A Terceira Lei do Movimento de Newton, também conhecida como lei de ação-reação, desempenha um papel crucial na compreensão de como os foguetes funcionam e se impulsionam no espaço. A lei afirma que para cada ação há uma reação igual e oposta. No contexto dos foguetes, este princípio se manifesta da seguinte forma:

1. Ação (Escape do Foguete): À medida que o motor do foguete entra em ignição, ele expele gases ou propulsores em alta velocidade de seu bocal. De acordo com a terceira lei de Newton, esta ejeção de massa cria uma força de ação na direção oposta. Essa força é o impulso que impulsiona o foguete para frente.

2. Reação (movimento de foguete): A expulsão do propelente gera uma força de reação igual e oposta no próprio foguete. Esta força de reação atua na direção oposta aos gases de exaustão e empurra o foguete para frente. A magnitude desta força de reação depende da massa do propulsor ejetado e da velocidade com que é expelido.

Essencialmente, o motor do foguete gera impulso empurrando o propulsor expelido. A força exercida sobre o propelente pelo motor resulta em uma força igual agindo sobre o foguete na direção oposta, fazendo com que ele acelere para frente. Este mecanismo de ação-reação permite que os foguetes superem a gravidade e realizem voos espaciais.

A equação para calcular o empuxo produzido por um foguete é dada por:

$$Impulso =\ponto{m} V_{exaustão}$$

Onde:
- Impulso é a força que atua no foguete em newtons (N)
- $\dot{m}$ é a taxa de fluxo de massa do propelente em quilogramas por segundo (kg/s)
- $V_{exaustão}$ é a velocidade dos gases de exaustão em relação ao foguete em metros por segundo (m/s)

Ao aumentar a vazão mássica do propulsor ou a velocidade de exaustão, ou ambos, o empuxo produzido pelo foguete pode ser aumentado. Este princípio está subjacente às várias técnicas de propulsão empregadas em motores de foguete, como foguetes de combustível sólido, foguetes de combustível líquido e propulsores iônicos.

A terceira lei de Newton também explica por que os foguetes têm melhor desempenho no vácuo do espaço em comparação com a atmosfera da Terra. Na ausência de resistência do ar e de arrasto gravitacional, a força de reação gerada pelo propelente expelido é mais eficazmente traduzida em movimento para frente, resultando em maior aceleração e eficiência de combustível.

Em resumo, a terceira lei do movimento de Newton constitui a base fundamental para a compreensão de como os foguetes geram impulso e realizam viagens espaciais. Ele destaca a interação entre a ação de expelir o propelente e a força de reação que impulsiona o foguete para frente, permitindo a exploração humana e missões científicas além da atmosfera da Terra.