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宇宙ロケットというのは、なにを難しく考えてしまっているのでしょう?


なぜ、いつも垂直に飛ばすのでしょうか?

わたしたちは、旅客機とか戦闘機をみますが、垂直になど飛び立ちません。


なのに、なぜ飛行機と同じように水平に飛び立ち、徐々に大気圏に入っていかないのでしょう?

いつもの飛行機のように飛び立ち、斜めに大気圏に入ってそのまま宇宙へ出れば良いのではないでしょうか?


いつも垂直に飛ばし、一気に宇宙へ出ようとするので負荷がかかりよく爆発事故になってしまい確率を低くしているのではないでしょうか?


ふつうに、戦闘機くらいの強度があれば、そのまま宇宙に出られると思うのです。

旅客機ともなるとちょっと強度も疑問に思いますが、戦闘機ほどの頑強な鎧なら大丈夫だと思います。


ステルス戦闘機などもあるわけですから、あれを宇宙へ出られるよう設備をととのえ、そのまま宇宙へ出られるようにすればどうでしょうか?

そうすれば、あんな大規模なエンジンを積まなくともよいのでは?

gooドクター

A 回答 (15件中1~10件)

…要求条件の桁が違うから。



 戦闘機なんてせいぜいマッハ3くらい”しか”出ないでしょ?宇宙に出るためには秒速8km弱(マッハで言うと26くらい)必要です。おまけに宇宙には空気がありませんので、翼は役に立たないしエンジンもそのままでは動きません。戦闘機のさらに10倍以上のパワーを出せるエンジンには当然燃料も10倍以上必要で、燃料を燃やすための酸素も自前で用意しなければいけません。宇宙ロケットが大型旅客機サイズでせいぜい数人しか乗れないのはそういう理由です。

>なのに、なぜ飛行機と同じように水平に飛び立ち、徐々に大気圏に入っていかないのでしょう?

 別に水平に飛び立ってもかまわないのですが、空気抵抗の大きなところでマッハ26とか出すのは無駄で危険なのでやりません。垂直に打ち上げるのは空気抵抗の大きなところ(高度10kmくらいまで)をできるだけ早く抜けるためで、そこから先は水平に近い方向に加速して速度を稼ぎます。重要なのはあくまでも速度で、できるだけ楽に速度を稼ごうとすると垂直に飛び立って高度を確保した後速度を稼ぐというコースになります。

 帰りは大気圏(≒地面)に対してだいたい5.5~7度くらいの角度で突入します。角度が浅すぎると大気圏に弾かれて帰れなくなりますし、深すぎると原則が間に合わず着陸(着水)ではなく墜落になってしまいます。徐々に入っていきたければ逆噴射でもして空気抵抗以外の方法で速度を落とさなければなりませんが、そのための燃料と酸素は行くときに積んでいかなければなりません。大型旅客機サイズで小型犬1頭くらいなら載せられるかもしれませんが、人1人は生きて帰ってこれないでしょう。

>いつも垂直に飛ばし、一気に宇宙へ出ようとするので負荷がかかりよく爆発事故になってしまい確率を低くしているのではないでしょうか?

 現実的に一番マシな(最小のエネルギーで済む)方法を考えると今の方法に落ち着いているので、ゆっくり飛ぼうとすると逆にものすごくエネルギーが必要でその分危険です。ゆっくり(最大加速度3G)飛ぶように設計されたスペースシャトルが大事故を2回やらかしたのに対し、最大6Gくらいかかるソユーズなどが開発初期を除けばほとんど無事に飛べているのがいい証拠です。

 月面など空気抵抗のないところなら水平打ち上げ水平着陸でも全然問題ありませんが、翼で揚力を得る事もできないし空気抵抗で減速という手段も使えないので、加速用も減速用も燃料と酸素は自前で用意するのが必須になります。
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みなさん水平に宇宙ロケットを飛ばすことはできないと、まるで子供に説教をするように回答されているようですが、できます。

しらないの?もうすでに飛んでいるよ。
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%B4%E3%82%A1 …
これは弾道飛行だけじゃないかって?弾道飛行でも宇宙は宇宙。

なお、弾道飛行ではなくて、人工衛星にするためには、ジェット機では無理。これは強度の問題ではなくて、速度が問題になります。人工衛星になるためには秒速8km、音速(マッハ)の25倍くらいの速度が必要になります。ジェット戦闘機だとマッハ2位だし、その速度を出すとすぐに燃料が無くなってしまいます。

だから、人工衛星にするためには、できるだけ機体を軽くして、かつ大量の燃料と酸化剤を積み込む必要があります(ジェット機は空気を酸化剤に使うが、宇宙には空気がないのに、燃料のほかに酸化剤を積み込む必要がある)。宇宙ロケットの場合は機体の9割が燃料と酸化剤タンクで、軽くするためできるだけ薄く作ってあります。その結果、初期の宇宙ロケットでは指で押さえるとポコンとへこむくらいでした。

こんな、強度の弱いロケットを垂直に打ち出すと、途中で折れてしまいます。だから垂直に打ち上げる。ちなみに、日本でもアメリカでも宇宙ロケットは縦に組み上げて、発射場まで運びますが、横に組み立ててクレーンで持ち上げると折れてしまいます。それくらいぎりぎりに作ってあるのです。
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ウルトラマンに出てくる科学特捜隊のビートルはちょこっと改造して


