«Атлас-d».

Наличие нескольких ступеней позволяет существенно увеличить отношение массы выводимой полезной нагрузки к начальной массе ракеты.

В то же время многоступенчатые ракеты требуют отчуждения территорий для падения промежуточных ступеней.

Ввиду необходимости применения высокоэффективных сложных технологий (прежде всего, в области двигательных установок и теплозащиты), полностью многоразовых ракет-носителей пока не существует, несмотря на постоянный интерес к этой технологии и периодически открывающиеся проекты разработки многоразовых носителей (за период 1990-2000-х годов  - такие, как: ROTON, Kistler K-1, АКС VentureStar и другие).

ROTON.

Kistler K-1.

Частично многоразовой являлась широко использовавшаяся американская многоразовая транспортная космическая система (МТКС) - АКС «Спейс шаттл» («Космический челнок») и закрытая советская программа МТКС «Энергия-Буран», разработанная, но так и не использованная в прикладной практике, а также ряд нереализованных бывших (например, «Спираль», МАКС и другие авиационно-космические системы АКС) и вновь разрабатываемых (например, «Байкал-Ангара») проектов.

«Спираль».

Многоцелевая авиационно-космическая система макс.

«Байкал – Ангара».

МиГ-105.11 - дозвуковой самолёт-аналог орбитального самолёта.

Вопреки ожиданиям, «Спейс шаттл» не смог обеспечить снижение стоимости доставки грузов на орбиту.

Кроме того, пилотируемые МТКС характеризуются сложным и длительным этапом предстартовой подготовки (из-за повышенных требований по надёжности и безопасности при наличии экипажа).

Ракеты для пилотируемых полётов должны обладать бо́льшей надёжностью (также на них устанавливается система аварийного спасения).

Допустимые перегрузки для них ограничены (обычно не более 3-4,5 единиц).

При этом сама ракета-носитель является полностью автоматической системой, выводящей в космическое пространство аппарат с людьми на борту.

Это могут быть как пилоты, способные осуществлять непосредственное управление аппаратом, так и так называемые «космические туристы».

Первым детально проработанным теоретическим проектом ракеты-носителя был «Lunar Rocket», спроектированный Британским межпланетным обществом в 1939 году.

Проект представлял собой попытку разработки ракеты-носителя, способной доставить полезный груз на Луну, основанную исключительно на существующих в 1930-х годах технологиях, то есть был первым проектом космической ракеты, не имевшем фантастических допущений.

Ввиду начала Второй мировой войны работы по проекту были прерваны, и существенного влияния на историю космонавтики он не оказал.

Первой в мире настоящей ракетой-носителем, доставившей в 1957 году груз на орбиту, была советская Р-7 («Спутник»).

«Спутник» (индекс ГРАУ - 8К71ПС  - ракета-носитель первых искусственных спутников Земли, базой для которой служила межконтинентальная баллистическая ракета 8К71 (Р-7).

Произведено два (оба успешные) пуска.

На орбиту были выведены спутники ПС-1 и ПС-2.

Простейший спутник ПС-1 («Спутник-1»).

Простейший спутник ПС-2 с собакой Лайкой («Спутник-2»).

Лайка.

Объект Д «Спутник-3».

Наименование «Спутник» (вместе с обозначением 8К71ПС) было присвоено ракете-носителю после подтверждения факта выведения полезной нагрузки на орбиту.

Первая ступень ракеты состоит из четырёх идентичных по конструкции блоков, напоминающих конусы, размещённых по параллельной схеме вокруг блока второй ступени.

Зажигание двигателей первой и второй ступени происходит одновременно, на Земле.

Со штатной боевой ракеты, послужившей основой для ракеты «Спутник», были сняты головная часть, вся аппаратура системы управления полётом вместе с отсеком, в котором она размещалась и на котором крепилась головная часть большей массы.

Отсек был заменён лёгким коническим переходным отсеком, в котором размещалась минимально необходимая для обеспечения полёта аппаратура системы управления.

