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真空状態である宇宙空間でも、火星や土星に向かう探査衛星は自分で軌道修正や姿勢制御ができますよね。
左右方向に少しエンジンを噴射してやれば反対方向へ姿勢が変わるので、本体を正しい方向へ向ける事が可能になるのだと聞いています。
一見なるほどと思ったのですが、若干疑問に感じるものがありました。
というのは、大気中を飛行する航空機の場合は、後ろ向きに空気を強い圧力で吐き出す事で前向きの推力を得ていると思います。
でもこれはエンジンの後ろに空気という見えない壁があり、それからの反発力があって、その結果として前向きの推力が得られると思うのです。 つまり壁にボールをぶつければ跳ね返ってくるのと同じ原理ですね。
これがもし空気が無ければ、いわゆる 「のれんに腕押し」 状態になって、空気を押し出してもスコンと抜けてしまい、推力を得る事ができなくなると思います。
ところが上に挙げたような探査衛星では、横方向に少し噴射してやれば、真空状態にあるのにかかわらず、方向転換や姿勢制御ができるのはナゼでしょうか?
いくら噴射してやっても、パワーがスコンと抜けてしまって姿勢制御など出来ないようなイメージがあるのですが ・・・
それとも宇宙空間には、大気に代わって何か反発力が得られる物質に満ち溢れているのでしょうか ?
No.2ベストアンサー
- 回答日時:
つるつるした滑りやすい場所で壁を押してみてください。
思いっきり押すと自分の体が後方へ押し返されずるずる行くと思います。
同じように重い物をつるつるした投げると反動で滑ります。
宇宙空間は究極の滑りやすい場所ですから、エネルギーを噴出すれば出したほうが反動で飛ばされます。
つまり、エネルギーは出すということはエネルギー側から見ると出したものを蹴飛ばしてやるという事になります。
ご回答、有難うございました。 なるほど、たしかに氷の上などで物を投げると体が逆方向へ滑っていくように思いますね。 この原理ですか。 勉強になりました。
No.5
- 回答日時:
噴射物に質量、速度があるからです。
噴射物の質量と速度に比例して運動量をかえる事ができるので、真空中でも姿勢を制御できます。
一例ですが、無風状態の中、池にボートが浮かんでいて、そのボートにたくさんの野球ボールくらいの石と実験者が乗っています。
実験者が船尾方向に石を投げると、ボートは船首方向に進みます。石を投げる速度が大きいほどボートの速度が大きくなります。
非常に分りやすいご説明を頂き、有難うございました。 たしかにボートの上で物を投げると、ボート全体が反対方向へ進みますよね。 とても勉強になりました。
No.4
- 回答日時:
>でもこれはエンジンの後ろに空気という見えない壁があり、
>それからの反発力があって、その結果として前向きの推力が得られると思うのです。
>つまり壁にボールをぶつければ跳ね返ってくるのと同じ原理ですね。
これは違うのです。
もしそうだとすると、
「真空の宇宙空間ではロケットが飛ばない」
ということになってしまいます。
そんなことはありません。
宇宙空間に、飛行士が二人浮いているところを考えてください。
二人が、殴り合いをしたとします。
二人のストレートが同時に決まったとすると、
その反動で、二人は離れていきます。
ロケットの推進原理もこれと同じです。
片方の宇宙飛行士が「ロケット本体」
もう片方が「噴出されるガス」
パンチの力が「ノズル内で燃焼される爆発力」や「ガス圧」などです。
「ロケット本体」と「噴出されるガス」では
質量に大きな違いがありますが、
その分、ガスは超高速で噴出されていくので、
ロケットに加速がつくのです。
有難うございました。 何となく分ったような気がしています。 実際に宇宙空間でロケットが軌道修正しているわけですから、私が感じたような疑問が発生するわけないのは当然なんですが、考えれば不思議だなあ、と感じて質問させて頂きました。 勉強になりました。
No.1
- 回答日時:
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