宇宙のふしぎシリーズ① 宇宙ではなんで人やものが浮かぶの?
宇宙や宇宙船のなかでは人やものがふわふわ浮かんでいるのを見たことがありますね。地球にいると浮かぶことはできないけど、なんで宇宙だと浮かべるんだろう?
(いま、宇宙ステーションには金井宇宙飛行士が滞在しています)
ふわふわうかんでいる状態は”無重力(むじゅうりょく)”といいます。ことばの通り、重さがない状態です。
”どうしてそうなるの?”というと力がつりあっていて、宇宙ステーションにいる人やものには力がかかっていない状態になるからなんです。なので、実は宇宙でも”重力”がない場所はないのです。
地球の周りをぐるぐるまわっている宇宙ステーションは1時間半で地球を1周しています。地球1周が約40000キロメートルなので時速にすると約28000キロメートルです。ジェット旅客機で時速1000キロメートルぐらいで、ロケットは地球をくるくる回る軌道に人工衛星を乗せるので、宇宙ステーションと同じ、時速 28440キロメートルです。東京~大阪間は約500kmなので、その時速でいくと約1分でつくことになります。そう考えるとロケットはとてつもない速さですね。宇宙ステーションはこんな速さで地球をまわっているので”遠心力”がかかります。車で急カーブのときに体が押し出されそうになるあの力です。宇宙ステーションでは遠心力と地球の重力が釣り合った状態になり、あたかも無重力な状態になるということなんです。ちなみに高度400キロメートルの宇宙ステーションでの重力は地上の89%とほぼほぼ重力がある状態です。
よくあるたとえが皆さんが水のはいったバケツをぶんぶん回しても中の水は落ちてこない。その時、”遠心力”と”重力”が釣り合っているのでバケツの水はおちてこない、でもゆっくりまわすと遠心力はよわまり重力にまけてしまい、頭に″ザブン”とかかってしまうんです。
そして、もっと遠くの宇宙でも重力は存在します。それは、ニュートンの「万有引力の法則:重さがあるものはどんなものでも引き付けあう力が働く」があるからです。ある宇宙の位置にいたときは、そこから一番近い重さのある星から一番影響を受けると思いますが、わずかながら地球の引力の力も存在しています。もちろん人間も重さをもっているので、人間同士もわずかながら引き付けあう力があるのです。もちろん、皆さんもご存じのようにその力で”お隣さんとひっついちゃった”なんてことは起きず、ごくごくわずかな力ですが。しらべたところ「なぜ、重さをもっているとひきつけあうのか?」のしくみはわかっていないようです。
<小型ロケットが宇宙ビジネスを加速する、打ち上げは2/3 鹿児島 内之浦より>
”うまいの早いの安いの~”とキン肉マン(世代がバレますね〜)ではないですが、
”安くて、早く打ち上げられる”小型ロケット。
これからのロケット打ち上げでは、にぎやかになっています。
先日、アメリカのベンチャー企業、Rocket labがニュージランドで
複数の衛星打ち上げに成功しました。創業10年足らずの企業で
打ち上げ成功はロケット業界ではかなり早いです!
日本は技術力はあるので、負けてはいられません。あとはスピード!!
日本では宇宙ちゃんねるも大きくたずさわっているJAXAさんの超小型ロケット
”SS520 5号機”が2/3(土)14:00ごろ打ち上げられます。
YOU TUBEでのライブはこちらです↓
SS-520 5号機による超小型衛星打ち上げの実証実験 - YouTube
このロケットは1年前 4号機として打ち上げましたが、配線のショートの可能性という原因で通信が途絶え、やむなく海に落下して、失敗したリベンジマッチです。
2/4(日)更新
2/3(土)予定通りに打ち上がり、数時間後、超小型衛星との通信も確認できて打ち上げ成功しました。日本も海外に負けじと”超小型ロケット”頑張っていく第1歩となると思います。
(出典:JAXA)
今回、超特急でロケットを作り上げ、一年かからずに完成までたどり着きました。
ぼくは「1年以内じゃ厳しいんじゃないかな」と少しあきらめかけていたんですが、
まわりの人たちの意気込み(”頑張って飛ばしましょうよ!”)に触発され、あきらめずにやってきました。まわりの仲間に感謝です。
今回は
”民生品を活用したロケットで打ち上げること”と”小さく打上費用を抑えたロケットで
小型の人工衛星が打ち上げられる”ということを実証するのが目的です。
これからロケットをどんどん”早いの安いの~”にするには、秋葉原の電気街にあるようようなすぐ手に入る部品を使っていくことで加速します。きびしい宇宙環境の中でも
”実証”してつかえるようにするもってこいの機会なのです。
そうすると、おのずと打ち上げ全体のコストも抑えられます。「買ってくるもの」を極力安くすることはとっても重要です。この小型ロケットでも何千点の部品が集まったものなのです。(大きいロケットは部品の桁が違ってきます!)
