大気圏突入

ロケットを打ち上げる時に大気圏突入を耳にしますが、大気圏を出るのに時速何キロ必要なんでしょうか。またそんなに高速を出さないと大気圏は出れないのでしょうか。教えてください。

No.7 ベストアンサー 回答者： mr_beefsteak 回答日時： 2013/06/17 12:49

地上から推進力の無い物体を垂直に発射して、宇宙に放り出すのに必要な速度は、約40000km/h。

同じ物体を水平に発射して、地球を一周して同じ場所に戻って来させるのに必要な速度は約28000km/h。
つまり、ボールを真上に投げて月にぶつけたいなら前者、真横に投げて自分の後頭部にぶつけたいなら後者です。


ロケットは発射された物体と違い、物体が推進力を持っているため、理論上は時速何kmでも宇宙に行くことができます。
ロケットが加速するのは、限りある燃料を使って宇宙に行き、その後即座に落下し始めないだけの速度を稼ぐためです。
もし燃料が無限なら、わざわざ危険な加速や落下をする必要はありません。ゆっくり上がって行ってゆっくり戻ってくればいいのです。

No.9 回答者： Wr5 回答日時： 2013/06/17 22:29

「大気圏を出る」とかではなく、地球の重力を振り切るのに必要な速度…と言うところでしょう。

第一宇宙速度とかはその辺りの速度ということで。
# 発射する場所によっては変わるでしょうけどね。
# 地球から…と月から…では違いますし。

単に速度だけ…なら東に向かって水平に……というのでもアリでしょうが、空気抵抗を考えるとロケットは上に向けて発射して空気の薄い上空まで行ってから水平方向に加速した方が効率がいい。ということになります。

No.8 回答者： tetsumyi 回答日時： 2013/06/17 19:57

大気圏を出るまではそんなに高速度を出すことはできません。

大気が邪魔になってスピードを出すことができませんし、秒速何キロものスピードで大気圏内を飛ぶとロケットは溶け始めます。
上空１０ｋｍ以上になって大気が薄くなってから、本当の加速をします。

No.6 回答者： nananotanu 回答日時： 2013/06/17 12:20

#1です

途中で投稿しちゃったようです、ごめんなさい。

>なお、「」は(外から)大気圏内に帰ってくるときだけ
　→
なお、「大気圏突入」は(外から)大気圏内に帰ってくるときだけ

No.5 回答者： Tacosan 回答日時： 2013/06/17 12:07

「最初に一度だけ加速してあとは成り行きに任せる」という場面では既に回答がある通り.

逆に言うと, 「継続的に加速し続けることができる」なら (少なくとも理論上は) 「時速 1cm」とかでも大気圏を出ることはできる.

No.4 回答者： tknakamuri 回答日時： 2013/06/17 12:05

大気圏を出るだけなら別に速さはいらないのですが、ロケットエンジンを

切った後落ちてこないように(地球を周回するように)するには、
比較的低高度の大気圏より上の軌道では、およそ水平に秒速8キロメートルの速さが
必要です。

どんな速さがどのような時必要なのかは目的と状況によります。

No.3 回答者： nananotanu 回答日時： 2013/06/17 11:57

簡単に説明すると、野球のボールを「ぽいっ」と軽く投げれば、チョット飛んで落ちますよね。

もう少し力を込めて投げれば、それより先まで飛びます。更に力を込めて「速い球」を投げればより遠くまで飛ばせます。
このように遠くに飛ばせるようにボールのスピードを上げていけば、いつかは地球を一周して自分に戻ってくるでしょう。それより更にスピードを上げれば、いつかは大気圏も振り切って外に飛び出します・・・・・

ってイメージすると、とてつもなく速い速度が必要だ、とイメージできません(^^)？


ついでながら、正しい単位は「時速○キロメートル」ですよ♪

No.2 回答者： NPAsSbBi 回答日時： 2013/06/17 11:43

普通、大気圏突入という言葉は、打ち上げの時ではなく、宇宙からの帰還の際に使います。

確かに、地上からロケットを打ち上げ、宇宙へ行く途中に大気圏は通過しますが、
スタート地点が既に大気圏内なので、「突入」という言葉は、変ですよね。

地上から宇宙空間へ飛び出すために必要な速度は、『第二宇宙速度』といいます。
水中を泳ぐとき、手で水をかくと前に進めるのは、水という「媒体」を押しのけたことによるものですが、
高度が高くなるにつれて真空に近付くと、空気という「媒体」がなくなってくるため、
かいてもかいても進めなくなります。
ということは、途中で加速することはできないということなので、
最初に与えられるスピードで、地球の重力圏から抜け出さなければなりません。
このときの最低初速度が、第二宇宙速度です。
この速度未満で打ち上げると、ロケットは途中で失速し、地球の重力に引き戻されて
墜落することになります。

No.1 回答者： nananotanu 回答日時： 2013/06/17 11:43

第一宇宙速度、第二宇宙速度、第三宇宙速度

で検索すると面白いと思います。


なお、「」は(外から)大気圏内に帰ってくるときだけ＝打ち上げじゃない　ですよ。