미국과 소련이 처음으로 개발한 ICBM은 모두 액체로켓으로 추진되었다. 그러나 1960년 미국은 고체로켓으로 추진되는 잠수함 발사탄도탄 폴라리스를 배치했고, 1962년도 이후 ICBM을 점차 미니트맨Minueman 계열의 고체로켓으로 대체하기 시작하여 1987년 마지막 액체로켓 ICBM ‘타이탄Titan-II’가 퇴역함으로써 미국의 전략탄도탄은 전량 고체로켓으로 교체되었다. 하지만 소련은 계속해서 액체로켓 ICBM과 SLBM을 개발해왔다. 물론 중간 중간에 이동식 고체로켓 ICBM을 개발하기 위한 산발적인 노력을 계속했지만, 1985년에 도로 이동식 ICBM ‘토폴(Topol: SS-25)’을 배치하기 전까지는 소련에서 100기 이상의 대량 생산에 들어간 고체로켓 ICBM은 없었다.
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추진실(Thrust chamber: TC)은 액체로켓엔진의 가장 중요한 부분으로 분무기, 연소실, 초음속 노즐 및 냉각 시스템의 4개 요소로 구성된다. 분무기는 연소실로 공급되는 추진제 양을 통제하고, 추진제를 연소실 안으로 뿜어 넣으며, 연료와 산화제를 안개 형태의 작은 물방울로 분쇄하고, 연소실 단면에 고르게 분포시켜 연소가 균일하게 일어나도록 하는 부품이다. 연소실은 그 내부에서 연소가 일어나며, 여러 가지 화학반응이 연쇄적으로 일어나 고온고압의 가스를 생산하는 용기를 말한다. 초음속 노즐은 연소실에서 생성된 고온고압가스를 한 방향으로 가속시켜 고온고압의 연소가스 속에 포함된 엔탈피를 한 방향으로 움직이는 가스 흐름의 운동에너지로 바꾸는 역할을 하는 TC의 중요한 요소다. _ 122쪽

고체로켓엔진은 관습적으로 고체로켓모터라고 한다. 고체로켓은 장기간 저장이 가능하고 발사를 결정하면 거의 즉시 발사할 수 있으며 동급의 액체로켓에 비해 크기가 작아 운용이 수월하고, 생산비와 운용비가 저렴하기 때문에 주로 SLBM과 ICBM으로 사용되었지만, 지금은 이륙 시 강력한 추력이 필요한 대형 우주발사체의 부스터 로켓으로 사용하는 것이 대세다. 하지만 고체로켓 기술 개발이 늦은 소련/러시아에서는 고체로켓 대신 액체로켓, 특히 저장 가능한 자동점화 추진제를 사용하는 액체로켓을 선호한다. _ 157쪽

로켓이 작동하는 무대는 대기권과 우주공간이다. 주변 환경에 적합한 소재는 로켓모터 내외의 온도, 압력, 정적?동적 스트레스, 화학적 부식, 방사선, 진공 등을 고려하여 선택해야 한다. 현재 주로 사용하는 모터 케이스 소재는 고장력 금속, 유리섬유 강화플라스틱(Filament-wound Reinforced Plastics: FRP)과 금속을 FRP로 보강하는 경우 등 세 가지로 나눌 수 있다. 고장력 금속은 고장력 강철, 알루미늄 합금 또는 티타늄 합금 등을 주로 사용한다. FRP에 사용되는 대표적인 필라멘트 물질로는 유리섬유(E-Glass), 아라미드 섬유(Aramid Fibers: Kevlar49), 탄소섬유 등이 있고, 결합제로는 에폭시Epoxy를 사용한다. _ 185쪽

