ミールの墜落処分について以前似たような質問がありました。そのときの回答は、引力圏から離脱する為には、11km/sの速度が必要とのことでした。

そこで質問ですが、(私の稚拙な憶測に基づく質問で恐縮です)
人工衛星というのは普通の状態で、引力と遠心力がつりあっているから落ちないのだと思います。従って、速度を上げなくても、人工衛星の軌道半径を大きくしてあげれば、つりあい状態が崩れて遠心力により宇宙空間に飛んでいってしまうのではないでしょうか?
回転半径を上げるときも、通常は力の平衡状態なのだから、ちょっとした力を加えてあげれば簡単に軌道半径が大きくなるのではないかと思いますがいかがでしょうか?

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A 回答 (14件中11~14件)

一寸の力なら起動は変わりますが楕円軌道になります。


これでは軌道計算も複雑で何時落ちてくるかも判らないし他の生きている衛星の邪魔です。
それに宙間廃棄は御法度です。
そんなことを繰り返していたら地球の資源はすぐに無くなってしまいます。
本来は回収できない物を飛ばしてはならないのですよ。

この回答への補足

レスありがとうございます。
多様な回答が多数寄せられて、嬉しい反面、どう結論付けてよいのか分からなくなってしまいました。(^^;ゝ
そこでさらなる質問をしてもよろしいでしょうか。
宙間廃棄は御法度というのはごもっともです。ちょっとその話は置いとくとして、
楕円軌道にならないように補助エンジンで修正しながら軌道半径を大きくすることは可能でしょうか。

補足日時:2001/03/27 19:47
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 宇宙に捨てることもあります。


 ボイジャーがそうですよね。
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この回答へのお礼

レスありがとうございます。
ボイジャーは地球から飛んでいってしまったのだから人工「衛星」ではないのではないかなぁとチラッと思ったのですが・・・
でもアドバイスうれしいです。

お礼日時:2001/03/27 19:40

直線速度を変えないで、外側に押して回転半径を大きくすると、一秒間に回転する角度(角速度といいます)は、小さくなります。

遠心力は、この角速度の2乗に比例して大きくなるのですが、これが半径の2乗に比例して小さくなるので、半径がちょっと増えただけで、遠心力がとても小さくなってしまいます。すると、重力は半径に比例して小さくなります。その小さくなり方は、2乗に比例して小さくなる方が激しいですから、相対的に重力の方が大きくなって、元の半径に引き戻されちゃいます。
ですから、スピードアップなしに外に押し出しても元に戻っちゃうわけです。

この回答への補足

ご回答ありがとうございます。

私の思い違いでしたら指摘してください。
角速度をw=v/r、半径r、質量mの遠心力Fは
F=rmw^2=(mv^2)/r
これに対し引力Fは
F=GMm/r^2
だと思います。
したがってrが大きくなると遠心力にまして引力が小さくなるので、衛星は飛んでゆくのではないかと思うのですがいかがでしょうか。

補足日時:2001/03/27 18:20
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確かに宇宙に放り出すことは不可能ではないです。


今回のミールの場合は老朽化によって、
高度が若干下がったことも大気圏処理の理由の一つですが、
一般的に人工衛星などのいわゆる「宇宙ゴミ」を
処分しようとすると、墜落処分ですよね。

宇宙空間に廃棄した場合、
その後の軌道まで考慮しなければなりません。
周りの惑星の引力によって、その惑星に落下するなら、
問題はないのですが、地球に帰ってくることもあります。
それが、何百年後に落ちてきたりすることもあるのです。
ほとんどの角度で地球に落ちてきた場合は、
大気圏で燃え尽きずに直接落ちてくることになります。
その危険性を考慮して、あらかじめ落としておく
そういうことではないですか?

この回答への補足

お早いレスありがとうございます。
多様な回答が多数寄せられて、嬉しい反面、どう結論付けてよいのか分からなくなってしまいました。(^^;ゝ
そこでさらなる質問をしてもよろしいでしょうか。(再び稚拙な憶測に基づく質問ですが・・・)
ミールの場合で、高度が低く大気の影響(抵抗)が大きいので、何十年もその高度を維持する為には、きっと、かなりのエンジンがついていたのではないかと思います。(憶測ですいません)
このエンジンを使って軌道半径を変えてあげれば、宇宙空間へ飛んでゆくのではないかなぁ、と思いますが、この考えは正しいでしょうか。
又、宇宙空間へ飛ばした物が戻ってくるのは理解できます。惑星のそばを通って方向が変わって、加速するやつですよね。しかし、地球に落として人身事故が起きる可能性と、再び戻ってきて地球に落下する可能性を比べた場合、前者の方が大きいのではないでしょうか?

