スペースシャトルの速度は、マッハ25と聞きましたが・・・もしかして宇宙のゴミ等もマッハの速度で飛んでるのですか?又、スペースシャトルは宇宙空間で完全停止(速度0)できるのですか?

A 回答 (4件)

こんにちは。


スペース・シャトルは、普段はだいたい地上400kmという辺りの高さを飛んでいるのですが、そのときの速度は秒速7.7kmくらいで、マッハに直すと22.6ですね。これは「軌道速度」と言い、重力に捕らわれて地球の周りを回る物体の速度です。そして、その速度は高度で決まります。ですから、地上400kmの高さでは、スペース・シャトルもスペース・デブリも、全ての物体は秒速7.7km・マッハ22.6で地球の周りを回ります(円運動の場合)。これは、ニュートンの法則で決まっていることです。

この速度は地球を回る速度ですから、地球に対しての速度です。
宇宙には望遠鏡で見える天体の他に大小の小惑星がたくさんありますが、これらはだいたい太陽系ができた頃からみんな同じ方向に回っています。ですが、スペース・デブリはあとからできた人工物がほとんどで、その回る方向はてんでバラバラです。ですから、高度400kmで運行されるスペース・シャトルがデブリと正面衝突をすることもあり得ます。
高度400kmではお互いがマッハ22で動いているのですから、正面からぶつかれば、そのときの衝突速度は倍のマッハ44・秒速15kmを越えます。こんな速度でぶつかるならば、たった数ミリのゴミでもシャトルの胴体に穴が空いてしまいますよね。

スペース・デブリには人工衛星の残骸から剥げたペンキのカスまで、様々な大きさがあります。相当な数が浮遊していると考えられていますが、小さなものはダメージが少ないので、壁を頑丈にしたりといった対策が取れます。当然、大きなものは数が少なく、現在直径10cm以上のものは軌道を監視しているので、分かっているものであれば避けることもできるそうです。ですが、最も怖いのは、直系1mmから10cm以下の、その中間クラスです。衝突のダメージも大きく、地上から監視することができません。そして、このような事故は、現在運用の始まった国際宇宙ステーションなどでは、10年間稼動するならば、2回ほどの確率で起こり得るのだそうです。

それから、スペース・シャトルが停止することはできません。地球に対して速度が「0」になれば落ちて来てしまいます。その軌道高度に留まるためには、その軌道速度で回り続けなければなりません。
この速度は地球に近ければ速くなり、高度が高ければ遅くなります。スペース・シャトルよりももっと高い静止軌道、高度3万6000kmでは、秒速約3kmくらいになり、静止衛星は地球の24時間と歩調を合わせることができるようになります。逆に言えば、この高度と速度であれば「地表に対して静止できる」ということですが、地球に対しては秒速3kmでなければやはり墜落してしまいます。
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>もしかして宇宙のゴミ等もマッハの速度で飛んでるのですか?



そうです。
(音速は無いですが・・)

>宇宙空間で完全停止(速度0)できるのですか?

停止の定義は?、地球は動いていますから・・・。
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宇宙空間は空気が薄く、一旦加速した物質は速度が落ちません。


宇宙のゴミ(スペース・デブリ)は平均10km/sほどと言われております。
時速に換算すると60×60×10で36,000km/hですから、スペースシャトルより速いくらいですね。
静止という意味ですが、静止軌道上で地球の自転速度と同じになれば見かけ上静止します。
その速度は赤道上36,000kmで3km/秒になります。
スペースシャトルはこれより速く飛べますから、理屈の上では可能でしょう。
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スペースシャトルの早さですが、宇宙空間での早さを言うなら、宇宙空間はほぼ真空状態ですから、当然”音”は伝わりません。

ですから、音速を基準にした”マッハ”で速さを表すことはできません。また、音速も気圧や気温で変化します。
とはいえ、たとえば気温0度の1気圧での音速、約330m/sec.を基準にすると、スペースシャトルの衛星軌道での速さ約8Km/sec.は24倍ですから、マッハ25というのはまあ妥当な数字だと思います。

