スペースシャトルは重力と○○力がつりあって
無重力になっているそうです。
スペースシャトルが飛んでいる地点での
重力は地上にくらべてどれくらいでしょうか?

よろしくお願いします。

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A 回答 (5件)

シャトルの中は無重力状態になりますが、それは地球の重力が弱いからではありません。



スペースシャトルに限らず、地球を回る人工衛星は全部「落ちている」のです(落ちているけれど、落下軌道が地表に到達しないので永遠に落ち続けることになります)。落ちている物体の中では重力は働かず無重力状態になります(もちろん、地球の重力は働いていますが、シャトルと内部の物体が同じ速度で落ちるので、見かけ上重力が無視できる状態になります)。

シャトルの高度で、もしシャトルが静止したとすると、地球による重力は地上の (r^2/h^2)倍です。ここで r は地球の半径で、h はシャトルの高度です(この式は地球の引力 P=GmM/R^2 から出てきますが、変数の意味は物理学の教科書あるいは啓蒙書でみて下さい)。

シャトルの高度が非常に高いので地球の重力は地上とは比べ物にならないほど小さいのですが、それでもシャトルを軌道上につなぎとめるだけの力はあります。
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日本語プログラム「ひまわり」で作成しましつた。

^○^
http://kujirahand.com/himawari/

地表0
シャトル高度300000mで入力してくらはい。
以下をコピーアンドペースト(貼り付)で作動しまつ。

G=8.9m/s^2でしたぅ。^^

「高度は地表から何メートルですか?」と、尋ねる。
高度は、それ。
地表は、6378150
位置は、地表+高度
位置を、表示。

重力定数は、0.000000000667259
質量は、597420000000000000000000

重力は、(重力定数*質量)/(位置*位置)
重力を、表示。
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No. 2 のものですが、嘘を書いてしまいました。


> シャトルの高度が非常に高いので地球の重力は地上とは比べ物にならないほど小さい
No. 3 の方の計算が正確ですね。

お詫びついでに補足。

No. 2 でシャトル(人工衛星)は落ち続けていると書いたことの説明です。
シャトルの高度までシャトルを運べたとして、そこでシャトルを静止させてから放すと地球に向かって落ちて行きます。地球の公転運動を無視すれば、地球に対して垂直に落ちて衝突します。
そこで、シャトルの軌道方向にある速度を付けて投げてやります。速度が小さいときは落下点が進行方向にずれますが、やはり地表に衝突します。
だんだん速度が大になると、落下地点が遠くにずれていって、ついには地球の反対側を掠めて通過することになります。このとき、シャトルは地球の裏側を通って落下地点に帰ってきます。その軌道は地球の中心を焦点とする楕円になります。
シャトルの速度をさらに速くすると軌道は円軌道に近づきます。実際のシャトルは円軌道に近い軌道を回っています。

以上の説明から分かるように、シャトルが地球を回るというのは、実は落ち続けているのです。もちろん、シャトルを実際に上空に持っていって落とすわけではなく、ロケット噴射で予定軌道に乗せるのです。
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スペースシャトルの標準的な高度は300kmです。


地球の半径は約6400kmです。
ですから、地上の重力加速度が9.8に対して8.9となります。
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物体の質量に接線速度の2乗をかけたものを軌道半径で割ったものです


mv^2/r これが遠心力の大きさです
これと釣り合ってお互いに打ち消しあっているのですから
重力はこれと同じ大きさで方向が逆向きです
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Aベストアンサー

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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>もし、スペースシャトルが静止したとしたら
質問は簡単なように思えますが、この"静止"という言葉によって答えが大きく異なると思います。
単に地球上の話しでしたら"静止"と言われた場合、地面に対して"静止"と考えるだけなので分かりやすいです。しかし宇宙的な視線で見ると何もかも動いていますから"静止"の定義をきちんとしないと答えが求まらないと思います。
(現実的には測定方法もないためできませんが)宇宙の一点に対して静止することを考えると、地球や太陽、月や銀河系にある様々な星や惑星....色々な天体からの重力を受けることになります。重力は距離の2乗に比例して小さくなりますから当然一番大きい影響は近くにある地球ということになります。具体的な大きさは地球からの距離などによって変わりますから分かりません。