今は大きなロケットだと、小型の人工衛星は”相乗り”という形になるので、お客さんが必要とするタイミングで打上できなかったりするので、お客さん目線で考えた
「安く、いつでもうちあげられるロケット」のニーズが高まっているのですね。
このロケットは固体燃料をメインにしています。簡単にいうと”花火”と同じです。
構造は液体燃料を混ぜてつかうロケットより単純なのですが、花火と同じで一度
火が付いたら推進薬(花火でいう”火薬”)がなくなるまで、燃え続けるので制御ができないという点があります。
SS520は固体燃料の2段式ロケットなのですが、1段ロケットが燃えたあと、液体燃料をつかって姿勢を変え、2段ロケットが飛ぶ方向を変えています。これにより途中でも方向変更ができるようになっているハイブリッドなタイプのロケットに改良されています。
今回の人工衛星を打ち上げる高度は200kmということで、わずかながら空気があるので抵抗を受けやすく抵抗により徐々に高度が落ちて、いずれは大気圏で燃える尽きるので
実用的な高度ではないです。しかし、将来的にはもっと高いところに打ち上げ、ずっと地球の周りをぐるぐる回っている人工衛星を飛ばせるようにするしていきます。
ちなみに”北朝鮮の弾道ミサイル”の高度は4000kmと宇宙ステーション高度:400kmとよりも随分高い高度を飛んでいます。その技術はやはり”ミサイル”でなく”宇宙への冒険”で使ってほしいですね。もったいない(~_~;)
🔴月がなぜ赤く見える?!3年ぶりの皆既月食は1月31日
肉眼でも全然OK! 月が地球のかげにすっぽりかくれ、月が赤く(赤銅色)に見える皆既月食、ほぼ3年ぶりの天体イベントです。
みられるのは1/31(水) 21時51分~23時8分ごろの約1時間20分です。高さも見やすいので、夜は寒いですが、あったかい服装とあったかい飲み物をもって観測してみるのがよいかもしれません。月明かりが暗くなり、新月とは違った夜空の雰囲気を楽しむことができます。月は機材が不要でただ、眺めていればよいので、気軽に見れる点もよいところです。
皆既月食ではなぜ月が赤く(銅が赤みがかった色(よくある銅板↓)に近いので赤銅色(しゃくどういろ)と呼ばれます)みえるのでしょうか。
皆既月食のとき、月は上の図のように地球の陰にすっぽり隠れてしまうわけですが、地球の大気に当たった太陽の光のなかで波長の長い赤い光は大気で散乱されにくく、大気を通過して月まで届くのです。下の図のように、波長が長いとスイスイと大気中のチリに当たらず、すり抜けていくのです。
空が青いのはこのためです。波長が短い光(青い光)がチリにあたり、あっちにいったりこっちにいったりで散乱し、青い光となって見えるのです。
月は1ヶ月をかけて地球の周りをまわって(公転)していますが、太陽・地球・月の位置関係で3年ぶりの皆既月食になります。実は今年は皆既月食は7月にももう一回あるのですが、全国的に見えるのは今回のみです。
”いつもと違う” ものを見るのは好奇心をくすぐられ、何か新たな発見や好きなことを見つけるきっかけになると思っています。お子さんには遅い時間帯かもしれませんが、可能ならお子さんと無理ならみなさんで気軽に眺めて見て、何かおもしろい・楽しいことを見つけてみませんか。
”ロケット打ち上げは地元漁業組合の協力があってこそです”
僕もバッチリたずさわっているイプシロンロケット3号機。
もうすぐ打ち上げです!1/17(水)の朝に早い時間:6:00ぐらいから打ち上げ予定です。
(1/15 改訂)1/15 本日 JAXAさん よりプレスリリースされましたが、当日の悪天候が予想される為、打ち上げは1/18以降となりました。
今日(1/18)朝にイプシロンロケット3号機 無事に打ちあがりました。衛星も軌道投入で来て、ほっとしています。また、次回もうつくしい打ち上げができるように頑張っていこうと思います!
