ちくのう症(蓄膿症)は「菌」が原因!?

飛行機からパラシュートで地上に降りられますよね。
では宇宙飛行士は宇宙空間からパラシュートで地上に降りて来られないものでしょうか…?

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A 回答 (11件中1~10件)

宇宙空間から,とおっしゃる点が曖昧ですが,ここでは高度200kmと考えましょう.



ところで,降りる前に軌道周回しているか,単に上がって降りるだけか,により,
少々異なって来ます.衛星軌道を周回している場合,それだけで最低でも秒速8km程度の
速度となっているからです.この速度で空気層に突入した場合,みなさまおっしゃるように,
空気との摩擦で高温となり,焼けてしまいます.(恐らく,一瞬でガス化します.)

軌道周回しておらず,単に「降りる」場合,高度200kmから大体高度100kmくらいまでは
殆ど空気抵抗の無い,自由落下と考えられます.また,重力加速度も9.8m/s^2とは異なりますが,
ここでは簡単の為,地上と同じくg=9.8としてしまいます.(丼勘定で十分でとします.)
0.5 * 9.8 * t^2 = 100000
∴t=約143秒
で上記高度差を「落ちます」.
この間に落下速度は,9.8*143=秒速1400m程度となります.
この速度のとき高度100km,ここからパラシュートの効果が出て来る,と考えますが,
大部分は成層圏以下になってからの制動となります.

大砲の弾は音速(秒速340m程度)より早い程度,しかし大砲の弾は真っ赤になっています.
それを考えると,上記の速度で濃い大気で制動をかけると,やはり空力加熱のために
焼けてしまうでしょう・・・と言うところで丼勘定を終わらせて頂きますが,

実際,回収されるカプセルは,その形状自体がパラシュートのようなもので,
希薄な大気でも十分な制動を受けられるように設計されています.

何か途中で,だめだな,と思ってはしょりましたし,えらくざっとした仮定ばかりの
丼勘定でしたが,従って,パラシュート様のもので降下させることは不可能ではないけれども,
高温に耐えられるか?と言う点のみ,不安要素となります.
宇宙飛行士が十分なアブレーションを起こしてその中の温度上昇を僅かにする
材料を着込めば,ご質問のことは不可能ではありません.

と言う結論に至りました.
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この回答へのお礼

ありがとうございました。

単に自由落下しただけでもそんなスピードになるとは驚きです。
地球の引力はそんなにすごかったんですね。
あるいは真空に近い空間ではそんなに加速できるんですね。
これで大気圏に突入(まさに突入という言葉がぴったり)したら燃え尽きてしまうのも分かる気がしてきました…。

どうやらパラシュートだけでは心もとないですね…。

お礼日時:2002/11/05 21:51

#6さまのご回答の下の補足欄にある点について.


>地球上ではどんなに早い飛行機でも空気との摩擦で燃えたりしませんよね。
ですが,早い飛行機になると,空気の当たる部分は摩擦で相当熱くなります.
しかしその部分の材料の融点までにはならないように設計されているので燃えない(溶けない)です.
飛行機に限らず,上記のような理由で,動いているものは多かれ少なかれ空力加熱を受けます.

「空気との摩擦」とは,正確には「空力加熱」と言う物理になります.
動くものに座標系を取れば,動いているのは空気分子とみなせます.
動いているものは運動エネルギーを持っていて,それが物体に当たると運動エネルギーが
熱エネルギーに変わります.(ベルヌーイの定理から導けます.)
但し熱伝達と言う現象もあって,これは空力加熱により空気分子がぶつかって熱エネルギーを
出した後,物体表面の分子や原子の熱エネルギーを逆にもらってすぐに去っていく場合,
熱伝達によって冷却されます.
扇風機に当たったり車から手を出すと涼しかったり,パソコンのファンが中を冷せるのは,
熱伝達による冷却があるからです.
しかし大気圏突入の場合,当初の運動エネルギーが大変大きい為に,現れる熱エネルギーは
とても大きく,逆に熱伝達は空気密度が小さいこと,それよりも遥かに加熱の方が
大きくなるので,とても熱くなります.
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NO6の補足です


朝日文庫「暗闇の戦士たち」によれば

現在の世界記録として高度10万フィート付近でジャンプした
男がいた。彼の場合は遷音速にとどまった。

遷音速で降下した男の場合、高度5万フィートでヘルメットの
バイザーを持ち上げたため、脳が沸騰してしまったと載ってました。
SAS隊員が13万フィートを計画してるそうです。
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つまりゆっくり降下しても大気圏に突入するまでに(パラシュートが効くまでに)ものすごいスピードになってしまうため、突入時の抵抗もものすごいのですね!?:



大気圏の空気は落下する人を囲っている箱に対してものすごい相対速度を持っています
だから人は地球の自転に近いスピードで地球の周りを回りながら降下していかなければなりません
そして大気圏にぶつかったときの入射角も90度に近いと大気圏に弾き飛ばされるのである程度深く進入しなければなりません
といっても入射角90近くになるようにしなければ耐えられないでしょう
つまり大気圏に乗っかるようにうまく落ちるのです
パラシュートは大気圏に入り終速度になってから開いたほうがいいでしょうね
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こんばんは



