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zoom RSS 史上最速で地球から離陸したロケットは、どんなものを積んでいたの?

<<   作成日時 : 2015/12/22 09:10   >>

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★科学★
問題:ものすごく速い速度のお話です。宇宙速度という考え方があるそうです。第1〜第3まで3種類あるらしい。
■第1宇宙速度というのは、秒速約7.9kmだそうです。時速にすると2万8400km。これは「高度を海抜ゼロ(地表すれすれ)とした(仮想上の)円軌道の衛星軌道の軌道速度」らしい*1。この速度で打ち出せば、地球の重力に負けて落下することなく、人工衛星になれるようです。1時間半ほどで地球を1周してしまいます。そういえばISS国際宇宙ステーションもそのぐらいで1周していましたね。
■ちなみに、飛ぶが如く走るF1のレーサーたちも最高速度ではせいぜい時速400km未満らしい。リニアモーターカーでも時速600km前後です。最速のジェット戦闘機は日本に亡命してきたこともあるミグ25だそうです。マッハ2.83といいますから、時速3500km弱でしょうか。地表や大気圏を行く乗物は、宇宙の移動体に比べてのんびりしていますね。
■第2宇宙速度というのは、地球脱出速度とも呼ばれます。地球の重力を振り切るために必要な地表における初速度とのこと。秒速約11.2km、時速4万300kmだそうです。これは第1宇宙速度の√2倍になっているそうです。
■第3宇宙速度というのは、地球と太陽の重力を振り切るために必要な速度だそうです。秒速約16.7km、時速6万100kmだそうです。
■ところで、人類がいままでで一番速い速度で打ち上げられたロケットは秒速16kmだったそうです。では、そのロケットには何が積まれていたのでしょうか?
[い]小惑星探査機はやぶさ2
[ろ]初めての月面着陸を成功させたアポロ11号
[は]無人宇宙探査機ボイジャー2号
[に]冥王星探査機ニュー・ホライズンズ
[ほ]速度実験だけで何も積んでいなかった
(答えはずっと下↓ スクロールして下さい)

