はじめての1号機から3回目ということもあり、ロケットづくりのほうはずいぶん順調になりました。やっぱり、”繰り返し”というのは人はなれてくるものですので。僕もスケジュールという観点からこのロケットを見守っていますが、3回目となると外しちゃいけないポイントがつかめてきているので、少し安心です。
ロケットは発射場から海に向かって打ち上げられます。
あまりしられていないかもですが、打ち上げの日を決めるうえではその地元の漁業組合の方たちと事前にお話をして、おたがいに”よいでしょう”と合意をしたうえできまっていくのです。やっぱり、場所をお借りしているわけですから地元のかたの漁に影響してはいけません。地元の方たちはそれをなりわいとして暮らしているわけですから。
そして、そんな風にしてきまった打ち上げ日当日も打ち上げ前後の時間帯は漁にでないなどの協力をしてもらっています。
僕も内之浦には弾丸で日帰りでいったことしかないですがこの記事をみると
内之浦のおいしいさかなやえびをたべにロケット打ち上げをみにいきたくなります。
アジ、サバ、カマス、カンパチ、伊勢海老、黒マグロ、カツオどれもおいしそうですね
)^o^(
世界一愛される発射基地「内之浦」〜後編:共存共栄のココロ〜 - ウチノウラキモツキ共和国
さて、僕も微力ながら協力して、そしてなかまがつくってきたイプシロンロケット
国も日本の衛星ビジネスを新興国を中心に活性化させる候補として援助してきた高性能小型レーダ衛星:ASNARO-2(アスナロ2)を搭載してそろそろ打ち上げです。
シッカリうちあがり、自然災害を未然に防いだり、船が安全に運航でできたりに貢献してくれると僕も目指している日本を”宇宙先進国”へ一歩ちかづいてくれるのだとおもいす。
人は生身でどのくらい宇宙にただよえるのか?
スターウオーズ/エピソード8 ”最後のジェダイ”をみた方からこんな質問を受けました。
”人間は宇宙服無く生身で宇宙空間に投げ出されると体が破裂して死んでしまうのですか?”(あまり詳しくは書きませんが、映画中、人が宇宙空間に投げ出されるシーンがありましたね)
皆さんはどう思いましたか?先に書いたように
①体が破裂して死んでしまう。
②宇宙は相当寒いので凍死する。
③宇宙線に体がやられて死んでしまう。
など、いろんな意見があります。(ちなみに僕は有害な宇宙線でやられてしまうの③と考えていました)
実際には”窒息して死んでしまう”というのが正解です。
大気がなく無酸素で呼吸ができないので、10秒程度で意識を失います。(脳に酸素がまわらなくなってです。空気がない事と加えて真空で大気圧がない、酸素に圧力がかかっていないと肺が気体を吸収できません。
その結果、脳や血液に酸素がいかなくなる。
息を止めていても良いのですが、こちらも宇宙空間に気圧がないことで肺の中の空気が膨張してしまう。吐き出さないと肺が膨張した空気で破裂してしまう可能性があるので、口は開けたままにしなくてはいけません。(NASAの緊急用の手順書にも口を開けることが書いてあります。)
空気を吐き出したら、肺に空気(酸素)がなくなるので息をすいたくなりますよね。でも、空気がない、あったとしても肺に圧力がかかっていないため吸い込めず、脳に酸素がいかなくなり10秒ほどで意識がなくなります。ちょっと想像しただけでもこわいです。
先に書いたそれぞれの意見(理由)はどうだったのでしょう。
①体が破裂して死んでしまう。
大気圧がないので人間の血液が沸騰し、気体となり膨張して破裂するなんていう事も言われたりしていますが、実際には血液にも”血圧(心臓によって送り出された血液が動脈の壁を押す力)”と言う圧力がかかっているので、大気がない(気圧がない)としてもそうなることはありません。
