ng: ) olarak bilinir:

Yukarıda bahsedildiği üzere, tarihsel sebeplerden ötürü formula_6 değeri bazen aşağıdaki şekilde yazılır:

burada formula_1, roketin özgül itici kuvvetidir, saniye olarak ölçülür, ve formula_11 ise deniz seviyesindeki yerçekimsel ivmelenme değeridir.

Yüksek delta-v değerli bir görev sırasında, uzay aracının kütlesinin büyük çoğunluğunun tepki kütlesinden oluşması gerekir. Bir roket tepki kütlesinin tamamını taşımak zorunda olduğun için, başlangıçta harcanan/tüketilen tepki kütlesinin çoğu görev-yükü yerine tepki kütlesini ivmelendirmeye yarar. Eğer roketin görev-yükünün "P" kütlesi varsa, o zaman hızını formula_4 kadar değiştirmesi gerekmektedir, ve eğer roket motorunun gaz çıkış (egzoz) hızı "v" ise o halde tepki kütlesinin ihtiyaç duyulan "M" kütlesi roket denklemi kullanılarak hesaplanabilir, ve formula_1 için formül ise aşağıdaki gibidir:

"v" değerinden daha küçük olan formula_4 değerleri için, bu denklem genel olarak doğrusaldır (İng: ), ve küçük miktarda tepki kütlesine ihtiyaç duyulur. Eğer formula_4 değeri "v" değerine çok yakınsa, o takdirde görev-yükü ile roketin fiziksel altyapısının (motorlar, yakıt tankları vb.) ağırlıkları toplamının en az iki katı kadar yakıt gerekecektir . Bunun ötesinde ise büyümenin biçimi üsteldir; gaz çıkış (egzoz) hızından çok daha yüksek hızlar, yakıtın görev-yükü ve altyapı kütlesine göre çok yüksek oranlarda olmasını gerektirir.

Örneğin bir gezegene inen ya da gezegenden kalkış yapan bir görev için, kütle çekiminin ve atmosferik sürtünmenin etkilerinin üstesinden yakıt yardımıyla gelinmesi gerekmektedir. Bu gibi etkiler ile başka etkileri birleştirerek, göreve ait bir "etkin delta-v" değeri elde etmek sıklıkla uygulanan bir yöntemdir. Örneğin alçak Dünya yörüngesindeki bir görev, 9.3–10 km/s değerinde bir delta-v gerektirir. Bu görev delta-v değerleri, genellikle bir bilgisayar üzerinde bütünleştirilirler.

Oberth etkisi (İng: ) gibi bazı etkiler ise sadece roketler ya da yüksek değerde g kuvveti üreten motorlar gibi, yüksek oranda itki sağlayabilen motorlar tarafından yüksek verimle kullanılabilir.

Roketler ve iyon iticileri gibi tüm tepki motorları (İng: ) için bir miktar enerji, tepki kütlesinin ivmelendirilmesine harcanır.
Her motor bir miktar enerjiyi de boşa harcar, ancak %100 verim olduğu farzedilse bile, çıkış maddesini/gazını ivmelendirmek için motorun aşağıdaki gibi ifade edilen miktarda enerjiye ihtiyacı olacaktır:

Bu enerjinin tamamı kaybolmaz- bir kısmı aracın kinetik enerjisinin bir parçası olur, kalanı ise çıkış maddesinin/gazının artık hareketi ile harcanır.

Aracın son halinde araçta ne kadar enerji biriktiğini gösteren roket denklemi ile toplamda ne kadar enerji gerektiğini gösteren yukarıdaki denklem karşılaştırıldığında, %100 motor verimi sağlandığı durumda bile, araca sağlanan enerjinin tamamı kesinlikle araçta birikmez/kalmaz - bir kısmı, genellikle de çoğunluğu, çıkış maddesinin/gazının kinetik enerjisi olarak harcanır.

Tam miktar aracın tasarımına ve göreve göre değişir. Ancak bazı sabit değerler bulunmaktadır:


VASIMR (İng: ) veya Elektrotsuz plazma iticisi (İng:) gibi bazı sürücüler/motorlar, madde/gaz çıkışı hızlarını gerçekten de önemli ölçüde değiştirebilmektedirler. Bu özellik yakıt kullanımı azaltmaya yardımcı olur ya da uçuşun çeşitli aşamalarında ivmelenmeyi iyileştirir. Ancak enerji olarak en iyi verim ve ivmelenme, her zaman madde/gaz çıkış hızının aracın hızına yakın olduğu durumlarda elde edilir. Önerilen iyon ve plazma sürücülerinin genellikle madde/gaz çıkış hızları idealden muazzam ölçüde daha fazladır. Örneğin VASIMR sürücüsünde bildirilen en düşük hız 15 bin m/s civarındadır buna karşın yüksek Dünya yörüngesinden Mars'a gidecek olan bir görevin delta-v değeri 4 bin m/s civarındadır (bkz. Delta-v eşikleri İng: ).