宇宙に行きましたが、架空の世界の話です。

真空状態になりますので、空中爆破します。
人間も宇宙空間に出れば一気に沸騰しますので即死です。
その前に、宇宙空間に行く途中で酸素がなくなるので
ジェットエンジンが止まりますので宇宙にはいけません。

以下、wikiの情報
宇宙ビートル
ジェットビートル117号の主翼端に岩本博士が設計したハイドロジェネートサブロケット(核パルス推進ロケットの一種)を装備したもので、第16話で初登場する。以降、主に宇宙で起きた異変調査や隊員たちの宇宙パトロールなどに運用される(第22話、33話、35話)。また、『ウルトラマンメビウス』第42話には、本機の改良型である「イカヅチ」(機体番号はS217)が登場する。
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高度が上がれば抵抗は減るのだから、最初から軽量の気球で充分だと思う。



結局、この延長でロケットでないとダメなんだな。
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物理をちょっと勉強すればお分かりになると思います。

宇宙空間で戦闘機..、かなりリアルに作っていますけどガンダムやマクロス等は所詮作り話です。現実はアニメのようにいきませんよ。
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>なぜ、いつも垂直に飛ばすのでしょうか?



宇宙空間への最短距離だから。


>なのに、なぜ飛行機と同じように水平に飛び立ち、徐々に大気圏に入っていかないのでしょう?

宇宙空間に到達するまでの飛行距離が長くなり、航続距離(飛行可能な距離)が足りないから。


>戦闘機ほどの頑強な鎧

現代の戦闘機って、一般人が思っているほどの防御力はありませんよ?
何しろ、近距離なら歩兵が使用するライフル銃とか、ある程度の威力がある拳銃なら貫通できちゃう程度の装甲しかありませんからね。


>そうすれば、あんな大規模なエンジンを積まなくともよいのでは?

飛行機が空を飛ぶ原理とロケットが空を飛ぶ原理は別物です。

飛行機の場合、空気が翼に高速で当たることによって発生した揚力で空を飛んでいます。
そのため、空気が薄くなるほどの上空では揚力が小さくなってしまい、ある一定以上の高度までしか上昇することが出来ません。
また、飛行機のエンジンは、空気中の酸素と燃料を混ぜ、それを燃焼させることで大きな推力を得ているため、空気が薄い=酸素が薄い高高度ではエンジンの推力が低下してしまうという問題もあります。
翼で発生する揚力というのは、飛行速度が速いほど大きくなるため、推力低下=速度低下→揚力減少ということになり、ある程度以上の高度には上がれない原因の1つになっています。

ロケットの場合は、固形燃料を燃焼させたり、タンク内の酸化剤(酸素の代わり)と液体燃料を混ぜて燃焼させることで推力を得ています。
そのため、推力を得るために酸素を必要としないので、空気が薄くて酸素の少ない高高度や宇宙空間でも問題なく推力が得られ、飛行することが可能です。
また、飛行するために揚力を使用せず、単純にエンジンの推力のみで飛行しているため、空気が薄い場所や真空の宇宙でも飛行可能です。
ただし、ロケットで使用している燃料は非常に危険だったりしますし、エンジンが生み出す推力が飛行機用エンジンとは比べ物にならないほど大きいため、事故が起きた場合の危険性も非常に大きいです。


>斜めに成層圏に突入すると、摩擦で燃え尽きてしまうので

宇宙空間から大気圏に突入する際、高温で真っ赤になっているのは摩擦熱によるものではありません。
気体には圧縮されると温度が上昇する性質があるため、超高速で大気圏に突入した物体が前方にある空気を圧縮し、それによって超高温になっているんです。
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人工衛星の軌道


https://ja.wikipedia.org/wiki/%E4%BA%BA%E5%B7%A5 …

>話題を人工衛星に限ると、初期の高度が大気圏外(実用上は概ね100 km以上)

>高度による分類
>低軌道 (LEO)
>  高度2000km以下の地球周回軌道。国際宇宙ステーションなどはこの軌道に存在する。
>中軌道 (MEO)
>  高度2000kmから地球同期軌道(35,786km)までの地球周回軌道。
>高軌道 (HEO)
>  地球同期軌道(35,786km)より外の地球周回軌道。

戦闘機の実用高度は 20,000メートル(20km)前後なので、大気圏外に
到達するだけでも 80km足りない。
#一応MiG-25が約37,600mまで上昇した記録が有る様です。
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スクラムジェットエンジン


https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%AF …

↑も研究されているようですが、現状はマッハ5を越えるぐらい。
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ジェット機は空気と燃料を燃やして飛んでいるのです。


宇宙には空気がありませんので失速することになります。
 ロケットはあのでかい機体の半分は酸素なのです。垂直に飛ばすのは揚力を生むような翼を持っていないからです。ロケットは水平に飛ぶことが出来ないのです。
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>宇宙第一速度(時速28,400km)


気温 15℃、1気圧(1,013 hPa)での音速を(時速)約1,224 km
として計算すると約マッハ23.2
マッハ2~3程度の戦闘機では力不足
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