เครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิกเป็นเครื่องยนต์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงและสารออก ซิไดเซอร์ไครโอเจนิ ก กล่าวคือ ทั้งเชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์เป็นก๊าซที่ถูกทำให้เป็นของเหลวและเก็บไว้ที่อุณหภูมิต่ำมาก [ ^{1 ] เครื่องยนต์}ที่มีประสิทธิภาพสูงเหล่านี้ถูกใช้งานครั้งแรกบนจรวด Atlas-Centaur ของสหรัฐอเมริกา และเป็นหนึ่งในปัจจัยหลักที่ทำให้NASAประสบความสำเร็จในการไปถึงดวงจันทร์ด้วยจรวดSaturn V ^{[ 1 ]}

เครื่องยนต์จรวดที่ใช้เชื้อเพลิงไครโอเจนิกยังคงใช้งานอยู่ในปัจจุบันในส่วนบนและบูสเตอร์ ประสิทธิภาพสูง ส่วนบนของจรวดมีอยู่มากมาย บูสเตอร์ได้แก่Ariane 6ของESA , GSLVของISRO , LVM3 , H-IIของJAXA และ Space Launch Systemของ NASA สหรัฐอเมริกา รัสเซีย อินเดีย ญี่ปุ่น ฝรั่งเศส และจีน เป็นเพียงประเทศเดียวที่มีเครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิกที่ใช้งานได้

เครื่องยนต์จรวดต้องการอัตราการไหลของมวล สูง ทั้งของสารออกซิไดเซอร์และเชื้อเพลิงเพื่อสร้างแรงขับที่มีประโยชน์ ออกซิเจนซึ่งเป็นสารออกซิไดเซอร์ที่ง่ายที่สุดและพบได้ทั่วไป อยู่ในสถานะก๊าซที่อุณหภูมิและความดันมาตรฐานเช่นเดียวกับไฮโดรเจนซึ่งเป็นเชื้อเพลิงที่ง่ายที่สุด แม้ว่าจะสามารถเก็บเชื้อเพลิงในรูปของก๊าซที่มีความดันได้ แต่จะต้องใช้ถังขนาดใหญ่และหนัก ซึ่งจะทำให้การบินอวกาศโคจร เป็นไป ได้ยากหรือเป็นไปไม่ได้เลย ในทางกลับกัน หากเชื้อเพลิงถูกทำให้เย็นลงอย่างเพียงพอ เชื้อเพลิงจะอยู่ในสถานะของเหลวที่ความหนาแน่นสูงกว่าและความดันต่ำกว่า ทำให้การจัดเก็บในถังง่ายขึ้น อุณหภูมิ ไครโอเจนิก เหล่านี้ จะแตกต่างกันไปตามเชื้อเพลิง โดยออกซิเจนเหลวจะอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า −183 °C (−297.4 °F; 90.1 K) และไฮโดรเจนเหลวจะอยู่ที่อุณหภูมิต่ำกว่า −253 °C (−423.4 °F; 20.1 K) เนื่องจากเชื้อเพลิงอย่างน้อยหนึ่งชนิดอยู่ในสถานะของเหลว เครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิกทั้งหมดจึงเป็นเครื่องยนต์จรวดเชื้อเพลิงเหลวตามคำจำกัดความ^{[ 2 ]}

มีการทดลองใช้เชื้อเพลิงและสารออกซิไดเซอร์แบบไครโอเจนิกหลายชนิด แต่การใช้เชื้อเพลิงไฮโดรเจนเหลว ( LH2 ) ร่วมกับสารออกซิไดเซอร์ออกซิเจนเหลว ( LOX ) เป็นหนึ่งในชนิดที่ใช้กันอย่างแพร่หลายที่สุด^{[ 1 ] [ 3 ]} ส่วนประกอบทั้งสองหาได้ง่ายและราคาถูก และเมื่อเผาไหม้แล้วจะมีการปลดปล่อย เอนทาลปี สูงสุดในการเผาไหม้^{[ 4 ]}ทำให้เกิดแรงขับจำเพาะสูงสุดถึง 450 วินาที ที่ความเร็วไอเสียที่มีประสิทธิภาพ 4.4 กิโลเมตรต่อวินาที (2.7 ไมล์/วินาที; มัค 13)

