No.5ベストアンサー
- 回答日時:
SFマニアの構造エンジニアの目から見ると。
宇宙船の形状とエンジンの形状・分散により答えが決まってくるように思います。
極端な例の1)チョー長い長い宇宙船のオシリにエンジンがついている場合
F=maから容易に想像できるように、エンジン周辺の応力を下げるためには加速度を小さくするしかありません。
チンタラ(でも休みなく)加速しつづけることになります。当然、到着までに時間がトンデモなくかかりますが、そのための巨大さなのだから、宇宙船内での人生を楽しむ(耐える?)ことになりそうです。
では極端な例の2)円盤型宇宙船(ただし顔になげつけるパイのように飛ぶ)の場合
この場合はエンジンをヤタラにたくさん取り付け宇宙船への応力を小さくすることが可能です。
それでもめったやたらと加速度を大きくすることはできません(乗客が死にます)。長期間の加速を考えると1~2Gというところでしょうから、構造物としては華奢なもので十分でしょう。
もちろん保有エネルギー量についてはこの際考えないことに。
以上の例から大胆に想像すると、2~3層のパイが宇宙を飛ぶさまが頭に浮かびます。
さて、地球からもよりの恒星たとえばバーナード星までの中間まで2Gで加速し、後半は反対に2Gで減速するような旅行を考えます。
そこで質問!
最大速度はいったいどの程度になるのか?(相対論的スピードになると思う)
到着までの期間はどのくらいか?(もちろん船内時間および地球時間で)
チョー長い長い宇宙船…
旋回するときに折れそうですね。
で、速度計算をしてみたのですが…(相対性理論無視)
バーナード星まで6光年
つまり9500000000000Km
1.5Gで加速したとして
加速度463579.2km/毎年毎年
中間点で減速をはじめるとして
463579.2×t二乗/2=9500000000000/2
t≒4526年
463579.2t≒2098571514#最高速度
これを秒速に直すと
66km/s 66/300000=0.00022 2t=9052
最高速度0.00022光速 到着まで9000年以上
ほんとかねぇ全然自信ありません。
No.6
- 回答日時:
#4です。
追加です。無重力状態で、宇宙船を組み立てたとします。
そこから、エンジンを点火して、動き出したとします。
すべてのパーツが一斉に同じ方向に同じ速度で動けば、
宇宙船は壊れません。
宇宙船のすべてのパーツにエンジンをつけ、それらを制御して、
同じ方向に同じ速度で動かすようにすれば、可能でしょう。
しかし、一つのエンジンで動かそうとすれば、無理かもしれません。
エンジン近くのパーツはエンジンと一緒に動くでしょうが、
遠く離れたパーツは、他のパーツに押されて(引っ張られて)動くことになります。
このとき、パーツ間の強度が不足すれば、壊れるでしょう。
つまり、(エンジンが生み出す加速度と)パーツの強度の問題かなと思います。
やっぱり大量小出力になるんですねぇ。
整備が大変そう。
最大加速度の問題ですが、
エンジン出力とパーツ強度をクリアできれば
後は人間の耐久力を遺伝子操作で上げればOK?
アーヴみたいに…(星界の紋章参照)
No.4
- 回答日時:
基本的には、#2さんと同じです。
ある小さい加速度に耐えられるなら、それ以下の加速度で加速し続けるかぎり、
壊れることもなく、どんなスピードにも達することができると思います。
(ただし光速を越すなんてことは言わないで)
地上で圧壊する、ということは、地球の重力加速度には耐えられないという意味ではないでしょうか。
だったら、その加速度で動かそうとすると壊れますね。
そのようなエンジン(加速度)ではいけません。
宇宙船を動かすためには、そうっと動かすしかないわけで、
小さな加速度で加速し続けるしかないのでは。
No.3
- 回答日時:
それだけデカい構造物をわざわざ重力井戸の底まで降ろして、また引き上げるメリットがどこにあるのか? っていう疑問は考えないことにします。
(笑)ロケットの例でも判るとおり、地上から(効率的に)飛び立つには、かなりのGを受けなくてはなりません。
数G程度の加速には耐えられても、離陸時の高Gには耐えられないとか言うのでしたら、考えられるかもしれませんね。
あと、構造上の問題もあるでしょう。
船体に十分な強度の梁を持たせて、その梁から伸びる支柱で船体を補強し、梁にエンジンを据え付ける、という方法で加速時の問題を解決していたとします。
地上に降りるときもその梁が自重を支えるようにすればいいのかもしれませんが、生憎、その先端には着陸脚ではなくてエンジンが付いている、と。
形状的な問題もありますね。
宇宙航行専用の船であれば、形状は比較的自由に出来ますが、例えばコンペイトウ型の船を地上に下ろしたとすると、針の部分は当然、圧壊するでしょう。
地上で作ろうとすると、強度的にもデザイン的にもものすごく選択の幅が狭まるのですね。
No.2
- 回答日時:
例えば、0.5Gに耐える構造にして、宇宙空間で0.5Gの加速を続ければ相当のスピードになると思います。
弱い構造でも、それに合わせた加速を続ければいいのではないかと思います。
No.1
- 回答日時:
地上で船体外部に船台を当てることを考えると
その部位を補強しておかねばなりません。
(実際のヨットなどでも行っています。)
けれど重力場をいじって加速させられるならば
船体各部の慣性力=推進力なので
船体などを捻じ曲げたりしないということでは?