ただ、先ほどの肺の空気を吐き出さないと膨張してしまうために口を開けますが、口の中の水分は圧力がかかっていないので、すぐ蒸発してしまうと考えられます。
水分の蒸発は水であれば、水が沸騰する温度100℃で上記になりますね。これは私たちが暮らしている地球 大気圧:1気圧の場合です。
地球上では下のように大気圧があるので、常温では抑えられているため100℃にならないと蒸気になりません。
宇宙空間は真空なので気圧がありません。気体になるのをおさえる圧力がないので、体の水分は蒸発してどんどん蒸発して奪われていきます。口を開けているので、一番早く蒸発をかんじるのは口の中の水分、特に敏感な舌の水分の蒸発を感じます。
では、体の中の血液は気化しないのか?というとそうではありません。人の最低血圧って80mmHgぐらいですね。その血圧が:47mmHgぐらいまで下がると血液が沸騰(圧力が低い為、気体になりはじめようとする)してきます。
なので、そこまで血圧が下がった状態になると血液などが気化しはじめるので、体に気体がどんどんたまってきて、膨張します。およそ2倍くらいに膨れ上がりますが、皮膚や血管はその膨張に耐えられるので破裂ということはありません。
また、②の″凍死”するというものですが、たしかに宇宙空間は絶対零度:マイナス273℃です。ただし、宇宙には空気がありません。なので、暑い寒いがそもそもないのです。
”寒い!”と感じるのは体の熱を奪うものがあるので、そう感じます。真冬にTシャツ1枚で外にでたら”寒い”と感じるのは、外の空気が体の熱をうばうからですね。
ちなみに宇宙服は宇宙飛行士が生命を維持するため、密閉されています。体から発する熱がにげるところがないので、体温が上がりすぎないように冷却装置(チューブに水を流し冷却)がついています。
私、宇宙ちゃんねるが考えていた”宇宙線でやられてしまう”ですが、太陽などの恒星の近くでは当然、その熱で死んでしまいます。宇宙空間では有害な宇宙線 放射線の一種が飛んでいて、それをあびることになります。
即座に死に至るということではないです。ただ、放射線なのである被ばく量を超えると人体に悪い影響を及ぼすことになります。
この宇宙線の被ばくは今後の宇宙活動での課題です。惑星探査というと何年もかかります。その間、宇宙線を浴び続けることは間違いなく人体に影響します。
放射線により人の遺伝子が破壊されるので、累積されると”がん”などの病気を発症するかリスクが高くなります。
これからは”いかに宇宙線を浴びないようにできるか”が重要になってくるのではないかと思います。
と考えると放射線を完全に通さない宇宙服が必要ですね。よく言われるのが鉛は放射線を遮断するのによくつかわれますが、ある程度の厚さ:10センチくらいないと防げません。さすがに10センチを全身にまとうことはきびしいです。
なぜ鉛などがよくつかわれるかというと、放射線はそれ自身が持つエネルギーを透過する物質に与えて、エネルギーを失います。
エネルギーは物質のもつ電子にあげるようになります(中性子線以外)電子をいっぱい持つのは密度が高い物質になります。
鉛はその中でも密度が高く安いのでよく使われるのです。密度は1立方センチメートル当たり:11gほどです。ちなみに金は19gともっと重いです。金の延べ棒は見た目の大きさより重いのはそのためです。
でも、さすがに金は高すぎて使えませんね。
なので、今後は①放射線のエネルギーをより多く奪う新しいものか②宇宙放射線がよけていく方法が必要です!