補足日時:2001/03/27 19:13
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Q第1宇宙速度付近で飛ぶ人工衛星の高度は?

第1宇宙速度は、約7.9km/s (= 28,400km/h) です。

では、水平速度9.0km/s (= 32,400km/h)で地球を周回する人工衛星の、地表からの高度は何キロメートルですか。


仮定条件:
①地球は均質、かつ、完全な球体である。
②人工衛星は、地球の中心を中心とする円運動をする。
③大気を無視する。従って、大気を構成する物質の分子、原子、イオンおよび電子による抵抗はないものとする。

~~~~~~~~~~~~~~~~~

もし、質問自体に無理がある(=正解は存在しない)ならば、遠慮なくご指導下さい。お願いします。

Aベストアンサー

第一宇宙速度より大きい速度では
円軌道はありえません。

従って解無しです。

Q遠心力と引力は何のこと?

重力と引力という言葉の意味の違いが気になり調べました。
重力=遠心力+引力 であるということがわかりました。

では遠心力と引力とは何のことでしょうか?


現在では、重力の正体は時空の歪みであるという一般相対性理論の説明が有力ということなので、地球と月の例でいうと、

・引力(万有引力)とは、地球が作る時空のすり鉢状の歪みによって月が地球方向に引き込まれる力の大きさのことを指すのでしょうか?

・遠心力とは、月が地球が作る時空のすり鉢状の歪みに沿って、地球の周りを公転する際の遠心力の大きさのことを指すのでしょうか?



あともう1つ、
ニュートンの万有引力とは、どういう手段で引き合っているのか?といういうことは説明してないものなのでしょうか?
「良くわからんがとにかく引き合っているんだ」という説明のものなのでしょうか?

Aベストアンサー

「重力」という言葉は、使われ方に混乱があります。

普通、地球の上に立った人に対して働く力のことを「重力」と呼びます。この意味で、重力とは
1. 地球と地上の物体とが引き合う力(万有引力)
2. 地球の自転により空方向へ投げ出されるような力(遠心力)
3. 月と地上の物体とが引き合う力(これも万有引力)
以上三つの合力です。

もうひとつの使われ方は、万有引力の意味での重力です。重力波というときはこの意味ですね。
> 重力の正体は時空の歪みであるという一般相対性理論の説明が有力
これも、万有引力の意味です。

遠心力という力はない、という言葉があります。遠心力とは、物体の回転を止まるような軸で見たときに働いている見かけ上の力のことで、本質的には慣性です。
万有引力とは、とくにかかわりはありません。

Q第2宇宙速度付近で飛ぶ人工衛星の高度は?

第2宇宙速度は、約11.2 km/s(40,300 km/h)です。

では、水平速度11.0km/s (= 39,600km/h)で地球を周回する人工衛星の、地表からの高度は何キロメートルですか。


仮定条件:
①地球は均質、かつ、完全な球体である。
②人工衛星は、地球の中心を中心とする円運動をする。
③大気を無視する。従って、大気を構成する物質の分子、原子、イオンおよび電子による抵抗はないものとする。

~~~~~~~~~~~~~~~~~

もし、質問または仮定条件自体に無理がある(=正解は存在しない)ならば、遠慮なくご指導下さい。お願いします。

Aベストアンサー

計算間違えてました.

軌道長半径が 90000 km ってことは近地点と遠地点との間の距離はその 2倍の 180000 km. で近地点が地表面だと遠地点の地表面からの距離は 180000 km から地球の直径を引くのでだいたい 167000 km です. 月までの 4割くらい.

Q人工衛星の軌道変換の求め方

人工衛星における円軌道間の軌道変換についてです。
Hohmannの遷移軌道から求められるとは思うのですが
それは元の円軌道半径r1が
目標とする円軌道半径r2より小さい(r1<r2)
すなわち小さい円から大きい円への移動なら成り立つと思います

ここで、もし大きい円半径r2から小さい円半径r1に軌道変換を行う場合の
速度変更量はいったいどう求めるのでしょうか
Hohmann関係は円の接線方向への速度と考えていると思うので
内側の円軌道に移る場合はどう考えるのかわからなかったので
よろしくお願いします

Aベストアンサー

>もし(r1/r2) < 0.50ならば、内側の円軌道に移るのに必要な速度変更は、外側の円軌道から脱出する速度変更より大きい

△V1,△V2の表現が書かれているサイトを見つけました。

http://aero.kouku-k.ac.jp/nakano/rocket/OD2.htm
http://aero.kouku-k.ac.jp/nakano/rocket/OD.htm

ここにある結果を使うと
r1<r2であれば△V1>△V2です。
外から中へであれば減速になりますが速度変化の大きさについては同じ関係が成り立つと思います。

Q人工衛星でもだめなのはなぜ?

