宇宙チャンネル (Uchu Channel)

宇宙チャンネル (Uchu Channel)を通して現役ロケット開発者がわたし自身が語る、ロケット開発の生の声、宇宙や星に関するいろんな情報を発信しています。 そして、この発信からいろんな人に宇宙に興味をもってもらいたい、日本の自然科学・宇宙産業をもっと活発にしたいと思っています。

12/13(水)、12/14(木)、3大流星群のふたご座流星群で多くの流れ星が見える!

12/14 15時ごろ ふたご座流星群が最も活発な”極大”を迎えます。昼間なので実質は13日(水)の夜と14日(木)の夜が見ごろとなります。

 

ふたご座流星群は、毎年ほぼ一定して多くの流星が観測できる流星群で、観測できる流星の数からすると年間最大の流星群と言えます。条件の良いエリアで観測すると1時間に45個程度の流星が期待でき、これはおよそ1分半で1個以上のペースで流れ星が見られる計算となります。流れ星はふたご座の周辺のみに出現するわけではなく、放射点を中心に四方八方に流れるため、夜空のどこにでも現れます。一点を凝視するのではなく、広く空全体を眺めるのがおすすめです。

放射点付近のふたご座の位置の目安は東の空、冬の大3角形の星の赤みがかった赤色超巨星”オリオン座のペテルギウス”と白い輝く恒星”こいぬ座プロキオン”の左側に目を向けるとふたご座がありそのあたりを中心にみるとよいとおもいます。ペテルギウスもプロキオンも一等星☆なので見つけやすいとおもいます。

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国立天文台 今日の星空より 12/14  21:00 東京の東方向の空)

今日のほしぞら - 国立天文台暦計算室

↑こちらのリンクは場所と日時を指定してできるので便利ですね。

 

2017年のふたご座流星群新月直前!夜間は月明かりの影響がほぼなく、比較的良い条件で観察することができます。特に、放射点が空高く上がってくる21時以降の観測がおすすめです。

ふたご座流星群のもととなっているのが、ファエトンと言う名の直径が5kmほどの小惑星です。太陽のまわりを約1.4年で回っています。その軌道に残ったチリやホコリが流れ星になっています。

 

今のところ、12/13、12/14の天気は太平洋側では晴れ時々曇りと十分見れそうな感じです。宇宙ちゃんねるも前回、おうし座流星群のときは見逃したので、1時間に40個ほどの流れ星が期待できる今年最大の流星群をみてみたいと思います。

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ロケットの作り方 その3 モータ編

”モーター”という言葉を聞くと、ダイソン掃除機の”モーター”や東京”モーター”ショー

のモーターとか浮かぶかもしれません。

 

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JAXAさんより引用)

 

ロケットで”モーター”というと固体ロケットを動かす動力源になります。

2つの液体を合わせて燃やす液体ロケットは一般的には”エンジン”という

呼び方をします。

 

 固体ロケットはその名前の通り、固体の火薬を燃やした熱が爆発的に気体:ガスとなり、そのガスの爆発的な圧力がロケットを地球からときはなつ推進力となります。

 

そんな、爆発的な力を発生させるところ”モーターケース”は熱にも圧力にも耐えうる

強さを持ったものを作らなければなりません。

 

具体的な作り方

火薬を入れる”モータケース”は最近はだいたいが”繊維(せんい)やゴム”から作れています。

まず、火薬が入る部分の形取った型があります。

それに数ミリ程度の薄いゴムを何層か巻いていきます。

なぜゴムを巻くかは後程お話しします。

ゴムは巻いただけだと、それぞれが一体とならないので、大きな炉に入れ、熱と圧力をかけて固めます。

ゴムは固めただけだとデコボコしているので均一な厚さとなるように少し削ります。

次も巻くものです。

次に巻くのは”樹脂を染み込ませた繊維(せんい)”です。

繊維と言ってもみなさんが抱くイメージの繊維と少し違うかと思います。

 

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 (東レさんより引用)

 