自由落下中の水滴は力を受けないので
表面張力のみで円形になるくらいです。
お探しのQ&Aが見つからない時は、教えて!gooで質問しましょう!
似たような質問が見つかりました
- 宇宙科学・天文学・天気 宇宙には重力波というものがあるとニュースで見たたニュースはエンタメぐらいにしか見てないが教えてほしい 2 2022/06/16 01:39
- 物理学 相対性理論の加速度とは。 3 2023/06/20 09:29
- 数学 経路を教えてください。 6 2023/06/09 20:10
- 物理学 宇宙船の速度を教えてください。 7 2023/04/11 13:20
- 物理学 ここで回答している相対論信者って全員、相対性理論を理解できてないですよね? 4 2023/03/08 12:40
- 物理学 ループしている世界で光の思考実験。 3 2023/02/05 07:35
- 物理学 光速を超えて飛行する方法を発明しました 18 2022/10/03 15:51
- 宇宙科学・天文学・天気 ワク○ンとか作るんだったら人工的な地球をもう一つか二つ作った方が個人的に国も世界も潤うと思うのは俺だ 5 2022/11/30 22:27
- 物理学 相対性理論において加速する物体の速度について教えてください。 3 2023/01/19 20:37
- 宇宙科学・天文学・天気 光より速い速度で一瞬で目的地に移動できる(ワープ航法?)宇宙船も開発している高度に発達し 3 2023/03/06 21:18
おすすめ情報
デイリーランキングこのカテゴリの人気デイリーQ&Aランキング
-
加速度と角加速度の関係について
-
振動加速度
-
m/s、m/s^2の読み方
-
負の向きに進んでいる物体の加...
-
10kgのものを30cmの高さから誤...
-
振動の単位 dB→m/s2に換算で...
-
衝撃と「G」
-
速度と加速度
-
ここで回答している相対論信者...
-
加速度Gを圧力単位kgf/cm2に換...
-
高校物理です。 加速度が負にな...
-
衝撃力(撃力)の単位について
-
時間積分後の意味
-
加速度を積分すると速度・・・
-
加加速度(ジャーク)について
-
電車の窓から見える雨粒の軌跡...
-
ゼロヨンの加速度のもとめ方に...
-
回転運動での角速度・角加速度...
-
お皿が落ちた時の衝撃は何G?
-
至急です! 物理、数学について...
マンスリーランキングこのカテゴリの人気マンスリーQ&Aランキング
-
加速度と角加速度の関係について
-
振動の単位 dB→m/s2に換算で...
-
10kgのものを30cmの高さから誤...
-
m/s、m/s^2の読み方
-
衝撃力(撃力)の単位について
-
衝撃と「G」
-
振動加速度
-
最後のセなのですが、w²=2×a×X(...
-
Excel 速度 加速度計算について
-
衝撃力の計算方法 (振り子玉)
-
1/3オクターブ分析
-
「等加速度運動」と「等加速度...
-
加加速度(ジャーク)について
-
お皿が落ちた時の衝撃は何G?
-
時速30キロ衝突時のG
-
時間積分後の意味
-
ジャーク(躍度)を考慮した力学...
-
負の向きに進んでいる物体の加...
-
高校物理 解答に使える文字が分...
-
角加速度とトルクと慣性モーメ...
おすすめ情報