece roketin enerji kazanımına katkı sağlayacak şekilde; roketin hızı ne kadar fazlaysa, tepki kütlesinin de enerji kaybı o kadar fazla olacaktır.
Yukarıdaki formülde bulunan  \epsilon  simgesi, roketin (potansiye artı kinetik enerji olarak) özgül enerjisini gösterirken,  \Delta v simgesi ise, sadece  v değerindeki değişim olmayıp ayrı bir değişkendir. Roketi yavaşlatılması durumunda, yani tepki kütlesinin hız ile aynı yönde atılması durumunda,  v değeri eksi olarak alınmalıdır.
Bu formül de benzer şekilde (ısı olarak enerji kaybının olmadığı) ideal bir durum içindir, İkincisi itkide azalmaya yol açar, dolayısıyla amaç enerji kaybetmek olduğunda bile bir dezavantaj oluşmaktadır (yavaşlama).
Kimyasal tepkimeli bir rokette olduğu üzere, enerji kütlenin kendisi tarafından üretiliyorsa, yakıt değeri  \scriptstyle {v_{\text{e}}^{2}/2} olmalıdır, burada yakıt değeri için oksitleyicinin de kütlesi hesaba katılmıştır.  v_{\text{e}} değeri genel olarak 4.5 km/s civarındadır, bu da 10.1 MJ/kg'lık bir yakıt değerine denk gelmektedir. Gerçek yakıt değeri bundan daha daha fazladır ancak enerjinin büyük bir kısmı çıkış maddesi/gazı içerisindeki atık ısı olarak kaybedilir.
Gerekli enerji olan  E değeri
olarak ifade edilir.
Buradan varılan sonuçlar aşağıdaki gibidir:
\Delta v\ll v_{e} olması durumunda, şu denklem elde edilir:  E\approx {\frac {1}{2}}m_{1}v_{\text{e}}\Delta v
Verilen bir  \Delta v değeri için, eğer  v_{\text{e}}=0.6275\Delta v ise en düşük düzeyde enerji gerekecektir. Bu durumda
Bu sonuçlar  sabit bir çıkış maddesi/gazı hızı içindir.
Oberth etkisi (İng: Oberth effect) ve sıfır olmayan bir hızdan başlanması nedeniyle, yakıttan ihtiyaç duyulan potansiyel enerji, aractaki ve görev-yükündeki enerji artışından daha az olabilir. Bu  tepki kütlesinin atıldıktan sonra önceye göre daha az hıza sahip olduğu durum olabilir– roketler yakıtın kinetik enerjisinin bir kısmını ya da  tamamını serbest bırakabilirler.
Ayrıca, bir yörüngeden diğerine gitmek gibi bir amaç için, gerekli  \Delta v değeri, motorun  \Delta v üretebilme hızına büyük oranda bağımlı olabilir ve üretim hızı çok düşükse  manevra yapmak mümkün hale gelebilir. Örneğin, Alçak Dünya Yörüngesi'ni (İng:LEO) hedefleyen bir fırlatma, 9.5 km/s civarında bir  \Delta v değerini gerektirir, ancak motor g'den biraz fazla miktarda olacak şekilde  \Delta v üretebilirse, çok büyük bir  \Delta v gerektiren yavaş bir fırlatma olurdu (örneğin yükseklik ya da hız kazanmadan havada aynı yerde kalınması, bu durumda saniyede 9.8 m/s  miktarında  \Delta v değeri gerektirecektir). Eğer mümkün olan üretim oranı  g ya da daha az ise, bu motorlar manevra mümkün olmayacaktır.
Güç için verilen formül aşağıdaki gibidir
Burada  F itkiyi ve  a ise itkiden kaynaklanan ivmelenmeyi ifade etmektedir. Buradan, birim güç için teorik olarak mümkün olan itki değerini veren aşağıdaki denklem edilmektedir ( v_{\text{e}} birimi m/s):
Böylece birim güç başına teorik olarak mümkün olan itkinin değeri  2'nin m/s cinsinden özgül itici kuvvete bölünmesiyle edilebilmektedir. 'itki verimi, bunun yüzde cinsinden hali olarak gerçek itkiye denk gelmektedir.
Eğer güneş elektrik gücü (İng:solar power) kullanılırsa, bu durum  a değerini kısıtlayacaktır; ayrıca büyük bir   v_{\text{e}} değerinin olduğu durumda muhtemel ivmelenme bu değer ile ters orantılıdır, dolayısıyla gerekli bir delta-v hızına ulaşmak için gereken süre  v_{\text{e}} değeri ile doğru orantılıdır; %100 verim varsayımı ile:
\Delta v\ll v_{\text{e}} koşulu sağlandığı müddetçe, istenen süreye  t\approx {\frac {mv_{\text{e}}\Delta v}{2P}} eşitliğiyle ulaşılacaktır.
Örnekler:
Güç= 1000 W, kütle= 100 kg,  \Delta v= 5 km/s,  v_{\text{e}}= 16 km/s, süre= 1.5 ay.
Güç= 1000 W, kütle= 100 kg,  \Delta v= 5 km/s,  v_{\text{e}}= 50 km/s, süre= 5 ay.
Bu yüzden  v_{\text{e}} çok büyük bir değer olmamalıdır.