ส่วนประกอบหลักของเครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิก ได้แก่ห้องเผาไหม้ตัวจุดระเบิดแบบดอกไม้ไฟหัวฉีดเชื้อเพลิงปั๊มเทอร์โบเชื้อเพลิงและตัวออกซิไดเซอร์ วาล์วไครโอ ตัวควบคุม ถังเชื้อเพลิง และหัวฉีดเครื่องยนต์จรวดในแง่ของการป้อนเชื้อเพลิงเข้าสู่ห้องเผาไหม้ เครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิกเกือบทั้งหมดใช้ระบบปั๊มเครื่องยนต์แบบปั๊มทำงานในวงจรสร้างก๊าซ วงจรการเผาไหม้แบบหลายขั้นตอนหรือวงจรขยายตัวเครื่องยนต์สร้างก๊าซมักใช้กับเครื่องยนต์บูสเตอร์เนื่องจากประสิทธิภาพต่ำ เครื่องยนต์การเผาไหม้แบบหลายขั้นตอนสามารถทำหน้าที่ได้ทั้งสองอย่างแต่มีความซับซ้อนมากกว่า และเครื่องยนต์ขยายตัวใช้เฉพาะในขั้นบนของจรวดเนื่องจากแรงขับต่ำ

ปัจจุบัน มี 6 ประเทศที่พัฒนาและใช้งานเครื่องยนต์จรวดพลังงานความเย็นได้สำเร็จแล้ว:

ประเทศ	เครื่องยนต์	วงจร	ใช้	สถานะ
สหรัฐอเมริกา	อาร์แอล-10	ตัวขยาย	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
	เจ-2	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ชั้นล่าง	เกษียณแล้ว
	SSME (หรือ RS-25)	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	บูสเตอร์	คล่องแคล่ว
	อาร์เอส-68	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	บูสเตอร์	เกษียณแล้ว
	บีอี-3	การระบายการเผาไหม้	นิวเชพเพิร์ด	คล่องแคล่ว
	บีอี-7	ตัวขยายคู่	บลูมูน (ยานอวกาศ)	คล่องแคล่ว
	เจ-2เอ็กซ์	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ชั้นบน	พัฒนาการ
รัสเซีย	อาร์ดี-0120	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	บูสเตอร์	เกษียณแล้ว
	เควีดี-1	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	ชั้นบน	เกษียณแล้ว
	อาร์ดี-0146	ตัวขยาย	ชั้นบน	พัฒนาการ
ฝรั่งเศส	วัลเคน	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	บูสเตอร์	คล่องแคล่ว
	เอชเอ็ม7บี	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ชั้นบน	เกษียณแล้ว
	วินชี	ตัวขยาย	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
อินเดีย	ซีอี-7.5	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
	ซีอี-20	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
จีน	วายเอฟ-73	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ชั้นบน	เกษียณแล้ว
	วายเอฟ-75	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
	วายเอฟ-75ดี	วงจรขยาย	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
	วายเอฟ-77	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	บูสเตอร์	คล่องแคล่ว
ญี่ปุ่น	LE-7 / 7A [ 5 ]	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	บูสเตอร์	คล่องแคล่ว
	LE-5 / 5A / 5B [ 6 ]	เครื่องกำเนิดก๊าซ (LE-5) ตัวขยายระบายอากาศ (5A/5B)	ชั้นบน	คล่องแคล่ว
	LE-9 [ 7 ]	เลือดออกจากเครื่องขยาย	บูสเตอร์	คล่องแคล่ว