FRP:繊維強化プラスチックというのが正式な言い方なので、線状のプラスチックをイメージしてもらった方が近いかと思います。

 そんな繊維を固めたゴムの上にぐるぐる巻きつけていきます。巻きつけ方も強さがしっかり出るように工夫します。斜めに巻くとかです。繊維なので、洋服とかと同じように縦横と編みこむようにしていかないとまんべんなく強くできないのです。

そして何層か巻きつけ、巻きつけが終わったらゴムと同じように

 大きな炉に入れて、熱で繊維を固めます。この時は繊維に染み込ませた樹脂が

熱と圧力に反応して、カチカチに固まります。この樹脂と繊維の組み合わせでも

強さやもろさが変わってきます。

 

最後に他の部分との結合部は、さらなる強さが必要になる箇所なので、ここではアルミなどの軽い金属リングを使うことが多いです。

こちらは繊維と金属リングをボルトなどでつなぎます。

 

これで火薬を入れる筒”モーターケース”は完成します。

他の商品もそうだと思いますが、そこから、このものの強さは規格を満足しているかの

試験や内部に欠陥がないかのX線検査などをして、初めて使っても問題ないことを

認められます。

 

そのモータケースはその後、中に火薬を入れます。一般にはロケットの”推進薬”と

呼び方をします。

推進薬は爆発的に燃焼しやすいようにアルミ粉末や空気が空気がない状態でも燃焼するように酸化剤、そしてそれぞれを混ざるようにするゴム(バインダー:接合剤。※文房具のバインダーと同じ言葉です。)などを混ぜたペースト状のものを詰めていきます。ここでも燃焼時の高圧ガスがしっかりロケットの推進力になるように工夫された形状にペーストを流し込み時間をかけて固めます。

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推進薬が固まったら、形状を削って整え、モーターケースが

”モーター”として完成します。

そして再び固まった推進薬が問題ないかを非破壊検査などを通して、確認します。

そこで合格となったらやっと、全てが終わり”モーター”として完成です。

 

前にでた”なぜゴムを巻きつけるか”ですが、推進薬とモーターケースの間にゴムをいれることによって、モーターケースを推進薬の燃焼の熱から守るためです。

また、ゴムはそれ自身が推進薬が燃焼によって、ゴムも高温で溶けていきますが、

その時ガスを発生します。(ゴムを燃やすと変なけむりがでてくるやつです)

そのガスの発生でさらに溶けることを防ぐ断熱効果もあります。

 

結構長い道のりを経て、ロケットを動かす推進力となるモーターは作られます。

燃えている時間がたった数分ですが、作る時間は何ヶ月もかかるのです。

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JAXAさんより引用)

モーターはロケット打ち上げで燃えて分離された後は海に落下し、海底で魚の住処となります。

これだけ手間がかかっているので、もちろんコストもかかります。

これからはもっとロケットを安く打ち上げるために、使い捨てでなく再使用かもっとスピーディーにモーター作って安くしなければならないのが宇宙ちゃんねるの宿題でもあります。

 

またこれからはもっと比推力:重さに対して推力の大きさを大きくしていく、つまり軽いけどロケットを押し上げる力は強い”を目指さないといけません。

 ロケットが軽ければそれだけ重い人工衛星を打ち上げられるからです。

そのためには軽くても強い”新材料”の開発もどんどんしていかなくてはいけません。

そこは以前に記事にも出た”化学(ばけがく)”の力で切り開いていくのです。

 

 

 

 

 

 

 

 

今日は大きな流れ星が見えるかも!おうし座北流星群☆彡

今日12日(日)はおうし座北流星群が見頃を迎えます。 

おうし座は21時頃から東の空の少し高度がある位置に見えてきます。

ちょうどみなさんが見つけやすい、オリオン座の真上あたりにおうし座があります。

おうし座には明るい1等星でだいだい色のアルデバラン”(下の画の赤い星)があるので、それを目印に探すと見やすいでう。そのすこし上に流れ星の放射点と呼ばれる、流れ星のスタート位置があります。