例えば、アポロ10号の大気圏突入速度は、時速約40000kmです。
マッハ(音速)の30倍以上です。

対して、スカイダイビングなどの自由落下速度は、
せいぜい時速2~300km程度ですし、(重量や高度で多少変化しますが)
飛行機でもせいぜいマッハ1か2程度でしょう。

用済みの人工衛星や宇宙からの隕石などは、地球に多数降り注いでいます。
が、実際に落ちた、という話を滅多に聞かないのは、
大気圏突入時にほとんど燃え尽きてしまうからです。
たまに落ちる隕石は、大気圏突入前にはよほど巨大な物だったんでしょう。

ですので、他の回答者の方々同様、
摩擦熱に十分耐えられる装備、中の人体を保護・冷却する機能がある
宇宙服を開発できれば可能かもしれません。
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この回答へのお礼

ありがとうございました。
そういう宇宙服となると、結局は宇宙船のようなモビルスーツになってしまうのでしょうね…。

お礼日時:2002/11/05 22:06

題名は忘れましたが、特殊部隊のノンフィクションで読んだこと


があります(たしか文庫本)
飛び降りた高度は宇宙空間と呼べるか正確なことはわすれましが、
摩擦熱で体液が沸騰して廃人になってしまったと記憶しています。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
地球上ではどんなに早い飛行機でも空気との摩擦で燃えたりしませんよね。スカイダイバーも耐熱装備はしていないですよね。宇宙からだと落下するだけでそんなにすごいスピードが出るのでしょうか?

補足日時:2002/11/04 23:17
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大気圏に突入したときにものすごい力を受けるので


それに絶えられるような強度のパラシュートを用意しなければなりません
それに体も完全にパラシュートに固定する入れ物のようなものにしなければなりません
そして中は衝撃を緩和するようなクッションが必要です
パラシュートと入れ物は耐火性に強くなくてはいけません
そのようにすれば可能でしょう

この回答への補足

回答ありがとうございます。
つまりゆっくり降下しても大気圏に突入するまでに(パラシュートが効くまでに)ものすごいスピードになってしまうため、突入時の抵抗もものすごいのですね!?

補足日時:2002/11/04 23:03
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宇宙空間では宇宙船は遠心力と重力とのつりあいで


地球の周りをぐるぐる回ってます。そこから宇宙飛行士が
飛び出したとしても、やっぱり同じようにぐるぐる回るだけで、
地上に戻ってくることはできないのではないかと思います。

あらかじめ地上に向けて角度をつけて放り出せば、
そのうち地上に到達することはできるでしょう。
しかし、その距離は非常に遠い(上空数10~数千km)ものですから、
時間が相当かかるでしょうし、上空は空気も真空に近いぐらい
薄いですから、パラシュートが効くまでの高さになるまでに
人間が空気の摩擦で燃える可能性が高いですよ。
(何しろ宇宙空間では秒速10kmで飛んでますので)
逆にその高さからパラシュートが効いたとすると、
地上に落下するまでの時間がかかりすぎ、酸素や温度の問題が出ます。
これらを解決するためにいろいろ装備をつけることも考えられますが、
それなら宇宙船ごと下りたほうがはるかに手軽で安全です。

ちなみに、普通飛行機からパラシュートで降りるとしても、
たとえば上空数千メートルからだと、上空でパラシュートを
開くような真似はしません。高空は空気も薄く、気温も低いので、
パラシュートが効いて人間が活動できるだけの高さまでは
自由落下することになります。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
つまり人間がパラシュートで降下することは装備が十分なら可能だけれども実用的ではないということでしょうか?

補足日時:2002/11/04 22:32
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まったく不可能ということはないでしょうがきびしいと思います。


というのも宇宙からパラシュート降下することを考えると、
当然宇宙では宇宙服を着用しなければならないわけでその装備ごと降下することになります。
また超高層大気は不安定であり、温度も約-150度から約1000度(摂氏)とあらゆる環境に
耐えうる装備が必要で落下地点も正確に誘導するのは困難でしょう。
ですから、たとえば将来宇宙ステーションがもっと一般的なものとなったときに
その災害脱出用として類似のものが開発される可能性はあると思います。
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パラシュートによるブレーキが効き始める前に


ものすごいスピードになってしまい
大気との摩擦熱で丸焦げになってしまうと思います。

この回答への補足

回答ありがとうございます。
自由落下してもそんなすごいスピードになるんですか?

