地球からの脱出と地球への突入。。。超疑問・・・

　こんにちは、最近宇宙開発がさかんになってきて、テレビや雑誌などでロケットやスペースシャトルを目にする機会も多くなりました。
　そこで、疑問が浮かびました。
地球から宇宙へ出るには、かなりの速度が必要と聞きました。しかし、こうは考えられないでしょうか？

飛行機（普通の燃料と、宇宙用の燃料を両方積む）を発進させ、普通に上昇できるところまで普通に上昇し、空気が薄くなってから、宇宙用の推進剤を使ってさらに上昇し、宇宙にいけば、あまり燃料もいらないと思うのですが、いかがでしょうか？
　なにかこの考え方っておかしい点はありますか？車とかと同じで、ゆっくり加速したほうが燃費も良くて、少ない燃料で飛べると思うのですが・・・あと、大気圏突入時にも高速で落ちてきますが、これもゆっくり地球に入れば高音にならなくても良いのではないかと思うのですが、これも大気圏脱出時と関係があるのでしょうか？

どうかわかる方教えてくださいm(__)m

No.4 ベストアンサー 回答者： trajaa 回答日時： 2005/10/13 15:17

大気圏再突入について。

ゆっくり地球に入る？

・垂直方向に降りる場合　
　地球の重力に逆らう推進力が無いと、落下速度が加速されまくりになってしまいます。
　その為、帰還用の推進力を生み出すロケットと燃料を搭載する事になります。(その重量は出発時点では何の役にも立ちません)
　そうすると、出発時点の貨物量が現在の数倍～数十倍になります。
　そうすると、出発するためのロケットや燃料が現在の数百倍～　・・・・
　結局出発自体が出来ません。

・水平方向の移動距離を稼いで、滑空するように帰還
　地球の周囲の空気と帰還する宇宙船は、水面と石の関係に似ています。
　あまり角度が無い状態で大気圏に突入すると、石で水切りしたように、境界面ではじかれてしまい。
　最悪宇宙空間にはじき飛ばされてしまいます。

なので、結局現在の技術力では現在の方式で帰還するしかないのです。

No.9 回答者： kz1975 回答日時： 2005/10/14 13:10

飛行機の運動エネルギーを論じるのは意味ないでしょ？

そもそも飛行機はほぼ水平に飛び、ロケットは鉛直方向の加速しなければならないのだから、運動エネルギーの得はほとんどないのではないでしょうか？速度の差以前に。

この打ち上げ方法によるメリットは、飛行機でロケットを上昇させることで空気抵抗によるロケットの燃料の損失が抑えられることにあるわけでしょ？ペガサス・ロケットの説明にもありますよね？結果同等のペイロードを打ち上げる為に、、、と。脱出速度も地球の重力と運動エネルギーのみを考えていて、加速の際の空気抵抗による損失は関係ないですね。

ただ、飛行機に乗せて上空でロケットを打ち上げる場合、姿勢制御が相当難しいのでしょうね。1つのエンジンでジェットエンジンとしてもロケットエンジンとしても使えるものが開発できれば良いのでしょうけど。飛行機に乗せる必要が無いので。

No.8 回答者： satoh 回答日時： 2005/10/13 22:12

どなたも書かれていないようなので。

一応、ペガサス・ロケットというのがあります（参考ＵＲＬ先の他にもいくつか情報サイトはありますので、興味があれば検索して見てください）。

ただ、ペガサス・ロケットのような小さなサイズ（200kmの低軌道に375kg)で、B-52のような大型の航空機を使っていることから、Ｍ－Ｖ（250kmに1800kg)やH2A(250kmに100,000kg)のようなロケットを運べる航空機は、それはものすっごくでっかくなってしまうでしょう。

そんなものすっごくでかくて、ロケットの打ち上げにしか要が無いものを作るよりも、今のように補助に固体ロケットつけたり、メインのロケットでちょっとだけ余分に働いてもらう方が安くなると思います。

ちなみにE=mv^2という運動エネルギーから考えると、脱出速度は約7.9km/sで、v^2は約60になります。これに対してアシストする航空機が例えば一般の航空機のようにマッハ１弱(約0.3km/s)で飛んだとしても、v^2=0.09なので全体エネルギーの1/700程度の節減にしかなりません。軍用機のようにマッハ３（約1km/s)で飛んでも1/60の節約にしかなりません。ほとんど焼け石に水状態です。