北朝鮮が人工衛星と言いつつ、明日にでもミサイル?を打ち上げるニュースを見て疑問に思いました。
日本の政府の姿勢は人工衛星でも反対的ですが、人工衛星とは打ち上げても良い国と駄目な国の区別があるのでしょうか?(北朝鮮ということは横においておいてです)
それか、人工衛星とは他の国の上を、ある高度以下では横切るのが駄目なのでしょうか?
日本の周囲は海なので環境面から人工衛星を飛ばしやすいのでしょうか?

Aベストアンサー

>人工衛星とは打ち上げても良い国と駄目な国

 人工衛星が問題なのではなく、打ち上げのためのロケットが問題なのです。ミサイルと人工衛星を打ち上げるロケットは基本的には同じものです。このロケットが完成すれば北朝鮮は同時にミサイルを発射できることを意味します。

 本当に人工衛星を打ち上げたいだけなら有料で他の国に打ち上げてもらってもいい上に、北朝鮮のような最貧国では、打ち上げても衛星を利用する技術(衛星の制御、地上局や画像処理)があるとは思えません。さらに、北朝鮮のような国で衛星を利用する必要があるのかも疑問です(そんな金があったら食料を買うべきとか)。だから、わざわざ自力で打ち上げるのはミサイルを開発しているのだろうと思われているわけです。

>人工衛星とは他の国の上を、ある高度以下では横切るの

 人工衛星は基本的にできるだけ赤道に近い位置で東に向かって打ち上げます。地球の自転のスピードを利用するためで、それによって燃料が節約できます。ヨーロッパのアリアンロケットはそのために赤道直下の南米ギニアに発射場を作ったくらいで、アメリカの発射場はフロリダに、日本の発射場は種子島に、それぞれその国の南のはずれにあります。東側に領土か海が無い国の場合、オーストラリアなどで打ち上げることが多いようです。イスラエルの場合は東が敵(アラブ諸国)なので西に打ち上げました。

 高緯度も回る衛星の場合どこで打ち上げてもかまいませんが、北か南方向に打ち上げます。でも、その場合はほとんどが軍事偵察衛星なので、軍事利用が目的と思われてしまいます。ちなみに日本の偵察衛星も真南に打ち上げました。

 北朝鮮の場合、軍事利用でない衛星を打ち上げると主張するためには東に打ち上げるしかなく、必然的に日本を通過します。更に北朝鮮の場合、北と西には中国が、南には韓国がありどの方向に打ち上げてもトラブルが起こります。

>日本の周囲は海なので環境面から人工衛星飛ばしやすい

 理想的な場所です。南東側(北半球では)に大洋があり、国がないw。
小笠原あたりに追跡局が作れる、衛星打ち上げには最も適しています。ただ、土地が無いので狭い打ち上げ場しかないのが玉にキズです。同様な条件を持つのはアメリカ、オーストラリア、ブラジルなどです。

>人工衛星とは打ち上げても良い国と駄目な国

 人工衛星が問題なのではなく、打ち上げのためのロケットが問題なのです。ミサイルと人工衛星を打ち上げるロケットは基本的には同じものです。このロケットが完成すれば北朝鮮は同時にミサイルを発射できることを意味します。

 本当に人工衛星を打ち上げたいだけなら有料で他の国に打ち上げてもらってもいい上に、北朝鮮のような最貧国では、打ち上げても衛星を利用する技術(衛星の制御、地上局や画像処理)があるとは思えません。さらに、北朝鮮のような国で...続きを読む

Q遠心力と引力がつりあったら・・・

最近、夏バテで重力さえもきつく感じるので(笑)こんな空想を考えてみました。
以下、赤道上の話とします。また他の星の引力は無視してください。
現在の地球の自転速度では、地球の自転による遠心力は地球の引力に比べておよそ300分の1と普通無視できるレベルですが、自転の角速度が今の約17倍(1時間ちょっとで日が沈んだり上ったり…)になると遠心力が引力につりあいます。
ここで質問ですが、このつりあいの状態の赤道上ではいわゆる無重力が体感できるのでしょうか。また、仮にそれが無重力状態だとすると地面をけってジャンプしたらその人はその後どうなるのでしょうか。再び引力が効力を出して地面に落ちるのか、あるいははるかかなたへとんでいってしまうのか。どうも独力ではジャンプした後の力の働き方とかがよくわからないのでご回答よろしくお願いします。

