ロケットを垂直に飛ばす理由とは?飛行機では宇宙に行けないの?

更新日:6月16日

ロケットと言われると、子供のころから見慣れている先端が尖った垂直の筒形で、上空にまっすぐ飛ばして打ち上げるもの。というのが常識となっていますよね。

でも...。

いったいどうしてロケットは全てあの形なんでしょうか?

どうして垂直に飛ばして打ち上げるのでしょうか?

アニメのように飛行機で宇宙にそのまま行くことはできないのでしょうか?

そこで今回はロケットについていろいろと調べてみました!


すると、実はロケットにはその全てに驚くべき理由があったのです!

今回はロケットの謎について詳しく解説します!


どうしてロケットは垂直に飛ばして打ち上げるの?斜めじゃダメなの?

まずロケットが宇宙に行くためには、軌道に乗せるために音速の20倍である秒速6.8kmのす速度にする必要があるそうです。 ただし、この速度で大気圏内に長時間いると機体が燃え尽きてしまうので、大気圏を最短の時間で抜ける必要があるのです。 よって、垂直に飛ばす方が最も短時間で済むのです。 また、宇宙に行くまでの燃料が膨大であるため、ロケットの機体は重量がとても重くなります。 そのため、機体を軽量化するために燃料がなくなると燃料タンクを切り離す、多段階式の構造が最も適しているのですが、機体を斜めに打ち上げてしまうと、このタンクの接合部分が折れてしまう可能性があるので、垂直に打ち上げることが最も安全なのです。 よって、ロケットは垂直に飛ばして打ち上げる方法が最も効率がよいのです。


アニメや映画のように飛行機タイプの機体で斜めに飛んで宇宙まで行こうとすると、大気圏で燃え尽きてしまう可能性が高いということですね...。



打ち上げ時とか飛んでいるときに、少しでも傾いたら危険なのでは?

ロケットのように巨大で重量のあるものを垂直に飛ばし続けさせることは決して簡単なことではなく、少しでも傾けば大きな事故に繋がります。

過去には悲惨な事故が何度も発生しています...。 ですが現在のロケットにはジャイロスコープ(物体の回転角度や角加速度を検出する計測器)がついています!

機体が少しでも傾いたら、ジャイロスコープが即座に検知してロケットの噴射口の角度を瞬時に調整し、まっすぐ飛ぶことができるのです! また、スマホのジャイロスコープはこのロケットの技術から搭載されたものだとも言われています。


宇宙エレベーターをつくったほうが早いのでは?

ロケットを飛ばすには大量の燃料や機材、時間がかかり膨大な費用が発生します。

よって、ロケットを毎回飛ばすのではなくて地上から宇宙まで届く宇宙エレベーターを早くつくるべき。との意見も多くあります。 ただし、宇宙エレベーターをつくることはとても難しく、現在の技術を持ってしても課題はまだまだ山積みです。 まず、我々は体感はしていないので感じないですが、地球は時速約1700kmで自転しています。


よって、宇宙まで伸びるエレベーターをつくるには、地球の重力で下へ引っ張られる力と、地球の自転による遠心力で地球の外側に飛び出そうとする力が一致して、お互いの力が釣り合う長さにしなければなりません。 その長さはなんと約10万kmも必要になるのです。 とてつもない長さですね...。 さらに宇宙エレベーターをつくるには、宇宙エレベーターの中心地点となる軌道上から、常に上下につり合った長さの状態で作らなくてはいけません。 つまり、地上から積み上げて作るのではなく、軌道上から地球側と地球の外側に上下均等に作っていかなければいけないのです。

もちろん​この長さですから、それに耐えられるほどの強度を持つ素材が必要です。

簡単に言えば、ビルなどに使用している鉄骨の素材では強度が全然足りないのです。

また、毎回ロケットで資材を軌道上の中間地点まで運び、10万kmの長さの宇宙エレベーターを作るのに、いったい何回ロケットを打ち上げなくてはいけないのでしょうか…。 これらを考えただけでも、宇宙エレベーターをつくるのがいかに難しいかがわかりますね。

宇宙エレベーターはまだまだ夢の夢の話なのです。



まとめ

いかがだったでしょうか。 これでロケットが何故あの機体の形で、垂直に飛ばすのかがわかっていただけたかと思います! ロケットの機体を宇宙に飛ばすには、短時間で宇宙まで飛ばさなくてはならないこと

そのため、機体を少しでも軽くしなくてはいけないのです。 よって、現在の技術では機体はあのロケット型で、且つ垂直に飛ばすことが最も効率がよいのです! ​​ また、宇宙エレベーターは地上から積み上げるのではなく、宇宙上から吊り下げながら作成するので建設材料を毎回宇宙に運ぶことになります。 それを考えただけでも、まだまだ実現は難しいことがわかるかと思います。 ただ他にも大きな問題があります。 それは、秒速3kmもの速さで地球を周回している5兆8000億個を超えるスペースデブリ(故障した人工衛星などの破片等)です。

スペースデブリはどんなに小さい破片でも、秒速3kmという凄まじい速さなので衝突すれば鉄にも簡単に穴が開いてしまいます。

よって、このスペースデブリを何とか取り除かないと、例え宇宙エレベーターが出来たとしてもすべて破壊されてしまう可能性があるのです...。


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ナオト

WEBディレクター┃東京生まれ┃大人の人生を楽しく豊かにするために役立つ情報をお届けしていきます!

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