補足日時:2002/11/04 22:43
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この回答へのお礼

この一言に集約されていたんですね。
ありがとうございました。

お礼日時:2002/11/05 21:57

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どなたかご教授ください。

Aベストアンサー

根本的なことを書きます。

なぜパラシュートで降下する場合は燃えないか、これは地球の自転と同じスピードで回っているからです。簡単に言えば、自分がいた地面からまっすぐ上昇して、まっすぐ降りてくるなら(風などの影響を受けないなら)まったく同じ地面に降りてくるはずです。それは自転している地球の上を歩いていて、そこから上昇してもほぼ同じスピードで動いているからです。
ですから、宇宙と呼ばれる高さから降りてきても、落下速度以上にはならないですし、その程度のスピードでは燃えないからです。たしか音速は超えたはずですが、その程度です。

スペースシャトルや衛星などは、地球に落ちないように地球の自転速度よりも速いスピードで動いています。これを「第一宇宙速度」といいます。よく説明に使われるのは、水を入れたバケツを早い速度で回すと、水が落ちてこない、というやつですが、これを地球の規模に当てはめると、約 7.9 km/s(時速28400km)大体マッハ25ぐらい(音速の25倍)ぐらいで動いているということです。

蛇足で言うと、スペースシャトルはそれほど高くない宇宙空間を飛行していますので、このスピードで地球に落下しないように飛んで、90分ぐらいで地球を一周します。
高度をグングン上げていって、地球1周に24時間かかる場所にくるとこれが「静止衛星軌道」ということになります。つまり静止衛星は「止まっている」のではなくて「地球の自転と同じ速度で宇宙を飛んでいるので止まって見える」ということなのです。
(ちなみに地球の重力から抜け出すのを第二宇宙速度、太陽系から出る速度を第三宇宙速度と言います)

で、宇宙空間は空気がありませんので、一度この速度になればずっとその速度で回り続けます(実際には重力の影響を受けるので、少しずつ下がります)

スペースシャトルが地球に帰るときにはこのマッハ25のまま空気の層に突っ込むことになるわけです。この速度であれば空気との摩擦で「燃えます」、またこの空気の層を使ってスピードを落とし着陸できるようにしているわけです。この燃えるぐらいの摩擦を利用しないと、降りてくるだけでものすごい時間がかかります。

もし、宇宙で燃料補給しても問題ないなら、宇宙でロケットを噴射して、マッハ25から地球の自転速度まで落とせば燃えないで地球に帰ることもできます。でもそれは、打ち上げ時の燃料と同じぐらい消費するので、持って行くのが無理なのです。

人工衛星が落ちるときに燃えるのも同じ原理ですし、隕石は場合によってはもっと早い速度で地球の大気圏に突入し、燃えるのです。

根本的なことを書きます。

なぜパラシュートで降下する場合は燃えないか、これは地球の自転と同じスピードで回っているからです。簡単に言えば、自分がいた地面からまっすぐ上昇して、まっすぐ降りてくるなら(風などの影響を受けないなら)まったく同じ地面に降りてくるはずです。それは自転している地球の上を歩いていて、そこから上昇してもほぼ同じスピードで動いているからです。
ですから、宇宙と呼ばれる高さから降りてきても、落下速度以上にはならないですし、その程度のスピードでは燃えないからです。...続きを読む

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よろしくお願いいたします。

Aベストアンサー

http://www.action777.com/para/07rescur.pdf#search=%27%E3%83%91%E3%83%A9%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%88%20%E6%A7%8B%E9%80%A0%27

↑こんな説明がありますがお役に立つでしょうか。

Q人間だけで、大気圏突入できる?

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そこで、ふと思ったのですが、
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やっぱり、燃え尽きてしまいますよね?

でも、色々考えてみると、
もし、蟻1匹を同じように大気圏突入させた場合、
燃えないような気もするのですが?

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 こんにちは。

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>静止衛星のように止まっている状態から、
>垂直に自由落下させたとして仮定してください。

 静止衛星は止まっているわけではありません。
 地球の自転と同期して動いていて、地表から見ると相対的にとまっているように見えるだけで、実際には秒速3キロ、時速にすると1万キロを超える速度でかっ飛んでいます。
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 結局はその熱にどう耐えるかの話になってしまいます。

 しかし、熱をあまり発生させずに降りてくる方法もないことはないはずです。
 ロケットを逆噴射してブレーキをかけていく方法です。
 ここでも、地球に向かって垂直に噴射するわけではありません。
 地球に向かって水平に逆噴射して、スピードを殺していくわけです。
 しかし、それでは、ロケットを打ち上げるときと同程度のロケット燃料が必要になり、いささかバカバカしいです。
 それに「人間だけで、大気圏突入」に対する答えにもなっていません。

 結局は、表面温度が千度超えても、中の人間が平気な宇宙服を作るしかないと思います。
 でも、ちょっと、難しそうですね。

 こんにちは。

 すこし、大気圏突入のイメージを誤解されているようですね。
 地球に向かって垂直に落ちてくるようなイメージを持っていらっしゃいませんか?

>静止衛星のように止まっている状態から、
>垂直に自由落下させたとして仮定してください。

 静止衛星は止まっているわけではありません。
 地球の自転と同期して動いていて、地表から見ると相対的にとまっているように見えるだけで、実際には秒速3キロ、時速にすると1万キロを超える速度でかっ飛んでいます。
 スペースシャトルも大...続きを読む


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