紙飛行機を大気圏に

Question

先日のロシア隕石、衝撃波は驚きですね。
質量・速度・重力・大気　いろんな要素が作用して落下してくる訳ですが。
例えば、紙飛行機を大気圏外から地球に向けて飛ばすとどうなるでしょう？
軽くて、空気抵抗は少ない紙飛行機、条件しだいで地表に到達するのでしょうか？

Kunfu · Accepted Answer

JAXAの計画では「通常の紙 に，アルコキシシラン溶液を出発原料として，ゾル－ゲル法でシロキサン結合を持つ薄膜をコーティングする。」ということで、２００数十度に耐えられる紙飛行機を作りました。
空気抵抗を大きくして、高度１００kmで秒速５kmまで減速て、温度を２００度までに抑えることで燃えないんです。
ご丁寧に風洞実験までやってます。
やっぱ、普通の紙では燃え尽きるようです。
ちなみに、成層圏くらいでは宇宙とは言いますまい。
宇宙に気球で行けると言ったら笑われるでしょう。
サムスンの紙飛行機をホントに宇宙から飛ばしたらＳＤカードごと燃え尽きます。

さて、紙飛行機が首尾よく帰還したとして、レーダーや光学望遠鏡でも追尾不可能なため、１０ヶ国語で「宇宙から帰還した紙飛行機を拾った方は、JAXAまでご連絡ください。」と書いてあります。

これには問題があります。
中国語では「莫大な賞金が贈られます。」
英語では「これを拾った紳士は英雄です。」
ロシア語では「ウォッカ１年分と交換します。」
ドイツ語では「JAXAに連絡する決まりになっています。」
と書かなければなりません。
そうでないと、拾った子どものオモチャにされて終わりです。

kamobedanjoh · Answer

度々登場して申し訳ありません。
NO.８，１１の kamobedanjoh です。前回（no.11）はふざけた回答を差し上げ，大変失礼いたしました。
NO.１２ Kunfu さんのご回答で，小生の最初の回答が，まんざら根拠のない空想でもなかったこと，
JUXA の実験計画があることで，裏付けして戴きました。
小生，こんな計画のことなど露知らず，どんな風にご説明申し上げたら良いのかと，思い悩んだ結果が前回の皮肉っぽい回答文に成って仕舞いました。
上空に熱圏が存在することは，Kunfu さんのご回答で，納得して戴けたかと思います。
Kunfu さんには，小生からも心から御礼申し上げたいです。

日食の観測可能地点が，世界地図上で豆粒程の点の移動として示されることで，夜間でも超高空では日射が十分届き得ること，ご理解戴けると思います。

Kunfu さんのご回答に VA差し上げて下さるようお願いし，併せて前回失礼の段，お詫び申し上げます。

kamobedanjoh · Answer

グーグルの衛星写真を見ると大気圏が何層にも重なっているなんて思えませんね。
　熱圏・・・いかにも大気圏のイメージですね～
　不思議な現象ですね、落下の速度が無いとなると落ちてこないと言う事？
　夜の側だったら影響を受けないと言う事？

あなたも不思議な人ですね～。
人々の空想力を知りたい為の質問かなと思ったら，こんな惨めなお礼が返ってくるとは思いもしませんでした。グーグルの衛星写真で，大気の成層が判別できると，真面目に信じている訳ではありませんよね。ググるなら「対流圏」，「圏界面」，「成層圏」，「電離層」，「熱圏」で試して欲しかったな～。
不思議な現象ですね。性質の異なる流体は，成層を成して互いに混じり合わないんですねー。何故なのでしょうか。
不思議な現象ですね～。地上が夜で真っ暗でも，人工衛星の軌跡が見えるなんて？　大気圏外では，人工衛星が自己発光しているのでしょうか？　不思議な現象ですね～。地上で熱せられた空気が圏界面を超えて成層圏まで突入できないなんて？　成層圏の空気が圏界面以下まで降りられないなんて？　不思議な現象ですね～。流体中では浮力が働くなんて？
お分かりなら教えて頂けませんでしょうか。

Hayashi_Trek · Answer

もし、紙飛行機の重さがわずか1グラムでも
運悪く、正面衝突（秒速15km）すると

その運動エネルギーは
重さ３トンの車（例えばハマー等）が時速30kmで衝突する場合と同じです。
ぶつけられた人工衛星は大破してしまいます。

Hayashi_Trek · Answer

＞間違った方向？地球に向けて飛ばしゃいいじゃん！！
人力で投げた程度では、大気圏に突入して地上に落下するまでに時間がかかります。
投げられた飛行機は新たな楕円軌道になるだけで、一直線に地球に向かうわけではない。