Enerji üretim sığası artışının iyi olacağı düşünülebilir, ve bu gerçekten de başlangıçta verimi artırabilir, ancak bu şekilde kaçınılmaz olarak güç kaynağının da kütlesinin artışına sebep olunur ve sonuçta güç kaynağı ile ilişkili motorların ve yakıtın toplam kütlesi aracın ağırlığının büyük çoğunluğunu oluşturmaya başlar. Bu noktadan sonra daha fazla güç ekleme, verim üzerinde kayda değer bir iyileştirme yaratmaz.

Güneş enerjisi ve nükleer enerji, şimdilik, fiilen sınırsız "enerji" kaynakları olmalarına rağmen, sağlayabilecekleri en yüksek "güç" miktarı aslında güç kaynağının kütlesiyle doğru orantılıdır (örn. özgül güç-, güç kaynağı teknolojisine bağlı olarak genellikle sabit bir değer almaktadır). Yakıt kütlesinden kazanç amacıyla büyük bir formula_2 değerine sahip olan herhangi bir özgül güç için, en yüksek ivmelenme değerinin formula_2 değeri ile ters orantılı olduğu ortaya çıkmaktadır. Dolayısıyla hedeflenen bir delta-v değerine ulaşmak için gereken süre formula_2 değeri ile doğru orantılıdır. Bu yüzden formula_2 değeri çok büyük olmamalıdır.

İdeal bir durumda, formula_24 değeri faydalı yükü ve formula_25 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, formula_6=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 formula_30 simgesi, roketin (potansiye artı kinetik enerji olarak) özgül enerjisini gösterirken, formula_4 simgesi ise, sadece formula_32 değerindeki değişim olmayıp ayrı bir değişkendir. Roketi yavaşlatılması durumunda, yani tepki kütlesinin hız ile aynı yönde atılması durumunda, formula_32 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).

Kimsayal tepkimeli bir rokette olduğu üzere, enerji kütlenin kendisi tarafından üretiliyorsa, yakıt değeri formula_34 olmalıdır, burada yakıt değeri için oksitleyicinin de kütlesi hesaba katılmıştır. formula_35 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 formula_36 değeri

olarak ifade edilir.

Buradan varılan sonuçlar aşağıdaki gibidir:


Bu sonuçlar sabit bir çıkış maddesi/gazı hızı içindir.

Oberth etkisi (İng: ) 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 formula_4 değeri, motorun formula_4 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 formula_4 değerini gerektirir, ancak motor "g"'den biraz fazla miktarda olacak şekilde formula_4 üretebilirse, çok büyük bir formula_4 gerektiren yavaş bir fırlatma olurdu (örneğin yükseklik ya da hız kazanmadan havada aynı yerde kalınması, bu durumda saniyede 9.8 m/s miktarında formula_4 değeri gerektirecektir). Eğer mümkün olan üretim oranı formula_49 ya da daha az ise, bu motorlar manevra mümkün olmayacaktır.

Güç için verilen formül aşağıdaki gibidir
Burada formula_51 itkiyi ve formula_52 ise itkiden kaynaklanan ivmelenmeyi ifade etmektedir. Buradan, birim güç için teorik olarak mümkün olan itki değerini veren aşağıdaki denklem edilmektedir (formula_35 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:) kullanılırsa, bu durum formula_52 değerini kısıtlayacaktır; ayrıca büyük bir formula_35 değerinin olduğu durumda muhtemel ivmelenme bu değer ile ters orantılıdır, dolayısıyla gerekli bir delta-v hızına ulaşmak için gereken süre formula_35 değeri ile doğru orantılıdır; %100 verim varsayımı ile:

Örnekler:

Bu yüzden formula_35 çok büyük bir değer olmamalıdır.

Güç-İtki oranı basitçe şu şekilde ifade edilebilir:

Bu yüzden verilen herhangi bir araç gücü olan P için, sağlanabile