현실적으로 1단만으로 구성된 로켓으로는 우주발사체나 ICBM에 필요한 델타브이를 낼 수가 없다. 그래서 고안한 것이 다단로켓 개념이다. 다단로켓Multi-stage Rocket은 2기 또는 그 이상의 로켓으로 구성된 ‘단段’ 또는 ‘스테이지Stage’로 구성된 로켓을 의미한다. 각 단은 자체 엔진과 추진제 및 조종장치를 갖추고 있으며 단의 배치방법에 따라 ‘직렬식 다단로켓(Serial Staging 또는 Tandem Staging)’과 ‘병렬식 다단로켓Parallel Staging’으로 구별한다.
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발사된 로켓의 비행궤도는 로켓에 작용하는 힘의 종류에 따라 동력 비행구간Powered Flight Trajectory, 자유낙하 구간Free Fall Trajectory 및 재돌입궤도Reentry Trajectory 구간으로 나눌 수 있다. 로켓이 이륙하여 엔진이 연소종료될 때까지 비행구간을 동력 비행궤도 또는 상승궤도Ascent Trajectory라고 한다. 이 구간에서 로켓에 작용하는 주된 힘은 엔진의 추력이지만, 중력은 로켓을 지구 중심으로 끌어당기고, 속력이 증가함에 따라 공기저항도 속력을 감소시킨다. 로켓엔진의 연소가 종료될 시점에는 고도가 이미 수백 킬로미터에 이르고 공기밀도는 거의 0이기 때문에 공기저항은 무시된다. 따라서 고고도에서 엔진이 멈춘 로켓에 작용하는 힘은 중력뿐이며, 로켓이나 로켓에서 분리된 페이로드는 연소종료 시점의 위치와 속도를 초기조건으로 하는 자유낙하궤도를 따라 비행한다. 이러한 자유낙하궤도를 천문학이나 물리학에서는 케플러 궤도Kepler Orbit라고 한다. _ 229쪽

실제 지구는 액체로 이루어진 회전타원체처럼 매끄럽지도 않고 산과 계곡 및 바다로 이루어져 있다. 바닷속 해저에도 산맥과 깊은 계곡이 있으므로 지표면의 모양도 정확한 회전타원체가 아니고 실제 표면에 따른 퍼텐셜은 들쑥날쑥할 수밖에 없다. 하지만 회전타원체 모델은 평균적으로 정확하고 등퍼텐셜 곡면은 실질적인 중력장 모델로 가는 출발점을 제공한다. 이러한 이유로 회전타원체를 기준타원체Reference Ellipsoid라 하고 기준타원체의 표면은 중력 퍼텐셜의 값이 일정한 등퍼텐셜면을 형성한다. 기준타원체는 지구의 실제 모양인 지오이드를 잘 근사하는 매끄러운 곡면으로 수학적으로는 회전타원체로 정의되며, 지오이드 모델을 만들고, 관련 계산을 수행하는 데 필요한 기준좌표계로 삼기 때문에 붙인 이름이다. 역사적으로 수많은 타원체 모델이 지구 형상을 대표해 제시되었지만 지금은 WGS 84에서 정의한 기준타원체가 가장 많이 사용되고 있다. _ 266쪽

로켓의 페이로드는 탄두가 될 수도 있고, 인공위성이나 우주탐사체가 될 수도 있다. 탄두를 탑재한 로켓은 탄도탄(Ballistic Missile: BM)이라고 하고, 인공위성이나 우주탐사체를 탑재할 때는 우주발사체(Space Launch Vehicle: SLV)라고 한다. 로켓엔진의 목적은 탄도탄이나 우주발사체의 페이로드를 높은 속력으로 가속하는 데 있고, 유도조종장치의 목적은 로켓의 추진 방향을 조종하며 페이로드가 미션이 요구하는 속도에 도달할 때 로켓엔진을 즉시 중지시키는 데 있다. 로켓과 같이 짧은 시간만 대기 중에서 운동하는 물체에 대해서는 고도 100km 이상이 되면 공기마찰을 무시할 수 있다. 따라서 탄도탄이나 우주발사체의 페이로드가 미션 속도에 도달할 즈음에는 페이로드에 작동하는 힘은 지구 중력뿐이라고 가정할 수 있다. _ 308쪽

관성유도장치의 핵심은 관성계에 대한 회전을 감지하는 자이로와 관성계에 대한 선형가속도를 감지하는 가속도계와 같은 관성감지기다. 관성계에 대한 회전각속도를 측정하는 감지기는 크게 세 가지로 나눌 수 있다. 첫째는 빠르게 회전하는 로터Rotor가 각운동량을 보존하려는 특성을 이용하는 방법으로 제일 오래되고 가장 보편적으로 사용해온 기계적인 자이로다. 둘째는 ‘사그낙 효과Sagnac Effect’를 이용한 방법으로 ‘링 레이저 자이로Ring Laser Gyroscope’와 ‘광섬유 자이로Fiber Optic Gyro’로 다시 나뉜다. 셋째는 회전하는 좌표계에서 움직이는 물체에 작용하는 힘인 ‘코리올리 효과Coriolis Force’를 이용하는 것이다. _ 345쪽