希薄な空気抵抗によって少しずつ高度を落とすことになります。
おそらく何か月もかかって大気圏に突入することになるでしょう。

その間、地球の周りを何回も回り続けるので、他の人工衛星にぶつからないように、
投げる速度と方向を慎重に決める必要があります。

もちろん、投げる時に時速5000kmで投げることが出来れば、
もっと短い時間（数時間～数日）で大気圏突入させることが出来ます。

kamobedanjoh · Answer

「紙飛行機、条件しだい」では，地表に到達するかも知れません。
その条件とは，光を全反射するくらいに純白であること。

成層圏とは，大気圏内上空のこと。対流圏の上のことです。成層圏を越えた上空では，気温は急速に上昇します。大気圏外でも，５０km程度から数百km程度までは，僅かながら気体分子が存在し，それらの分子が電離・発光することでオーロラ現象が発生します。数百kmでは，「電離層」という電波の反射層を形成します。無線電信全盛の頃は，この現象を利用して，地球の裏側とも交信できました。
この様な高度では，気体分子は極めて希薄ですが，太陽の直射を受けて数百度の高温になります。この様な高さを「熱圏」と言います。

紙飛行機が黒色だと，数百度の高熱を受けて蒸発してしまいます。酸素が足りないので，燃焼には至りません。成層圏まで落ちてきたとしても，高熱のままでは，浮力が働いて落下の速度が失われます。

対流圏の天気次第と言うことも有り，余程条件が揃わないと，地上での回収は困難かと思います。

ultraCS · Answer

#3です

不謹慎の誹りを受けるかも知れませんが、実例として

スペースシャトルコロンビアの再突入時の事故発生高度はおよそ70Kmです。
この事故では多くの燃えかすではない残骸が回収されており、少なくともこれらに関してはこの高さから落下しても燃え尽きると言うことはなかったということです。

princelilac · Answer

>結局ぐしょぬれの紙として自由落下し、摩擦熱で燃えつきてしまうでしょう。 
これはないはずです。もしそうなら雨がすべて蒸発してしまい、地上には一滴も降らないことになります。
そもそも雲は氷の粒なので、紙を濡らすことはないはずです。霧や靄は液体なので濡らしますが、これは地上すれすれで発生します。

大気圏外といえども地球の重力圏内であれば、紙飛行機はゆっくりと落ちてくるでしょう。ゴルフボール大の雹が降ったというニュースを見ることがありますので、上空ではたとえ希薄でも相当強い気流があるようです。水分を含むのは雲を通り過ぎてから後ではないでしょうか。それからは加速するでしょうから、当たれば危険だと思います。

mstk2 · Answer

よく似た話で、ハーバードの学生がハンバーガーを宇宙へ打ち上げてましたね。
円形のバーカーをユーフォーに見立てて、burger in space ! とか騒ぐ内輪ウケでしたが、結構おもしろかった。
問題のバーカーは１時間ほど飛行したあと、パラシュートが開いて無事地上で回収されました。

紙飛行機の件ですが、落下速度が速いときは大気はうすく、大気が濃くなると落下速度は鈍りますから、紙飛行機が燃えてしまうほど過熱されることはないでしょう。
ただし、それはあくまで晴天状態の話。
実際は、対流圏には水蒸気がわんさかあるので、たとえば雨雲の中に飛びこんだら、水滴で濡れて重くなるので紙飛行機は用をなさなくなり、結局ぐしょぬれの紙として自由落下し、摩擦熱で燃えつきてしまうでしょう。

TXV12003 · Answer

何年か前にJAXAが、バガス（サトウキビの搾りかす）を化学処理し、大気圏突入の高温に耐えられる紙で作った、重さ30ｇ以下の紙飛行機を、国際宇宙ステーションから地上へ向けて飛ばす実験を計画していましたが、
間違った方向に投げると宇宙ゴミになる危険性があり、他の衛星を破壊するおそれがあることから、中止されましたね。

紙飛行機を大気圏に

JAXAの計画では「通常の紙 に，アルコキシシラン溶液を出発原料として，ゾル－ゲル法でシロキサン結合を持つ薄膜をコーティングする。

度々登場して申し訳ありません。

グーグルの衛星写真を見ると大気圏が何層にも重なっているなんて思えませんね。

この回答への補足

もし、紙飛行機の重さがわずか1グラムでも

＞間違った方向？地球に向けて飛ばしゃいいじゃん！！

「紙飛行機、条件しだい」では，地表に到達するかも知れません。

#3です

>結局ぐしょぬれの紙として自由落下し、摩擦熱で燃えつきてしまうでしょう。

よく似た話で、ハーバードの学生がハンバーガーを宇宙へ打ち上げてましたね。

何年か前にJAXAが、バガス（サトウキビの搾りかす）を化学処理し、大気圏突入の高温に耐えられる紙で作った、重さ30ｇ以下の紙飛行機を、国際宇宙ステーションから地上へ向けて飛ばす実験を計画していましたが、

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