Aベストアンサー

楕円軌道を描くときには元に位置に戻ってきて
そのとき人は地表面とtan^(-1)(vh/(2・π・f・R))の角度になっています
ということは人が楕円軌道をとるときには人の楕円軌道は地球内部をとおるすなわち地球とぶつかる軌道をとおるすなわち地球とぶつかる

少し煩雑になるので省きましたが軌道を出すには
(d/dt)^2・r(t)=-G・M・r(t)/|r(t)|^3
の両辺に右から(r(t)×dr(t)/dt)を外積して積分すればいいのです

人が上に飛んだ速さ:vh
地球の自転周波数:f
地球の半径:R
人の質量:m
地球の質量:M
m≪M
万有引力係数:G
時間変数:t
人の地球の重心からの位置ベクトル:r(t)
r(0)=r0
dr(t)/dt=v(t)
v(0)=v0
とすると
|v0|=√(vh^2+(2・π・f・R)^2)
人の運動は次の方程式に従う
m・(d/dt)^2・r(t)=-G・m・M・r(t)/|r(t)|^3
両辺にdr/dtを内積して積分すると
|v(t)|^2-|v0|^2=2・G・M・(1/|r(t)|-1/|r0|)
|r(t)|=∞を満たすv(t)が存在する場合に人は帰ってこない
√(2・G・M/|r0|)<|v0|ならば
双曲線を描いて飛んでいき帰ってこない
|v0|=√(2・G・M/|r0|)ならば
放物線を描いて飛んでいき帰ってこない
|v0|<√(2・G・M/|r0|)ならば
楕円を描いて飛んでいき楕円を描いて帰ってきたとき地表面にぶつかる

楕円軌道を描くときには元に位置に戻ってきて
そのとき人は地表面とtan^(-1)(vh/(2・π・f・R))の角度になっています
ということは人が楕円軌道をとるときには人の楕円軌道は地球内部をとおるすなわち地球とぶつかる軌道をとおるすなわち地球とぶつかる

少し煩雑になるので省きましたが軌道を出すには
(d/dt)^2・r(t)=-G・M・r(t)/|r(t)|^3
の両辺に右から(r(t)×dr(t)/dt)を外積して積分すればいいのです

人が上に飛んだ速さ:vh
地球...続きを読む

Q人工衛星の軌道

今度の3月に人工衛星を打ち上げるようですね。
いつも思うことですが、人工衛星は地球の赤道上空を
回るものだと思っていました。人工衛星の原動力は
重力でそれが均等に加わるのは赤道上空と思いました。
地球はきちんとした球ではないからです。
もしくは必ず地球の重心上空をとおって
回っていなきゃいけないと思います。
高度が決まっていて軌道も限られておると、
もう衝突しないようにあげるのは
難しいのではないでしょうか??
衛星の雲なんてのがあるのでしょうか??

Aベストアンサー

私は宇宙工学関係ですので,
>別の話ですが地球がきちんとした球でないのは
>自転しているからですか??
については一般人,しかも自信なしでお願い致します.

私も知らなかったので,調べてみました.下記URL御参照.

どうも,本当に西洋ナシ型なのではなく,陸地や山があったりなかったりで,
これを平均海水面(ジオイド)を用いて表現すると,西洋ナシ型になるようです.

参考URL:http://mike.medic.mie-u.ac.jp/~kimunori/koumuin/tigaku1.htm

Q回転運動における慣性力(コリオリ力と遠心力)

回転運動における場合に慣性力を考えなければならない場合と考えなくても良い場合の違いについてよくわかりません。

教えていただけないでしょうか?

Aベストアンサー

単純に答えてしまって、いいかどうか自信がありませんが、私が問題を解く場合について言えば、私が力学の問題に接したとき、次の点に留意します。

☆どの座標系を使うか。
 どの座標系を使えば、問題が簡単に表現できるか。
 1)慣性系を使う。
 2)回転座標系を使う。

慣性力(遠心力やコリオリの力)は、2)の回転座標系を使った場合に、考えなければなりません。

という、回答でよいのでしょうか。

Qミサイルと人工衛星の違い

こんにちは。

近頃話題になっている北朝鮮のミサイルor人工衛星について教えてください。

テレビの放送では、ミサイルと人工衛星の違いは大差がなく、先っぽに装着するものが核弾頭(?)だったら長距離弾道ミサイルで、先っぽに装着するものが人工衛星だと人工衛星だと言ってました。

また、大気圏を突破した後の軌道もミサイルと人工衛星では違うらしいです。

そして、仮に今回先っぽに装着されるものが人工衛星だとしても、その技術はミサイルに応用できるので、今回のもミサイルと言っても過言ではないと言ってました。

そこで質問です。

1.各国の人工衛星はミサイルとは全然別物なんですか?

