Чтобы вывести ракету с космическим кораблем за пределы земной атмосферы и сообщить кораблю скорость, при которой он будет вращаться вокруг земли и не упадет на землю, надо сжечь огромное количество высококалорийного топлива. Его надо на ракете разместить. Значит, на ракете должны быть очень большие баки для топлива. А это огромный вес, который надо поднимать над Землей, до той высоты, на которой корабль будет летать.
Решению помогла идея, поданная Циолковским. Он предложил делать ракету состоящей из нескольких частей. Когда все горючее какой-то части выгорит, оболочка этой части ракеты отсоединяется от остального корабля и сбрасывается на Землю. До Земли она, конечно, не долетает. Летя с большой скоростью через атмосферу, она разогревается настолько сильно, что, несмотря на то, что корпус ракеты изготовлен из жаропрочной стали, он сгорает. Вес корабля с ракетой уменьшается, и дальше они движутся с меньшим расходом топлива.
Реактивный самолет, чтобы сгорало топливо, засасывает воздух из окружающей среды. Космическая ракета должна брать с собой в полет не только запас топлива. Основной путь космического корабля пролегает в безвоздушном пространстве. Значит, воздух для сжигания топлива надо брать с собой, с Земли.
Если взять воздух в том виде, в каком он находится в атмосфере, его ненадолго хватит. Поэтому берется сжиженный воздух. Его запаса должно хватить на сгорание всего горючего. Он, как и горючее, заполняет несколько емкостей. И когда какая-то часть его израсходована, пустой бак сбрасывается.
После выхода на орбиту корабль вращается в зоне тяготения Земли, лишь изредка корректируя орбиту с помощью оставшейся у него небольшой части ракеты.
Строительство космических кораблей требует огромных денежных затрат. Но индустрия может развиваться за счет частных инвестиций, например https://delo.ua/business/chastnyj-kosmos-vne-ssha-kak-ukrainec-maks-poljakov-razvivaet-in-345909/
Космический корабль потребляет энергию не только при выводе корабля на орбиту. В корабле живут люди. А вокруг корабля то космический холод (когда он в тени Земли), то жаркое сияние Солнца. Значит, нужна и энергия для поддержания в корабле приемлемой для жизни людей температуры. Нужна энергия, чтобы очищать воздух, в который при дыхании выделяется углекислый газ. Потребляют энергию и приборы, с помощью которых на корабле проводятся научные исследования
Энергия нужна и для посылки на Землю результатов экспериментов. Нужную энергию корабль добывает сам. Источник энергии — Солнце. При выводе на орбиту корабль имеет обтекаемую форму, помогающую ему пробиться сквозь атмосферу. Но в космосе, где уже нет тормозящего корабль воздуха, форма корабля существенного значения не имеет. И там космонавты прикрепляют к корпусу корабля огромные платы, начиненные фотоэлементами. Под действием солнечного излучения фотоэлементы вырабатывают электрический ток, нужный для многих устройств корабля.