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-G*((M*m)/r^2)
=-6.67*10^-11 [N*m^2/kg^2] * ((5.97*10^24[kg]*1.00*10^5[kg])/(6.37*10^6 [m]+3.00*10^5 [m])^2)
=-6.67*10^-11*((5.97*10^29)/(44.4889*10^12)[N]
=-39.8199*10^29/(44.4889*10^12*10^11)[N]
=8.95*10^5[N]
これがスペースシャトルに働く力で、重力はスペースシャトルの質量1.00*10^5 kgを使わずに計算して8.95[N/kg]になります。地上では約9.8[N/kg]なので地上の約9割の重力がかかることになると思います。スペースシャトルや各種衛星では常に自由落下し続ける(動き続ける)ことでこの重力を打ち消してほぼ無重力になっているかと思います。


この数値はあくまでも単純に考えたときの値です。シャトルも地球も点ではありませんし、いろいろな複合要因も働いています。

---------
計算間違えがあるかもしれません。正確な数値などはご自分で計算し直してください。

>もし、スペースシャトルが静止したとしたら
質問は簡単なように思えますが、この"静止"という言葉によって答えが大きく異なると思います。
単に地球上の話しでしたら"静止"と言われた場合、地面に対して"静止"と考えるだけなので分かりやすいです。しかし宇宙的な視線で見ると何もかも動いていますから"静止"の定義をきちんとしないと答えが求まらないと思います。
(現実的には測定方法もないためできませんが)宇宙の一点に対して静止することを考えると、地球や太陽、月や銀河系にある様々な星や惑星.....続きを読む

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いつまでもアメリカのスペースシャトルに乗せてもらってばっかりしないで、日本も自力で有人飛行するべきではないんでしょうか?中国だってやってるのに。

予算がないから、という理由ではなくて、なぜ予算が回せないかという理由が知りたいです。
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そもそも、日本は有人飛行をやりたいという気持ちはあるんでしょうか?(やる気がないのは財務省だけ?)

Aベストアンサー

>そもそも、日本は有人飛行をやりたいという気持ちはあるんでしょうか?

私はこの世界の住人ですが,やりたいけれども,張り合ってするまでもない,かなと思います.
勿論,お金があれば,ぜひやりたいと私も思います.しかし特に,他の国と比較しての負けん気根性は無意味だと思います.
大切なのは,技術の獲得,技術の伝承です.

いろいろありますが,
・日本の宇宙開発にはポリシーがない.
・ポリシーがないから景気に左右されやすい.
・状況によってプロジェクトが中断されるので継続的な研究ができない.
・人員が少ない.
・基盤がない.
・中断されるたびに技術が次世代に伝わらない.
などが思いつくところです.

だから,あと10年20年して契機が回復したら,
また,月面基地やら日本版シャトルやらの構想があがり,
プロジェクト採択されるのではないかと思います.
そのときは,だらだらせず,効率よく研究を進めて実現させてしまわないと,
また同じことの繰り返しにもなりませんから,研究者・開発者は
夢は忘れていないのですから,がんばっていかねばなりません.

>そもそも、日本は有人飛行をやりたいという気持ちはあるんでしょうか?

私はこの世界の住人ですが,やりたいけれども,張り合ってするまでもない,かなと思います.
勿論,お金があれば,ぜひやりたいと私も思います.しかし特に,他の国と比較しての負けん気根性は無意味だと思います.
大切なのは,技術の獲得,技術の伝承です.

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Qスペースシャトル チャレンジャー号の事故について。

スペースシャトル・オービタ、チャレンジャー号の初飛行は1983年4月4日のSTS-6。9回のミッションを成功させたが、10回目のフライトであるSTS-51Lで打ち上げ時に空中爆発し、墜落した。
1986年1月28日の打ち上げであった。STS-51Lは打ち上げから73秒後に突如爆発、シャトルの各部は空中で分解した後に大西洋に落下し、クルー7名の全員が死亡した。打ち上げ当日は気温が低く、固体ロケットブースタ内部に使用されるOリングと呼ばれるパーツが凍結しており、これが事故を引き起こしたと見られている。打ち上げ直後、そこから高温の燃料が漏れ出し、その熱で外部燃料タンクとの接続部分が焼き切れ、シャトル右側の固体ロケットブースタが外部燃料タンク上部を直撃し、漏れた液体燃料に引火したのが爆発の原因とされている。
チャレンジャー号の打ち上げ以前にも、Oリングの凍結と気密性の低下で接続部を焼損する事例が数回発生しており、その危険性を技術者(Oリングを造る下請け会社)から再三指摘されたにもかかわらず、度重なる発射延期のせいもあって、NASAはそれを無視した。技術者はNASAの圧力に負け、最後にはただ黙っている見ているだけしか出来なかった。技術者は発射前に自分の忠告を無視したNASAに対する不満を書いている。



本題ですが、この悲惨な事故について、
自分がその技術者のひとりやNASAの担当者であったなら、どう考え、どう行動したら、結果、事故は免れる(または被害を少なくなる)ことができたと思いますか?


