宇宙に飛び出すのにどうしてロケットみたいな巨大推力が必要？

昔から疑問に思っていたのですが、宇宙に飛び出す程度のことに、どうしてロケットのような巨大な推進力が必要なのでしょうか？　重力加速度をほんの少しだけ上回るだけの上向きの加速度を継続的に物体に与えていけば、宇宙に行くはずです。しかも大気中では空気による浮力も、上向きの加速度として加算できます。重力加速度に打ち勝つだけの力を上向きに生成するには、ロケットエンジンで消費される燃料で発生するような、巨大なエネルギーを必要とするのでしょうか？

No.3 回答者： pioneer2002 回答日時： 2002/07/14 08:17

たしかに、大気中では、簡単に上へいけますよね。

でも、その上の大気圏を抜けるのには、１１km/秒という、とんでもない速度が必要です。（それ以下の速度では、大気中に引き戻されます。）という訳で、それだけの速度を出すには、巨大なエネルギーが必要です。
　あと、おまけを書いておくと、ブラックホールと呼ばれる所では、そこを抜け出すのに、光以上の速度が必要です。（このなかで、光を、宇宙へ向けても引き戻されてしまう。）

この回答への補足

大気圏を抜けるのには、１１km/秒という、とんでもない速度が必要というのが、納得できません。これは、上向き加速度を維持できない物体でも大気圏を抜けるためには、１１km/秒という速度が必要ということではないでしょうか？
もし、上向きの加速度を維持しつづけられるのであれば、速度は１ｍ／秒でも大気圏を抜けられるのではないでしょうか？

補足日時：2002/07/14 22:58

No.2 回答者： stingray 回答日時： 2002/07/14 07:55

まず誤解の解消から。

＞重力加速度をほんの少しだけ上回るだけの上向きの加速度を，
＞継続的に物体に与えていけば宇宙に行くはずです。

確かに宇宙へ行きます。ただ，地球の重力圏を抜けるまで，
継続的に重力に逆らい加速しなければいけないわけですから，
結果的には落ちてきます。

＞しかも大気中では空気による浮力も、上向きの加速度として加算できます。

空気があれば・・・の話ですがね。
空気があるのは地上２０ｋｍまでです。

さて，まず回答を先に述べると，第１の理由が，
「巨大推力から生み出されるスピードが必要になる」からです。
地球上の衛星軌道上に物体（ペイロード）を載せるためには，
最低でも秒速７．９ｋｍ（時速２８０００ｋｍ）というスピードが必要になりマス。
（このスピードを超えて物を放り投げると，遠心力と重力の均衡が取れて，
地球に落下してこなくなる。）

さてはて，このスピードを実現するにはどうすればいいのか？
地上では空気抵抗によってこのスピードを実現させるコトは不可能です。
それならば空気抵抗の無い，成層圏以上の空気の薄い高さであれば，
これだけのスピードを出すコトが可能になりマス。
しかし，成層圏以上の空気が薄い地帯では，
空気が無いためジェットエンジンは使えない。
そこでロケットが必要となるわけです。
これが２つ目の理由，「空気が無くても使えるのがロケットエンジンだけ」
なのです。

コレをまとめると，
１：秒速７．９ｋｍというスピードが出せる。
２：空気が無い場所でも使える。
というのがロケットエンジンを使う理由です。

ただ，現在開発中のスペースプレーンでは，
ジェットエンジンを改良して，
より少ないエネルギーで衛星軌道に乗れるようになっています。

参考URL：http://www.city.yokohama.jp/yhspot/ysc/ysc/noda/ …

この回答への補足

継続的に上向きの加速度を維持できれば、衛星軌道上に物体を乗せる必要はなく、衛星軌道上に物体（ペイロード）を載せないのであれば、秒速７．９ｋｍという速度は必要ないということですね。そして、宇宙においても継続的に上向き加速度を維持するためのエネルギーを内部での燃焼エネルギーではなく、外部から得られれば、ロケットエンジンもいらないということですね。

補足日時：2002/07/14 23:11

No.1 回答者： taracco 回答日時： 2002/07/14 07:36

ロケットと地球の関係で　ロケットにかかる重力は

万有引力と遠心力（地球の自転）の合力　と物理の参考書にかいてあります。　空気との摩擦抵抗も考えられると思います。
Ｆｒｏｍ　地学の方が得意(;_;)