★科学★
正解:[に]冥王星探査機ニュー・ホライズンズ
説明:今年平成27年(2015年)の7月14日に冥王星に最接近し、その像をとらえたニュー・ホライズンズです。打ち上げは2006年(平成18年)1月19日だったとのこと。打ち上げのときは、冥王星はまだ惑星の仲間でした。打ち上げの年の8月24日に国際天文学連合が総会を開きました。決議で冥王星は2軍行きを命じられ、準惑星という新しい立場を与えられたようです。総会では米国の科学者たちが決議案に激しく反対したという噂があります。気持ちはわかります。タイミングが悪かったですよね。
◇*HP「ニュー・ホライズンズ - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%83%9B%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%82%BA%E3%83%B3%E3%82%BA&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAgQ_AUoAmoVChMIxLru6JC6xwIVRaOUCh2dLQgJ&biw=1268&bih=620#imgrc=DUXMREXP-75-cM%3A
◇*HP「冥王星 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E5%86%A5%E7%8E%8B%E6%98%9F&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMInZ_4qbfYxwIVgY-UCh092QdN&biw=1280&bih=632&dpr=1.5#imgrc=_
■遠くまで行かせるには最初の速度はかなり大事らしい。単に到着するだけならともかく、冥王星の近くに着いたらさまざまな観測機器を働かせてデータを集め、地球に送信しなければなりません。機器が無事に動く必要があります。エネルギーを維持しなければならない。木星より遠い場所では、太陽電池はほぼ無意味だそうです。内蔵されている原子力電池もいつまでも持つわけではありません。なるべく短時間で到達しなければならないようです。
■冥王星は近日点でも約30AU。遠日点では約50AUだそうです。AUは天文単位とも呼ばれます。地球と太陽の平均距離であり、約1億5000万kmとのこと。冥王星は、太陽と地球の間の距離の30〜50倍も太陽から離れているわけですね。ニュー・ホライズンズの飛行距離(道のり?)は約50億kmほどあるようです。
■ニュー・ホライズンズは、初速を高くするため、軽量化がはかられました。478sだそうです。はやぶさ2が600sだそうですから、それよりも軽いですね。ニュー・ホライズンズの第1段目ロケット、アトラスVには史上最多5基の補助ブースターがとりつけられたとのこと。軽い物を強い力で打ち出して速度を稼ぎたかったようです。
◇*HP「はやぶさ2 - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%81%AF%E3%82%84%E3%81%B6%E3%81%952&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAkQ_AUoA2oVChMI2JXygJ66xwIVQ6SUCh3yoQ6v&biw=1522&bih=715#imgrc=mwnpCfCHxZ9GGM%3A
◇*HP「アトラスV - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%8B%E3%83%A5%E3%83%BC%E3%83%BB%E3%83%9B%E3%83%A9%E3%82%A4%E3%82%BA%E3%83%B3%E3%82%BA&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAgQ_AUoAmoVChMIxLru6JC6xwIVRaOUCh2dLQgJ&biw=1268&bih=620#hl=ja&tbm=isch&q=%E3%82%A2%E3%83%88%E3%83%A9%E3%82%B9V&imgrc=yJGTqtPHs4s6dM%3A
■打ち上げ後、太陽に対する速度は秒速37.5kmだったようです。史上最短の1年1ヶ月で木星に到達したらしい。はやぶさ2は約3年かけて木星の内側を回る小惑星に到達しようとしています。ニュー・ホライズンズがいかに速いかがわかりますね。まぁ、はやぶさ2の場合には、目標の小惑星の軌道や速度に近づけるという事情があるようですが。
■宇宙空間にどんな抵抗があるのかはわかりませんが、木星に到達したとき、太陽に対する速度は秒速19kmまで低下していたそうです。ここでニュー・ホライズンズは奥の手、スイング・バイを使います。惑星や衛星の公転運動の勢いや重力を利用した軌道の変更と加速あるいは減速の手段だそうです。はやぶさ2もつい最近地球を利用してスイング・バイを行なっていましたね。
◇*HP「スイングバイ - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%90%E3%82%A4&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAgQ_AUoAmoVChMIusvNq4y6xwIVpeOmCh0lIAVf&biw=1268&bih=620#imgrc=rTIDYe___gi-pM%3A
■木星に力をかりたニュー・ホライズンズは秒速23kmまで加速したらしい。この勢いで太陽系の奧をめざしたようです。スイング・バイという手があるから、打ち上げ速度が第3宇宙速度より低くても大丈夫なのかな。
■ともあれ、ニュー・ホライズンズは無事使命を果たし、次には平成30年(2018年)か翌年に他のエッジワース・カイパーベルト天体を観測する予定だそうです。30AUより遠く、48ないし50AUぐらいまでに散在する天体群がエッジワース・カイパーベルトだそうです。短周期の彗星の故郷と推定されている場所です。冥王星は代表的なエッジワース・カイパーベルト天体だそうです。
■おなじころ、はやぶさ2も小惑星を探査しているはずです。どちらも無事に任務を完了して欲しいものです。
◇*HP「エッジワース・カイパーベルト - Google 検索」(画像)
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%82%A8%E3%83%83%E3%82%B8%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%83%BB%E3%82%AB%E3%82%A4%E3%83%91%E3%83%BC%E3%83%99%E3%83%AB%E3%83%88&hl=ja&rlz=1T4GGHP_jaJP523JP523&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAcQ_AUoAWoVChMI38vVgZ26xwIVA4-UCh3FqgSW&biw=1522&bih=744#imgrc=KHfpnZ97EBpPiM%3A
◆参考*1:HP「宇宙速度 - Wikipedia」
https://ja.wikipedia.org/wiki/%E5%AE%87%E5%AE%99%E9%80%9F%E5%BA%A6
◇*2雑誌「はじめて目にする冥王星」Newton (ニュートン) 2015年8月号78〜89頁、担当編集者赤谷拓和、ニュートンプレス

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コメント(2件)

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冥王星はアメリカ人が発見した唯一の惑星でしたからね。
ガックリでしたでしょうね。
NASAのホームページで冥王星の画像を見ましたが感動しましたよ。
ねこのひげ
2015/12/27 17:16
コメントをありがとうございます。

 アメリカ人は冥王星に特別な思い入れを持っているのでしょう。でもサイズから見て、メジャーリーグに入れるのは無理がありますよね。直径が月の2/3ぐらいしかないわけですから。
 冥王星からのデータはいまも送信され続けているようですね。データの受信が完了するまでにはまだまだ時間がかかると聞きました。
(^^;)
ねこのひげ様<素町人
2015/12/27 19:37

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