ロケットは上を向いて上がって行きますが、

Question

どうして、上の方が重力でコテッと傾きそうになったり倒れそうになったりしないのですか。
細長い鉛筆を立てて置くと非常に不安定な印象がありますが、同じように細長いロケットではそういうことはないのですか。
何か制御されているのですか。
そうである場合、それはどのような制御ですか。

kantansi · Accepted Answer

ロケットがまっすぐ垂直に上がっていくのは、下図のようなジャイロによってロケットの傾きを検知して、自動的にジェットの向きを変えるように誘導制御をしているからです。

Bunbuk803 · Answer

飛行機とロケットで、衛星軌道まで行くために必要なエネルギーを考えてみましょう。

飛行機は空気があるところでしか飛べないので、ここでは衛星軌道まで空気があるとします。

どちらの場合も、地球の中心からの放射方向、つまり『高さ』の方向に離れた位置まで質量を移動させます。
そのために位置エネルギーを与えなければいけないことに変わりはありません。
なので、それ以外に必要なエネルギーを考えます。

飛行機の場合は、空気中で翼を動かし、空気に対する翼の相対速度から上向きの『揚力』を得て上昇します。
つまり、必ず水平方向の移動（地球の円周方向の移動）をして上昇することになります。

一方、ロケットは理想的には、その水平方向の移動は必要ありません。
質問者さんがおっしゃるように、倒れそうになったらそれと反対方向に倒そうとする動きをすればいいからです。
その力は、倒れそうな方向を早く見つけるほど小さくて済みます。

ちょっと倒れそうなときと、うんと倒れた場合に必要な力を考えればそれは明白でしょう。

この倒れの修正をロケットは噴射口の向きを変えることで行っています。
あの激しく火焔を吹いている噴射口のノズルは、自由に回転でき、それを高速で制御できるようになっているのです。

その結果、ロケットは飛行機の様な水平方向の運動に必要なエネルギーなしに宇宙に飛び出すことが出来るのです。

真魚 · Answer

姿勢制御モジュール
https://www.youtube.com/watch?v=ummojBgEVLo

光ファイバージャイロ
https://www.isas.jaxa.jp/j/special/2005/technology/04.shtml

真魚 · Answer

ジャイロで機体の傾きを検出して、噴射ノズルの向きを微調整する。

ロケットの姿勢制御　（ＪＡＸＡ）
https://www.isas.jaxa.jp/j/column/electric/05.shtml

Georgia.Rain. · Answer

(*´ω`*)つ［ベクタースラスト］

ほい3 · Answer

https://www.isas.jaxa.jp/j/column/electric/05.shtml

僕の認識は姿勢制御（コマを回すと自立する）のセンサで
長い棒を掌で操る曲芸のように、ほんの少し傾いた方向と
逆方向に噴射させて、鉛直を保持でしょう。

gldfish · Answer

打ち上げ後に傾いて大惨事になってるアメリカのロケットの映像よく見ますけど。

ロケットがまっすぐ垂直に上がっていくのは、下図のようなジャイロによってロケットの傾きを検知して、自動的にジェットの向きを変えるように誘導制御をしているからです。