SF等での スペースコロニー（の疑似重力）へのアプローチの描写について

　SFなんかで　自転して遠心力により地上と同程度の疑似重力を作っている円柱形のスペースコロニーがありますよね。この時、コロニーの外の無重力空間からアプローチする方法について。
　ただ入っただけではまだ無重力状態ですよね。この人が何らかの方法でコロニーの地面（外周）に触れた（固定された）瞬間にいきなり重力を感じることになると思うのですが、これって実際には猛スピードの自動車から飛び降りるような危険なことで非現実的と思うのです。
　どのような描写が現実的なのでしょうか？例えば考えてみたのですが、　
　『コロニーの回転軸の軸線上からアプローチする。回転軸付近は遠心力が小さいので、コロニーに触れても（固定されても）、それほど重力は感じない。そこからコロニーの外周へ徐々に降りていくと　だんだん重力を感じていく。』
　このような感じで正しいですか？コロニーの直径が重要になると思うのですが、何かこのようなことについて検討やリアルに描写したものってありますでしょうか？
　例えばスペースシャトルが宇宙から戻ってくる時も　こういう事を考えているんですよね（相対速度を近づけるとか）？

No.5 回答者： alchemisty 回答日時： 2009/08/26 09:23

誤解していました、すいません。

スペースコロニーの内部に流体（空気）が満たされていれば、地面と空気との相対速度は０になります。それより上（中心）に向かっていっても粘性からその地面の回転に引っ張られることになるので、適当に浮いていれば(空気の流れに身を任せれば）徐々に重力は強くなっていくと思われます。

この回答へのお礼

わざわざ、ありがとうございます。
ただ少し疑問が・・・
確かに地面との摩擦で　空気もつられて多少は回転するとは思います。
ただその地面と空気の回転スピードの差は「風」のように感じるもので、重力とは少し違うと思うのですが・・・？

毎回　表現が悪くて恐縮ですが、前のお礼の中での「無重力状態のまま、ぷかぷかと地面に近づいていく」とは、例えば　コロニーに入っただけの無重力状態の宇宙船から出る時に、タラップを軽く蹴ってその反動で進んでいくような状態をイメージしたものです。つまり回転運動に合わせないままに地面に近づいていくということです。
この時は重力を感じないままに徐々に近づいて行って、猛スピードで回転している地面にぶつかることになりますよね？

お礼日時：2009/08/27 00:11

No.4 回答者： debukuro 回答日時： 2009/08/26 09:06

映画「２００１年宇宙の旅」小説「宇宙のランデブー」にその様子が描写されています

２００１年宇宙の旅で宇宙船がドーナツ型の宇宙ステーションにドッキングするシーンは見ものです

この回答へのお礼

ありがとうございます。
アーサー・Ｃ・クラークですよね。たしかにリアリティーのある描写がされていそうです。
ぜひ見てみたいと思います。

お礼日時：2009/08/26 23:55

No.3 回答者： alchemisty 回答日時： 2009/08/26 00:14

　高校物理で習うのですが、回転するとき常に内側への加速度を受けています。

（外周だけ見るとその加速で曲がり続けている）その反力が遠心力なので、触れたとたん加速度を感じるわけではありません。地面と同じ角速度で回転している限り遠心力は感じます。（その元として中心に向かってなにか固定しておく必要はあります）
　同じ角速度でも、中心から遠くなるほど力は強くなるため、中央では弱く、外周に近づくほど強くなります。

　スペースシャトルも地球の回転速度にあわせますが、ゆっくりのため、ちゃんと地球の引力に引っ張られます。
　もし、調べられたら地球の重力加速度を調べてください（理科年表とかで）日本でも北海道が一番大きく、沖縄が一番小さくなります。これは遠心力で重力が弱まるからです。
　重力加速度　9.81ｍ／ｓ＾２はおそらくパリの重力加速度で日本国内ではこれより弱く、南のほうにいくと、９．８もなかったと記憶しています。

この回答へのお礼

　ありがとうございます。
　表現が適切ではなかったと思いますが、「触れる」というのは固定されて同じ回転運動をすることを意味したつもりでした。
　ただ、この場合（１Ｇを生じる回転運動）だと、ものすごいスピードだろうから、固定どころか触れるのさえ危険なのではと思えたからです。
（ちなみにエレベーターで降りていくのではなく、無重力状態のまま、ぷかぷかと地面に近づいていった場合の話です。）

お礼日時：2009/08/26 02:34

No.2 回答者： char2nd 回答日時： 2009/08/25 21:19

　シリンダー型スペースコロニーについては「機動戦士ガンダム」に登場していますね。

これはジェラルド・オニールが提唱したタイプで、島３号とも呼ばれています。
　このタイプの場合、シリンダーの底部分の中心にドッキングベイを建造し、そこに宇宙船などが接続するようになっています。当然、ドッキングベイはシリンダーの回転からは切り離されていて、無重力状態となっています。
　コロニーの中に入るためには、このドッキングベイから内部の地表に「降りる」形になります。そのため、エレベーターやエスカレーターのようなリフトが使われます。「機動戦士ガンダム」にもそのような描写があります（確か第２話でガンダムなどのモビルスーツやパーツ関係を港の船に搬入するシーンがある）。

　尚、スペースシャトルは地球の衛星軌道上を周回するので、地上に戻るときは周回速度から減速して、地球の引力により降下します。あとは通常の航空機と同じです。
　地球の自転速度に合わせると言うことは、地上からみると停止していることになるので、大気圏内では失速状態となり墜落してしまいます。

この回答へのお礼

分かりやすい回答ありがとうございます。
なるほど、スペースシャトルは速度を合わせるというより、減速して落下していくということなんですね。

「描写」にこだわらせていただくと、降下していくエレベーターの中ではどんな感覚なんでしょうかね？
「回転しているので壁にも張り付けられる」プラス「徐々に床に押し付けられる」　という感じでしょうかね？

お礼日時：2009/08/26 02:20

No.1 回答者： inaken11 回答日時： 2009/08/25 21:07

コロニーがドーナツ状でもシリンダー状でも、回転中心から外周に向けて周速に加速されつつエレベーターで降りて？行くから地面との速度差は無いと思いますが。

スペースシャトルの場合は、公転速度が地球の自転速度に落ちて飛行するから重力を感じるのだと思います。

この回答へのお礼

ありがとうございます。
　エレベーターシャフトは回転中心から外周へ向けて固定されているので、コロニーと一緒に回転していますよね。つまりエレベーターに乗った時からわずかに回転し始めて重力を感じる。さらにエレベーターが降りていく（中心から離れる）につれて、徐々に重力が大きくなっていく。
という事ですよね。
　言い方を変えると、回転中心付近からアプローチしないと危険だということを示していると思います。
　要はどの時点で回転運動を始めるかというところがポイントなんでしょうね。

お礼日時：2009/08/26 02:02