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このおうし座北流星群は1時間に見える数は少なめで1個から数個と少ないですが、”火球(かきゅう)”と呼ばれるとても明るい流れ星が見れる可能性があります。この流れ星は地球が365日かけて太陽のまわりを一周している軌道上に、太陽を3.3年という短い周期で回っているエンケ彗星の通った軌跡があり、そこにはチリなどが残っています。そのため、地球の大気圏にそのチリが降ってきて大気圏で燃えてなくなる時に明るく輝くのが流れ星☆彡となるのですが、そのチリが大きいと”火球”となるんのです。

 

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(青くかがやくエンケ彗星)

 

セーラームーンに出てくるセーラー戦士に変身する”火球皇女(かきゅうプリンセス)”

はここからきているのかもしれません。

 

そして、今回の流れ星は比較的流れる速度が遅いですので、願いを半分くらいまでは

言えるかもしれませんね。

 

今日は晴れ渡り絶好の流れ星日よりの場所もあると思います。

早めにご飯を済ませて、澄んだ空の中、大きな流れ星を期待して見てみると

この日曜の夜のちょっとした楽しみができればいいですね。

 

 

 

星をみると太陽の最後の姿も見れます

50億年も先のはなしですが、太陽もいずれ終わりをむかえます。

 

太陽などの光り輝く星″恒星”が光っているのは、星の中心で核融合をおこしているためです。太陽ぐらいの大きさだと、その寿命は約100億年、太陽は約46億年前にできたので、あと50億年くらいなのです。

 

”太陽の最後”はどう変化していくか。

 核融合する主なものは水素なのですが、水素がなくなると水素が反応してつくられた

 ヘリウムがたまって中心核になります。その時、中心核は重力で縮んでいきます。

 一方その周辺では、残った水素が核融合をおこして、星は膨らんでいきます。

 中心部は非常に高温ですが、外側の温度が低いため、このとき、太陽の色は黄色から

 赤にかわります。赤色巨星と呼ばれています。

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その太陽の最後のほうの姿が、空を見上げたときにみることができます。

一番わかりやすいのはオリオン座のべテルギウスです。オリオン座の左上にある

1等星の赤く輝く星です。冬の空では簡単に見つけることができますので

みてみると赤くきれいに輝いていることがわかると思います。

その大きさは巨星というだけあって、仮にベテルギウスが太陽の位置にあった場合、

木星の軌道までの大きさとなります。想像を超える大きさですね。f:id:Uchu-Channel:20171111000305p:plain

 

 そして、その状態が数億年続きます。赤色巨星は、非常に大きくなっていますから

 その外側では重力がよわくなり、表面のガスがすこしずつ宇宙空間になられていきます。

 

最終的には白く小さな核の部分だけが残ります。この状態が白色矮星です

白色矮星ははじめのうちは核融合のなごりで熱をもち、白く輝きます。

 

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夜空の星で一番わかりやすい白色矮星おおいぬ座シリウスです。さっきのオリオン座の三ツ星を延長してたどっていくととても明るい白い星があります。これがシリウスです。距離は地球からは8.6光年。”シリウス”の言葉の由来はギリシャ語で”光かがやくもの”です。昔の人にも今と同じようにとても輝いて見えていたんだということですね。

 

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白色矮星は次第にその光はよわくなり、そして輝きを失い、”黒色矮星になると考えられています。

”考えられています”と書いたのはまだ、黒色矮星になった白色矮星がないためです。

白色矮星でいる期間が1000億年ほどあると計算されていて、宇宙の誕生が

138億年前ですから、時がたっていないのです。

 

その時、地球は?

まず、太陽が赤色巨星になったとき太陽は膨張していくので、太陽に飲み込まれるというのが有力です。もし飲み込まれなかったとしても、赤色巨星の熱で生命はいきていけなくなります。

 

それもなんとかクリアした場合、地球はどうなるか?