2.各国の人工衛星の技術はミサイルには応用できないものなんですか?

3.仮に今後この技術がミサイルに応用できたとしても、先っぽが人工衛星なら人工衛星なんじゃないんですか?

4.なぜテレビでは先っぽに何も装着していない段階(打ち上げ前)でミサイルと断定できるんですか?

以上、よろしくお願いします。


※特に今回のミサイルor人工衛星の発射を肯定してるわけじゃなく、単なる疑問です。

こんにちは。

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また、大気圏を突破した後の軌道もミサイルと人工衛星では違うらしいです。

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Aベストアンサー

『ミサイル』と『人工衛星』をのせるロケットの違いですよね。

1.現在人工衛星を自国で打ち上げることが可能の国のミサイルとロケットは違います
 理由は先につける物の重さが全然違うからです。
 ミサイルはせいぜい数百キロ、人工衛星は数トン以上

2.国によっては構造がけっこう似てる場合もあるし、似てない場合もあります。
 ただ、先頭に乗せるものが全然違いますから、形自体は全然似てません
画像を見ると分かりますが
http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/rockets_world.html
 各国の人工衛星用ロケットとミサイルは荷物を載せるペイロード部分と推進剤部分の比率が大きく違います。
 日本なんて構造自体が違います

3.確かに先っぽが人工衛星ならねw。しかし今回北が用意したのは人工衛星かどうかは疑問が残ります。。
 宇宙航空研究開発機構の的川泰宣名誉教授は「衛星の形はしているが、普通はロケットの組み立て前に衛星を内部に組み込む。これから入れるというのはあまりにも非効率」と指摘。さらに「北朝鮮の言う実用レベルで使うにはサイズも小さすぎる」と疑問を呈す。

 科学ジャーナリストの松浦晋也さんも、「全面に太陽電池を貼った衛星は太陽光を受けるため回転させて使用する。公開された衛星は縦長で、外部に重りなどのバランスを取る装置が必要。北朝鮮にそうした技術があるかどうかは不明で、なければ姿勢が安定しない。『はりぼて』の可能性が高い」

4.3の理由とか多くありますが、今回の人工衛星の打ち上げ方向をみると『極軌道』タイプの衛星です。赤道に対してほぼ90度となる。対地同期軌道の場合を除いて、極軌道の衛星は周回ごとに異なった経度で赤道を通過するタイプです。
 これは、地図作成やリモートセンシング衛星、偵察衛星、気象衛星などでよく用いられる軌道なのですが、北朝鮮の発表したのは農業用ですよね。なんか農業用で『極軌道』は無いと思うのですが・・

 まぁそもそも北の環境で農業用観測衛星を打ち上げて意味があるのか?
北の貧困の理由は、治水などや飼料不足、農業用工作機械の不足などで慢性的な品不足が原因、観測したって意味が無いと思う
 結局北は現時点で人工衛星を打ち上げる意味がない

『ミサイル』と『人工衛星』をのせるロケットの違いですよね。

1.現在人工衛星を自国で打ち上げることが可能の国のミサイルとロケットは違います
 理由は先につける物の重さが全然違うからです。
 ミサイルはせいぜい数百キロ、人工衛星は数トン以上

2.国によっては構造がけっこう似てる場合もあるし、似てない場合もあります。
 ただ、先頭に乗せるものが全然違いますから、形自体は全然似てません
画像を見ると分かりますが
http://spaceinfo.jaxa.jp/ja/rockets_world.html
 各国の人工衛星用ロケットと...続きを読む

Q人工衛星、UFOもコリオリの力を感じている?

地表から発射されて大砲の弾やミサイルはコリオリの力(見かけの力?)により軌道がそれますが、人工衛星やUFOも回転座標系で考えるとコリオリの力を感じるのでしょうか。コリオリの力=角運動量×速度ですので、遠心力と異なり、高度により大きさが変化しません。
人工衛星は地上に落ちないからコリオリの力を考える必要がない?。UFOも地上に着陸しようと北から南へ飛行するとコリオリの力を感じる?

Aベストアンサー

コリオリの力は自転している地面を基準にした時に見える力です。UFOだろうが人工衛星だろうが地面を基準に見ればコリオリの力が働いているように見えますが、普通は人工衛星の軌道などを考える時は地球そのものを基準点と考えるでしょうから、普通は考える必要はありません。


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