宇宙空間のゴミ、これは速さはいろいろです。たとえば、人工衛星打ち上げ時にでたゴミのなかには、衛星軌道を取るものもあります。そうすると、スペースシャトルとほぼ同じ速さですね。そういうのがもし正面からぶつかってくると、相対的な速さは16km/sec.ですね。砂粒ていどでも結構なエネルギになります。窓などにも衝突の跡は見られるそうですよ。ただ、ゴミとの衝突も考慮して設計していますし、ある程度大きなものは軌道が分かっていたりするので、回避は可能です。
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Qスペースシャトルチャレンジャー関連の情報(本など)を探しております。

わたしは1986年のスペースシャトルチャレンジャーの打ち上げ時の爆発事故について調べなければなりません。打ち上げ直後に突然爆発して宇宙飛行士が全員死亡したことは覚えていらっしゃいますか?

私はその事故についての書籍なども検索しましたが、チャレンジャーに注目したものが見つかりませんでした。
どうかご存知の方はお知らせください。お願いします。

Aベストアンサー

まずは↓の文献を入手した方が、探索の効率がよいかと思います。


◆池田 優美子 (イケダ ユミコ) ; 西尾 初紀 (ニシオ ハツキ) 「スペースシャトル・チャレンジャー爆発事故関連文献 」 ,
「科学技術文献サービス 」 (通号 89) [1989.07] , p14~20,3 , ISSN 0022-7633


こちらの情報は、次のような手順で入手しました。


まず、「国立国会図書館蔵書検索・申込システム」 にいきます。
これは、国会図書館に収められた雑誌の目次の情報を検索できるサイトです。
http://opac.ndl.go.jp/

↑こちらの画面から「雑誌記事索引の検索/申込み」をクリック

「論題名」に「スペースシャトル チャレンジャー」の2語をいれ、範囲年数は、2001年~、 1996~2000年 、1984~1995年の3つをチェックし、AND検索をかけたもののなかにありました。



今年の正月明けぐらいから、国会図書館では、事前に登録すれば、ネットから文献複写依頼をすることができるようになりましたので、それを利用してもいいと思います。
詳細は↓で。
http://www.ndl.go.jp/

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「科学技術文献サービス 」 (通号 89) [1989.07] , p14~20,3 , ISSN 0022-7633


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まず、「国立国会図書館蔵書検索・申込システム」 にいきます。
これは、国会図書館に収められた雑誌の目次の情報を検索できるサイトです。
http://opac.ndl.go.jp/
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Qスペースシャトルの燃料

なぜ燃料電池が採用されたんでしょうか?

Aベストアンサー

燃料電池には、リン酸型・溶融炭酸塩型・固体電解質型・
固体高分子型・アルカリ型があり、アルカリ型が、スペースシャトルの燃料にも使われています。

燃料電池の長所は、つぎのようなものです。
1.発電効率が高い(火力発電のように、「化学エネルギー→熱エネルギー→運動エネルギー→電気エネルギー」の過程がなく、「化学エネルギー→電気エネルギー」の過程だけ)。