字数は何字でもかまいません。
あなたの意見をきかせてください。
よろしくお願いいたします。

スペースシャトル・オービタ、チャレンジャー号の初飛行は1983年4月4日のSTS-6。9回のミッションを成功させたが、10回目のフライトであるSTS-51Lで打ち上げ時に空中爆発し、墜落した。
1986年1月28日の打ち上げであった。STS-51Lは打ち上げから73秒後に突如爆発、シャトルの各部は空中で分解した後に大西洋に落下し、クルー7名の全員が死亡した。打ち上げ当日は気温が低く、固体ロケットブースタ内部に使用されるOリングと呼ばれるパーツが凍結しており、これが事故を引き起こしたと見られている。打ち上げ直後、...続きを読む

Aベストアンサー

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二本のOリングのうち1本は確実に「機能不良」になることが分っており、もう一本もかなり怪しい状況でした。
NASAのせいでは無いと思います。
完全にブースターメーカーの設計ミスですね。
「マーフィーの法則」
If something can go wrong, it does.
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Qスペースシャトルについて

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よろしくお願いします。

Aベストアンサー

>やはり輸送だけだったんですね。
>試験飛行でジャンボの上から飛び立つということがあったのでしょうか?


 輸送だけでなく、滑空実験もやっていました。
シャトルを空中でジェット機から切り離して
うまく着陸できるか実験していたんです。

 このとき使っていたので、エンタープライズ
という機体で、滑空実験の後に本当に
エンジンを積んで宇宙で使う予定だったの
ですが、計画が中止になってしまいました。

 あと、007のムーンレイカーという映画
の中での話ですが、ケネディー宇宙センターに
輸送中のスペースシャトル・ムーンレイカーが
空中で奪われるというシーンがあり、
ジャンボの上に固定されて飛行中のシャトルが
いきなりロケットエンジンを点火して
飛んで行ってしまうというシーンがありました。
この映像を見たことがあって、シャトルが
ジャンボから飛ぶイメージがあるのではないでしょうか?

>やはりジャンボから飛び立って宇宙空間へ。っていうのは無理ですよね。

 民間の宇宙船ならジェット機で
上昇して空中でロケットに点火して
上昇するものがあります。

参考URLをクリックすると、メディアプレーヤーが
開き、飛行シーンが出てきます。
1時間20分あたりにロケット点火のシーンがあります。

>やはり輸送だけだったんですね。
>試験飛行でジャンボの上から飛び立つということがあったのでしょうか?


 輸送だけでなく、滑空実験もやっていました。
シャトルを空中でジェット機から切り離して
うまく着陸できるか実験していたんです。

 このとき使っていたので、エンタープライズ
という機体で、滑空実験の後に本当に
エンジンを積んで宇宙で使う予定だったの
ですが、計画が中止になってしまいました。

 あと、007のムーンレイカーという映画
の中での話ですが、ケネディー宇宙...続きを読む

Qスペースシャトル事故で亡くなった女性飛行士

タイトル通りですが、期間時に大気圏内で事故が起き、なくなった外国人女性飛行士がいたと思います。
彼女について書かれているサイトがありましたら教えて下さい。
よろしくお願い致します。

Aベストアンサー

http://hyouhei03.blogzine.jp/tumuzikaze/2008/03/post_3751.html

http://www.relnet.co.jp/relnet/brief/r12-156.htm

やっつけ回答ですが・・・

Qスペースシャトル

スペースシャトル計画が一応終了しましたが。次の計画は進んでいるのでしょうか? 何やらシャトルはメンテ費用が莫大で今度は使い捨てのロケットにまた戻すみたいですケド。

Aベストアンサー

これ。
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%AA%E3%83%AA%E3%82%AA%E3%83%B3_(%E5%AE%87%E5%AE%99%E8%88%B9)

あとは、民間企業だな。


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