Далее США и ещё несколько стран стали так называемыми «космическими державами», начав использовать собственные ракеты-носители, а три страны (а значительно позже также и четвёртая - Китай) создали ракеты-носители для пилотируемых полётов.

Самые мощные используемые на данный момент ракеты-носители - это российская ракета-носитель «Протон-М», американская ракета-носитель «Дельта-IV Heavy» и европейская ракета-носитель «Ариан-5» тяжёлого класса, позволяющие выводить на низкую околоземную орбиту (200 км) 21-25 тонн полезного груза, на геопереходную орбиту ГПО – 6-10 тонн и на геостационарную орбиту ГСО - до 3-6 тонн.

В прошлом были созданы (в рамках проектов высадки человека на Луну) и более мощные ракеты-носители сверхтяжёлого класса  - такие, как американская ракета-носитель «Сатурн-5» и советская ракета-носитель Н-1, а также, позднее, советская ракета-носитель «Энергия», которые в настоящее время не используются.

Соизмеримой мощной ракетной системой была американская многоразовая транспортная космическая система МТКС «Спейс шаттл», которую можно было рассматривать как ракету-носитель сверхтяжёлого класса для вывода пилотируемого корабля 100-тонной массы, или как ракету-носитель всего лишь тяжёлого класса, для вывода на низкую околоземную орбиту прочей полезной нагрузки (до 20-30 тонн, в зависимости от орбиты).

«Сатурн-5».

При этом космический корабль-челнок являлся частью (второй ступенью) многоразовой космической системы, которая могла использоваться только при его наличии  - в отличие, например, от советского аналога МТКС «Энергия-Буран».

Ракета-носитель «Союз-ФГ».

Ракета-носитель «Союз-2».

Ракеты-носители «Ангара».

Ракеты-носители «Спутник», «Восток», «Восход», «Союз»

Особого конструкторского бюро ОКБ-1

Сергея Павловича Королёва.

«Восток» - трёхступенчатая ракета-носитель для запуска космических кораблей.

На всех ступенях использовалось жидкое топливо.

С помощью ракеты-носителя «Восток» были подняты на орбиту все космические аппараты серии «Восток», космические аппараты «Луна-1» - «Луна-3», некоторые искусственные спутники Земли серии «Космос», «Метеор» и «Электрон».

Запуск ракеты-носителя с первым пилотируемым космическим кораблём «Восток» состоялся 12 апреля 1961 года.

Космический корабль «Восток».

Запуск «Mercury-Redstone 3» с Аланом Шепардом.

Космический корабль «Меркурий».

Ракета-носитель «Восход» с космическим кораблём «Восход-2».

Космический корабль «Восход».

«Восход» - трёхступенчатая ракета-носитель из семейства Р-7.

В качестве первой и второй ступеней использовалась штатная ракета-носитель Р-7А.

Третьей ступенью вместо блока Е являлся вновь созданный значительно более мощный блок И.

Блок И разработан на основе конструкции второй ступени межконтинентальной баллистической ракеты 8К75 Р-9.

Ракета-носитель «Титан-2» с космическим кораблём «Джемини».

«Titan II GLV» - американская ракета-носитель, созданная на основе межконтинентальной баллистической ракеты «Титан-2» для запуска космических кораблей по программе «Джемини» (GLV — от англ. Gemini Launch Vehicle, ракета-носитель для «Джемини»).

С 1964 по 1966 год вывела в космос два беспилотных и десять пилотируемых кораблей.

На первой ступени имела два двигателя LR87, на второй - один двигатель LR91.

Компоненты топлива для обоих типов двигателей - аэрозин и тетраоксид диазота.

Ракета проектировалась под программу «Джемини», в связи с чем имела отличия от базовой конструкции.

В состав носителя была включена система диагностики, улучшена система парирования отказов.

Были установлены дублирующие системы, в том числе запасная система управления полётом, что повысило надёжность комплекса.

Вторая ступень была доработана для размещения корабля «Джемини», а рулевые двигатели и тормозная двигательная установка сняты.

Радиоуправление заменили на автономную систему, изменения коснулись также телеметрических, электрических и гидравлических систем.

Контроль доработки осуществляло командование ВВС США.