2.熱も利用するのでエネルギー効率が高い。

3.発電の時の熱を温水や蒸気にするので、80%もエネルギーを有効利用できる。

4.生成されるのが水だけなので、自然にやさしい。

5.発電するときに静かである。

Qスペースシャトル チャレンジャー号の事故について。

スペースシャトル・オービタ、チャレンジャー号の初飛行は1983年4月4日のSTS-6。9回のミッションを成功させたが、10回目のフライトであるSTS-51Lで打ち上げ時に空中爆発し、墜落した。
1986年1月28日の打ち上げであった。STS-51Lは打ち上げから73秒後に突如爆発、シャトルの各部は空中で分解した後に大西洋に落下し、クルー7名の全員が死亡した。打ち上げ当日は気温が低く、固体ロケットブースタ内部に使用されるOリングと呼ばれるパーツが凍結しており、これが事故を引き起こしたと見られている。打ち上げ直後、そこから高温の燃料が漏れ出し、その熱で外部燃料タンクとの接続部分が焼き切れ、シャトル右側の固体ロケットブースタが外部燃料タンク上部を直撃し、漏れた液体燃料に引火したのが爆発の原因とされている。
チャレンジャー号の打ち上げ以前にも、Oリングの凍結と気密性の低下で接続部を焼損する事例が数回発生しており、その危険性を技術者(Oリングを造る下請け会社)から再三指摘されたにもかかわらず、度重なる発射延期のせいもあって、NASAはそれを無視した。技術者はNASAの圧力に負け、最後にはただ黙っている見ているだけしか出来なかった。技術者は発射前に自分の忠告を無視したNASAに対する不満を書いている。



本題ですが、この悲惨な事故について、
自分がその技術者のひとりやNASAの担当者であったなら、どう考え、どう行動したら、結果、事故は免れる(または被害を少なくなる)ことができたと思いますか?


字数は何字でもかまいません。
あなたの意見をきかせてください。
よろしくお願いいたします。

スペースシャトル・オービタ、チャレンジャー号の初飛行は1983年4月4日のSTS-6。9回のミッションを成功させたが、10回目のフライトであるSTS-51Lで打ち上げ時に空中爆発し、墜落した。
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Aベストアンサー

確かブースターロケットメーカーの技術担当役員は最後の最後まで打ち上げに反対だったが、社長から「おまえは技術者か経営者かどっちだ」と言われて諦めたとNHKの特集で言ってましたね。
二本のOリングのうち1本は確実に「機能不良」になることが分っており、もう一本もかなり怪しい状況でした。
NASAのせいでは無いと思います。
完全にブースターメーカーの設計ミスですね。
「マーフィーの法則」
If something can go wrong, it does.
を無視した罰です。

Q放射性廃棄物の処理方法=ロケットで宇宙空間へ?

放射性廃棄物の処理方法について話題ですが、ロケットで宇宙空間へ打ち出すことはできますか?
ロケット1台500億円、ガラス固化体1本500Kgと聞きました。
地球に置いておく設備費や手間と危険性を考慮すると宇宙空間へ放出したほうが良いと考えましたが・・・。
不可能な理由を教えて下さい。

Aベストアンサー

実は、一昨日、知人を訪ねた際、その話が出ました。
知人、曰く。
「ロケットに積んで太陽に打ち込めば、完全燃焼して、消滅するよ」「それで、解決だ」
僕は、「なるほど・・・」「それは、考えたことなかったな・・・」と、一旦は賛意を示したのですが、直ぐに、「なぜ、やらないのだろう・・・」という疑問が湧いてきました。
で、浮かんだのが、「費用」のことでした。
ロケットを打ち上げるには、数十億円から数百億円もの費用がかかります。

で、結局、「問題は、費用だな・・・」ということになりましたが、実際は、コストパフォーマンス、どうなんでしょうね?

Qスペースシャトルの形状が燃費に与える影響

 最近、スペースシャトルについて興味を持ち調べています。そこで、スペースシャトルの空力について質問があります。
 一般に抗力は、速度の2乗に比例して大きくなるのだから、高速で移動するスペースシャトルは抗力が高くなっているのではないかと想像しています。そこでスペースシャトルの形状を変え、抗力を削減することができれば、燃費の向上に繋がると考えているのですが、スペースシャトルが誕生して30年間、なぜ形状は変わらないのでしょうか。また、スペースシャトルの形状を変えて燃費を向上させるという方向性は正しいでしょうか。
 そして、実際に抗力に逆らって進むために使用する燃料消費の割合はどのくらいなのでしょうか。

Aベストアンサー

スペースシャトルが行動する空間はほぼ大気がないのでスペースシャトルの形状は、荷物を積みやすくするためと、大気圏突入時の耐久性と着陸時の安定性を良くするように設計されています。空気抵抗は打ち上げ時の低高度域でしかも周りの燃料タンクやブースターなどとセットで考えます。