太陽は小さな白色矮星になるので、太陽からのエネルギーが地球にまったく来なくなり

地球は永遠に冬の状態が続きます。そうすると、植物はすべて死滅してしまいます。

連鎖的に草食動物も死に絶え、肉食動物も死に絶えます。永遠の冬では地表がマイナス200℃になるといわれているので、人間も地下に隠れないと死んでいまいますね。

電力は石油や原子力などで少しの間はエネルギーを確保できますが、そのうち尽きてしまいますね。

 

ただ、灼熱の時期が来る前、永遠の冬がくるその前に人間は他の星に移住できるようになっているだろうし、地球の資源がつきても他の星にある無尽蔵の資源をエネルギーに変換しているのだろうと思います。

 

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(スペースコロニー

 

もし、人類が50億年後も地球にいたらそうやって生き延びていくんだろうと。なにせ、人類は単細胞からここまで進化しているので、これからも進化、進歩しつづけていくものなんだと思います。

 

 

 

日本の人工衛星たち

明日10/10の朝はH2Aロケット準天頂衛星”みちび4号機”が打ち上げ予定です。

この”みちびき4号機”は測位衛星とよばれるもので、世の中でも有名なアメリカでつくられたGPS:Global Positioning System (グローバルポジショニングシステム)の日本版を目指しているものです。ちなみにこの4機のみちびきで一旦GPSの体制は完成します。

(みちびき4号機)

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ここで、人工衛星で間違いなく人間の生活にやくだっていると思うけど、具体的にどうやくだっているの?というのを整理してみたいと思います。宇宙ちゃんねるも人工衛星を上げる側なので、さまざま人工衛星ががあると正しく理解していないこともあると思うので。

 

人工衛星には技術開発/試験衛星、科学衛星、通信/放送衛星、気象/地球観測衛星、測位衛星、宇宙実験衛星にカテゴリー分けされます。

 

”技術開発/試験衛星”

 人工衛星新しい技術を確認するための人工衛星です。いまでは当たり前のように

 人工衛星についている太陽電池パネルもはじめは技術衛星で打上げでその有効性を

 確認していました。

 最近では通信衛星の高速大容量化の需要に対応できる大電力、大容量の技術試験衛星の開発がすすめられていて2021年の打ち上げを予定しています。通信衛星はCommuications Satelite :コミニュケーションサテライト、略してCSです。あの衛星放送のCSです。これからより、世界各国との番組とのやりとりは増えてきそうですよね。

なので、大容量化が必要なわけですね。
(技術試験衛星)

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また、2010年には 小型ソーラー電力セイル実証機 ”IKAROS(イカロス)”が

打ち上げられています。目的は太陽の光をセイル:帆でうけて進むことを実証し、

セイルに貼り付けた薄膜太陽電池太陽光発電の実証も行いました。この方式だと

衛星を動かすためのエネルギーは太陽光ですので、燃料が不要というところが画期的です。遠い宇宙では燃料の問題は必ずあるので、永久的につかえる太陽を含めた恒星の

光のエネルギーを使うことができるのです。

ちなみにこのソーラーセイルの推進する原理は”太陽の光子”がセイルに当たって反射するときに生じる反作用にとって動くのです。

(イカロス)

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(出典:JAXA)

IKAROSをうちあげているのはISAS宇宙科学研究所で今はJAXA:宇宙航空開発機構と統合されましたが、未来につながるおもしろい&わくわくする衛星をうちあげるのは

ISASなんですね。

 

次回は他の種類で未来を役立つ、世の中に役立つ衛星について書いていきたいと思います。

 

 

 

 

 

 

 

宇宙のふしぎ 宇宙は無重力じゃない↺

宇宙に行くと無重力体験ができる!よく、宇宙の映像で映し出される

宇宙船の中でふわふわ浮いている映像です。

 

そう、確かに宇宙に行くと”無重力体験”はできます。

しかし、宇宙は”無重力”ではないのです。

 

そのしくみは・・・・

 

その”無重力の空間”はハンマー投げの選手がぶんぶん振り回すハンマーと同じ。

 