แบบอย่าง	เอสเอสเอ็มอี/อาร์เอส-25	ลี-7เอ	อาร์ดี-0120	วัลเคน 2	อาร์เอส-68	วายเอฟ-77
ประเทศต้นกำเนิด	สหรัฐอเมริกา	ญี่ปุ่น	สหภาพโซเวียต	ฝรั่งเศส	สหรัฐอเมริกา	จีน
วงจร	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ
ความยาว	4.24 ม.	3.7 ม.	4.55 ม.	3.00 ม.	5.20 ม.	2.6 ม.
เส้นผ่านศูนย์กลาง	1.63 ม.	1.82 ม.	2.42 ม.	1.76 ม.	2.43 ม.	1.5 ม.
น้ำหนักแห้ง	3,177 กก.	1,832 กก.	3,449 กก.	1,686 กก.	6,696 กก.	1,054 กก.
เชื้อเพลิงขับดัน	ออกซิเจนเหลว / แอล เอช2	ออกซิเจนเหลว / แอล เอช2	ออกซิเจนเหลว / แอล เอช2	ออกซิเจนเหลว / แอล เอช2	ออกซิเจนเหลว / แอล เอช2	ออกซิเจนเหลว / แอล เอช2
แรงดันในห้อง	18.9 เมกะปาสคาล	12.0 เมกะปาสคาล	21.8 เมกะปาสคาล	11.7 เมกะปาสคาล	9.7 เมกะปาสคาล	10.1 เมกะปาสคาล
ไอเอสพี (สุญญากาศ)	453 วินาที	440 วินาที	454 วินาที	433 วินาที	409 วินาที	428 วินาที
แรงขับ (สุญญากาศ)	2.278 ล้านนา	1.098MN	1.961MN	1.120MN	3.37 ล้านนา	0.7MN
แรงขับ (SL)	1.817 ล้านนา	0.87MN	1.517 ล้านนา	0.800MN	2.949MN	0.518MN
ใช้ใน	ระบบปล่อยยานอวกาศกระสวยอวกาศ	เอช-IIA เอช-IIB	เอนเนอร์เจีย	อาริแอน 5	เดลต้า IV	การเดินทัพระยะยาวครั้งที่ 5

ข้อกำหนด

	อาร์แอล-10	เอชเอ็ม7บี	วินชี	เควีดี-1	ซีอี-7.5	ซีอี-20	วายเอฟ-73	วายเอฟ-75	วายเอฟ-75ดี	อาร์ดี-0146	อีเอส-702	อีเอส-1001	ลี-5	ลี-5เอ	ลี-5บี
ประเทศต้นกำเนิด	สหรัฐอเมริกา	ฝรั่งเศส	ฝรั่งเศส	สหภาพโซเวียต	อินเดีย	อินเดีย	จีน	จีน	จีน	รัสเซีย	ญี่ปุ่น	ญี่ปุ่น	ญี่ปุ่น	ญี่ปุ่น	ญี่ปุ่น
วงจร	ตัวขยาย	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ตัวขยาย	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	การเผาไหม้แบบเป็นขั้นตอน	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	ตัวขยาย	ตัวขยาย	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	เครื่องกำเนิดไฟฟ้าก๊าซ	รอบการระบายเลือดของอุปกรณ์ขยาย (หัวฉีดอุปกรณ์ขยาย)	รอบการระบายเลือดของเครื่องขยายโพรงมดลูก (Chamber Expander)
แรงขับ (สุญญากาศ)	66.7 กิโลนิวตัน (15,000 ปอนด์)	62.7 กิโลนิวตัน	180 กิโลนิวตัน	69.6 กิโลนิวตัน	73 กิโลนิวตัน	186.36 กิโลนิวตัน	44.15 กิโลนิวตัน	83.585 กิโลนิวตัน	88.36 กิโลนิวตัน	98.1 กิโลนิวตัน (22,054 ปอนด์)	68.6 kN (7.0 tf) [ 8 ]	98 kN (10.0 tf) [ 9 ]	102.9 กิโลนิวตัน (10.5 ตัน)	r121.5 kN (12.4 tf)	137.2 กิโลนิวตัน (14 ตัน)
อัตราส่วนการผสม	5.5:1 หรือ 5.88:1	5.0	5.8			5.05	5.0	5.2	6.0		5.2	6.0	5.5	5	5
อัตราส่วนหัวฉีด	40	83.1				100	40	80	80		40	40	140	130	110
ฉันสป (สุญญากาศ)	433	444.2	465	462	454	442	420	438	442.6	463	425 [ 10 ]	425 [ 11 ]	450	452	447
แรงดันภายในห้อง : MPa	2.35	3.5	6.1	5.6	5.8	6.0	2.59	3.68	4.1	5.9	2.45	3.51	3.65	3.98	3.58
LH 2 TP รอบต่อนาที			90,000					42,000	65,000	125,000	41,000	46,310	50,000	51,000	52,000
ล็อกซ์ ทีพี รอบต่อนาที			18,000								16,680	21,080	16,000	17,000	18,000
ความยาวเมตร	1.73	1.8	2.2~4.2	2.14	2.14		1.44	2.8		2.2			2.68	2.69	2.79
น้ำหนักแห้ง (กก.)	135	165	550	282	435	558	236	245	265	242	255.8	259.4	255	248	285

• เครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิก RL10B-2 ของสหรัฐอเมริกา
• เครื่องยนต์จรวดไครโอเจนิกของรัสเซีย
• [1]