Q核のゴミはどうして宇宙に捨てようとしないのか

前々から、疑問に思っていることなのですが、原子力発電所などから出る核のゴミの最終処理の問題がいまだに解決していません。再処理工場もいろいろな問題を引き起こし、頼りない技術によって、綱渡りのような稼働がなされている状態です。いずれにしても、最終的には地下深くか深海に廃棄するという案のようです。

そこで質問なのですが、どうして、宇宙にロケットで捨てるという方法をとらないのでしょうか。ロケット技術が不備なら、少なくともその研究はなされてしかるべきだと思いますが。宇宙は強烈な放射能にあふれた世界なのですから。

Aベストアンサー

No.1の方のおっしゃるとおり、「採算が取れない」からです。
スペースシャトルの場合、1グラムを大気圏外に運搬する場合、
燃料費を割ると1万円かかるようです。
1g=1万円! 
自分が宇宙飛行士なら、ダイエットしてその浮いた費用を欲しいですね 笑。

ガラス固化体などにして、数十年~数万年の半減期(物質によって異なる)を
待った方が、費用面で合理的なのでしょう。

しかも、打ち上げに失敗して、放射線物質を周囲に撒き散らす可能性も
あります。

人間の掘り出して使っている放射能物質のゴミを、邪魔だからといって
宇宙に捨てるのも、倫理的によろしくないかもしれませんね。

Qスペースシャトルとソユーズ、どっちがお得!?

先日、朝の番組でソユーズロケットが宇宙へ飛んでいくのを
特集してたんですが、そこで、スペースシャトルとソユーズの
比較をしてて、1機あたりの費用が、
スペースシャトル 約900億円
ソユーズ      約200億円
って言っててスペースシャトルの場合は、
人間プラス貨物の輸送を目的としてて、1機のシャトルを何回も
使うらしく
一方ソユーズは、人間の輸送に特化した構造になっていて、
シャトルよりだいぶ小さく、しかも1回で使い捨て・・・
っていう内容のことを放送してました。
ソユーズはもったいない気がするんですが、一方のスペースシャトルも
帰還した後の修理費や維持費だけで相当かかってるでしょうし・・・
どっちがトータルでみたら”お得”なんでしょうか・・・!?

Aベストアンサー

ソユーズ宇宙船は荷物を運べない人間輸送専用ですが、
同じソユーズロケットで打ち上げる「プログレス」という荷物専用の無人宇宙船もあります。

ソユーズロケットでは、3人乗りの有人船か、荷物を2tほど積んだ無人船を打ち上げることしかできないのに対し、
スペースシャトルは5~7人と22tの荷物を同時に打ち上げることができます。
つまり、おおよそ「ソユーズ×2+プログレス×10」と「スペースシャトル」が、打ち上げ能力は同等なわけです。

一方、打ち上げ費用は、ソユーズやプログレスはせいぜい50億円前後です。×12で600億円。

「お得」かどうか、コストパフォーマンスだけを見たら、スペースシャトル1機を打ち上げるよりも、ソユーズやプログレスを12機打ち上げた方が「お得」なのは明白です。

ですが、スペースシャトルは20トンもの大荷物を打ち上げられるというソユーズには太刀打ちできないメリットもあります。
「単体で20トンの機材」なんてのがあったら、そのままではソユーズが何機あっても、どうあがいても運ぶことはできません。
それをソユーズで打ち上げようとしたら、ソユーズで打ち上げられる重さにまで「小さく分解・組み立てできる」ようにする必要があるわけで、その分のコストまで考えるとスペースシャトルの意味が出てきます。
実際問題、国際宇宙ステーションの組み立てに関しては、スペースシャトルが無ければ出来なかったと言ってもいいと思います。

ソユーズ宇宙船は荷物を運べない人間輸送専用ですが、
同じソユーズロケットで打ち上げる「プログレス」という荷物専用の無人宇宙船もあります。

ソユーズロケットでは、3人乗りの有人船か、荷物を2tほど積んだ無人船を打ち上げることしかできないのに対し、
スペースシャトルは5~7人と22tの荷物を同時に打ち上げることができます。
つまり、おおよそ「ソユーズ×2+プログレス×10」と「スペースシャトル」が、打ち上げ能力は同等なわけです。

一方、打ち上げ費用は、ソユーズやプログレスはせいぜい50億...続きを読む

Q宇宙空間に生身の人間が放り出されたら?