このように、宇宙に出るのはとっても大変なことなのです。

参考URL：http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%9A%E3%82%AC% …

この回答へのお礼

みなさんとても勉強になるご回答ありがとうございました。

結構いつも見ている宇宙ですが、宇宙へ出ることって大変なことなんですね。普通に空気のあるところから外に出ればいいだけのことかと簡単に考えていました。でもおかげでそれも解決できました。←逆に問題点が多くなったかもｗ

また次回なにかあればよろしくお願い致します。
全員にポイントを差し上げたいのですがそういうわけにもいかず申し訳ありません。

お礼日時：2005/10/14 13:52

No.7 回答者： mii-japan 回答日時： 2005/10/13 17:57

地球周回軌道に乗せるには秒速8km必要です

地球の引力圏を脱出するには秒速11km必要です

飛行機の速度は　マッハ１でも秒速0.3～0.4km　です

桁が違い過ぎます
地球周回速度に達しなければ、墜落です（飛行機は翼の揚力で浮いていられる）

No.6 回答者： trajaa 回答日時： 2005/10/13 15:30

大気圏脱出編。

ご提案の方法は一部では実用されている？される予定？です。

但し、現有の航空機の上に乗せて発進し、高々度で補助的なロケットブースターを使って高度を稼ぐ方法の筈です。
「宇宙葬」とか「民間人向け宇宙旅行」なんてのもその方式だったかと。

難点は、地上からの発進に使用する航空機の限界(背中に乗せる宇宙用機体は大きくできない)ですね。
なので、積載量を極限まで減らして大気圏脱出するか？
あるいは、積載量を確保するために大気圏脱出は諦め、高々度の大気圏を宇宙と言うことにして帰還するか？
の二者択一になるかと。

大きな宇宙船を搭載可能な超大型機を作れば良い？
それも結局は、重量と推進力とのバランスから無闇に大きくできないので、残念。

No.5 回答者： hijyousyudan 回答日時： 2005/10/13 15:18

スペースシャトルや人工衛星の原理というのは、

実は非常に単純なものです。
　
例えば、石を投げると投げると遠くに落ちますよね？
もっと強く投げると、もっと遠くに落ちる。
さらにもっと強く投げると・・・
という感じで地球を何周もしてから落ちるのが、
スペースシャトルです。
ですから、思いっきり投げないと、
衛星軌道に乗りません（＾＾；
　　　　　　　　　　　　
ちなみに、落ちる時は自由落下ですから、
速度を落とすのは困難です。
　　　　　　　　　　　　

No.3 回答者： moon_night 回答日時： 2005/10/13 14:57

実験はしているみたいですよ。

http://hotwired.goo.ne.jp/news/technology/story/ …
http://www.ista.jaxa.jp/kspc/jpn/research/rm_ind …
http://d.hatena.ne.jp/electrosphia/20050620

No.2 回答者： noname#15025 回答日時： 2005/10/13 14:48

そこまでの短い距離で地球脱出速度まで加速できないからでは無いでしょうか？

宇宙までの距離は１００Ｋｍ位しかないって以前「トリビアの泉」でやっていましたよね？
それだけの距離で加速しなくてはいけないからではないかと。

あと、余った飛行機用燃料はどうするんでしょうか？
２種類積むメリット無いような気がしますね

No.1 回答者： garouz 回答日時： 2005/10/13 14:40

たしかにその案のほうが少ない燃料で飛べると思いますが，………

その前に地上を飛び立つことができないと思います（重すぎて）．

大気圏突入はブレーキかけるほどの燃料をつんでいないから，しないのでは？

この回答へのお礼

早い回答にびっくりです。

地上を飛び立つことができないんですか・・・（;´_`;）
普通の戦闘機で楽に高度１万メートルまで行けるのだから、そこから先は慣性の法則とかで空気が無くて加速もどんどんできるので、あまりたくさんの燃料がいらないようにも思えたんです・・・

あと、突入時は、人の命がかかっているのに、燃料が少ないという理由ですっ飛ばして突入するのもかなり疑問なんですけどね～。。。でもそれが現実なんですかね(￣- ￣ )

お礼日時：2005/10/13 14:51