ハンマー投げの選手は

 こんな感じで自分も回転しながらハンマーをぐるぐる回していますね。

(ここはやっぱり室伏さん)

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 その時、ハンマーにはこんな力が掛かっています。

 回転運動をしているハンマー投げの選手はハンマーをまわしている時、強烈にハンマーに引っ張られますね。でも、選手はその力に負けないないように踏ん張り、ぶんぶんとハンマーをまわしています。その回転しているときに引っ張られる力が”遠心力”になります。そして、その遠心力に負けないようにハンマーを持ち続ける力が″求心力”です。そして互いの力は同じなので、つりあった状態になり回り続けるのです。

 

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そして、これが地球の周りをまわっている宇宙船や宇宙ステーション

の中でも同じことがおきています。この場合の”求心力”は”地球の重力”になります。

そして、宇宙船や宇宙ステーションは地球の周りを回転する上でいうハンマーなので、

引力と遠心力が釣り合った状態、つまり力が何もかかっていない状態になります。

なのでその場所にいる人はふわふわと浮いているのです。

ちなみにその重力は地上にいる場合の88%の重力を受けているので、仮にこの遠心力がなかったらすぐに地球に落っこちてしまいますね。

 

そして、この釣り合った状態にはそれをつくりだす速度(スピード)が必要です。

ハンマー投げも回転のいきおいがないとぶんぶんまわらず、ハンマーは地表におちてしまいますよね。

 

あと、遠心力でよく使われる例だと、水を入れたバケツをぶんぶん振りまわした時、

水はこぼれないのもおなじ”求心力と遠心力のつりあい”で水がこぼれてこないのですが、まわすいきおいがなくなると途端に水はこぼれてきますよね。

 

なので、地球の周りを回る宇宙船や宇宙ステーションもその速度(スピード)が重要で

早くもなく遅くもないちょうどよい速度ですすないといけないのです。

(ちなみに速すぎると、地球の重力とつり合いが取れなくなり、宇宙に飛んで行ってしまいます!)

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世の中にもこの現象は何か当てはまりますね。

”ともだちとの関係”や”お仕事と家族”も”バランス(調和)”が大事なのだと

いうことですね。

 

 

 

 

宇宙飛行飛行士になるには その② ”ひとの輪にはいって、みんなとうまくやっていくこと”は大切です!

宇宙飛行士なると、アメリカ、ロシア、ヨーロッパなどいろんな国の宇宙飛行士と宇宙ステーションという限られた空間で、長く共に暮らしていくことになります。

(今は常時6名程度が滞在しています。)

 

そういったことを考えると”宇宙飛行士になるには何が大切か”がわかってきますね。

 

そうです、他の人とうまくやっていく協調性や人を信頼すること、人を敬うことが必要になってきます。

 

学校やいろんなスポーツなどでみんなと一緒にやっていくことの機会は多いと思います。そういったときにみんなと一緒になかよくをやっていくことや時にともだちを助けたりすることは将来、宇宙飛行士になるためにはとても大切なことなのです。

 

そして、その中でも宇宙ステーションや未来の宇宙船の船長(キャプテン)になりたいと思っている場合は、みんなをまとめていく力も必要です。なので、キャプテンになりたいとおもっている人は学級委員であったり、スポーツチームに入っているのであればそこでキャプテンになったりで経験を積むことが大事です。

 

はじめはうまくいかないかもしれません。でも、いろんな経験をしてなんとかみんなをまとめていくことができたら、少し宇宙ステーションや未来の宇宙船のキャプテンに近づけるのではないかと思います。経験はみんなをキャプテンに近づける一番の近道ですね。

 

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宇宙チャンネル自身もまだまだですが、人をまとめていく立場にあります。

年も20代~60代までさまざまな人とやっています。年齢に関係なく

相手の気持ちのことを考えてやっていく、それと同時にあること(きびしいことでも)を決断していくという判断力も必要だと経験して思っています。

そんな経験も、未来、宇宙に行くときに役立つことになるんだとときどき

思いながらやっています。

 

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