①では単位体積あたり、電子をより多く持っている物質、かつエネルギーをもらいやすい物質の開発をしていく必要があるのだと思っています。
②では地球が磁場で有害な放射線から守られているように人の周りに強力な磁場を発生させて宇宙線が人の体をよけていくようにする
これから始まる長期の”宇宙の旅”では必ず対策が必要ですね。
魚がたくさん獲れるようになる!人工衛星の活用法
今週は12/23(土)10:26にH2Aロケット37号機でふたつの人工衛星が打ち上げられます。
ひとつはGCOM(気候変動観測衛星)です。
目的は地球の気候の変動を長期にわたって観測し、地球温暖化がどのように進むかを
計測した値を反映して、具体的な温暖化の予測をよりよくたてることができるように
なります。JAXAの方がインタビューでいっていましたが”地球の健康診断をする”
という表現がぴったりかなと思います。健康診断をして問題なければよいですが、
異常が見つかると対策→より厳しい温暖化防止に向けての対策をする必要があります。
また、この衛星は海の状態も見ることができます。海の色を識別することで、魚が食べるプランクトンがどのあたりに発生しているかがわかります。プランクトンのある場所に魚は集まるので、漁に出るときにあらかじめ魚がいる場所が事前にわかるようになるのです。探しまわらずに効率的に目的地につくことができるので、日数や燃料の削減につながるのではと考えられています。
一次産業は労力の割には、収入が多くないことが多いので、この活動が高利益につながって、”漁師でももうかるんだ”ということができると漁師になるひとが増えてこの産業が活気あるものになればよいですね。
もう一つの衛星はSLAT( 超低空高度衛星技術試験機)です。
通常の衛星は高度600-800kmというところを回っています。ほんのわずかですが、大気があるので高度を維持するため、液体燃料を燃やし、ノズルから噴射し、高度を保っています。しかし、燃料も限りがあるので、それが尽きると同時に衛星の寿命も終わります。
この衛星はさらに空気の抵抗を受ける高度300kmをまわります。
なんで、低い高度を飛ぶかというと地上に近い方がより地表の画像を明確にでき、その分衛星に積むセンサーが安いもので対応できるようになります。ちなみにグーグルマップも衛星画像ですが、一般的な解像度は15メートルといわれています。この低軌道での衛星が運用できるようになるともっと細かい解像度で地表をみることが可能になります。
今でも、解像度:1メートルとか50センチなんていうのもあるのですが、ありとあらゆる所が解像度30センチとかになると、ドローンを飛ばさずにリアルタイムで地表の状態を
確認できるようになるとまた、世の中の動きがかわりますね。
この低軌道では空気の抵抗が大きいので、そこを補うために、はやぶさでも使われたイオンエンジンで高度を保ってやってみようという試みです。イオンエンジンは液体燃料のものより10倍効率が良いので、燃料の消費が小さく、寿命が長持ちするのです。
将来につながる取り組みですが、もしかすると光学センサーの価格が民生化などの普及によりより高性能で安いものが出てくると、低軌道で衛星を周回させる必要がなくなることもあるかもしれません。(個人的な意見なので、この衛星にはもっと深い考えがあるかもしれませんが)
二つとも人の暮らしや生活を豊かにするための衛星。これが数年後、実を結び
身近に活用されるようになっていることが大切ですね。
GCOM
SLAT
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”こいぬ座のプロキオン”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。
(国立天文台 今日の星空より 12/14 21:00 東京の東方向の空)
↑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は新月直前!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。
ロケットの作り方 第4弾( ロケット燃料を詰め込んだ モータとは)
”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。
(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。
”なぜ、デコボコのままではいけないか?”
ゴムの上にはこれから解説するように繊維を巻いていきます。デコボコだったら
その繊維が波うってしまいます。波うってしまうときれいにならべることで強さがでる
繊維がバラバラになり強さがでなくなってしまうからです。できあがったものはその強さを検査するために、中に水をいれて水圧をかけて検査します。その時に、水が漏れたら大変ですね。ロケットとしては使えないものになってしまいます。
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。
(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。
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。
(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。
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。
(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。
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。
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。
白色矮星ではおおいぬ座のシリウスBという星があります。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Aです。その横で蒼く光っているのがシリウスBです。
その横に距離は地球からは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。
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。
(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ロケットで準天頂衛星”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)
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)
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で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)
(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)
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。
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!)
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。
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。