どこで質問すべきか悩んだのですが、
ここで質問してみます。

宇宙空間に生身の人間が放り出された場合、
体はどうなってしまうのでしょうか?

Aベストアンサー

再登場。瞬時に体液沸騰は俗説でありましたか。
お恥ずかしい。

調べてみると、NASAのサイトに答えが載っていますね(参考URL)。

それによると、30秒程度では致命的な傷害は受けない
ようです。血液は沸騰せず、体も破裂しない。瞬時に
凍りつくこともない。

10秒位経過後に潜水病、皮膚のゆっくりした膨張が
起こり、酸欠で次第に意識を失う。その後体液が徐々に
蒸発し乾燥していく、とのこと。

ほとんど単なる酸欠死ということのようです。あまり劇的
ではなかったのですね。口の中の唾液は沸騰するそうです。

参考URL:http://imagine.gsfc.nasa.gov/docs/ask_astro/answers/970603.html

Qスペースシャトルの塗装。スペースシャトルですが(今でもそうですが)、昔

スペースシャトルの塗装。スペースシャトルですが(今でもそうですが)、昔打ち上げ前 スペースシャトルのボディカラーは白でした。ところが帰還した際ボディがシルバー(ほとんど無塗装)になって帰って来ていたと思うのですが、記憶間違いでしょうか?塗装が焼けて剥がれた結果でしょうか?以前から不思議に思ってましたが周りの人間は何もいいません。当たり前過ぎるのでしょうか?

Aベストアンサー

NASA所有のN905Nと勘違いしていませんか。
これは当初、無塗装に見えるシルバーでしたが、....。

Q第一宇宙速度って??

第一宇宙速度って何ですか??第一があるという事は第二もあるんですか??

Aベストアンサー

 
第一宇宙速度は、地球の重力の影響を脱して、「衛星軌道」に昇る最低のエネルギーに対応する脱出速度です。この速度で地上を飛び出したロケットは、ぎりぎりで、地表面をこすりつつ、例えば地球の赤道を周回する衛星軌道に乗ることができます。実際は,大気との摩擦があるので、もう少し速い速度が、衛星軌道に載せるためには必要です。

第一宇宙速度は、秒速約7.9kmです。

第二宇宙速度は、地球の重力の影響から「完全に脱出する速度」で、第一宇宙速度の√(2) になります。従って、秒速約11.2kmです。

太陽系の人工惑星になろうとすると、第二宇宙速度が必要になります。また、太陽系から脱出するためのエネルギーに対応する速度もあります。

惑星や天体において、その衛星軌道に乗るためのエネルギー、つまり第一宇宙速度は、必ず、その天体の重力の影響から完全に脱するのに必要なエネルギー、つまり第二宇宙速度と、√(2) の関係になっています。これは、ポテンシャルの計算式から、そういうことが言えるのです。

>http://www.f4.dion.ne.jp/~hiran/physics/utyusokudo/utyusokudo.htm
 

参考URL:http://www.f4.dion.ne.jp/~hiran/physics/utyusokudo/utyusokudo.htm

 
第一宇宙速度は、地球の重力の影響を脱して、「衛星軌道」に昇る最低のエネルギーに対応する脱出速度です。この速度で地上を飛び出したロケットは、ぎりぎりで、地表面をこすりつつ、例えば地球の赤道を周回する衛星軌道に乗ることができます。実際は,大気との摩擦があるので、もう少し速い速度が、衛星軌道に載せるためには必要です。

第一宇宙速度は、秒速約7.9kmです。

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