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宇宙空間からのメッセージ!?何を書きたい?」記事へのコメント

  • by morimon (23732) on 2005年11月08日 14時25分 (#828271) ホームページ
    ヒラヒラの紙でも、大気圏突入時には燃えるものなんですか?
    • by com32 (27045) on 2005年11月08日 15時11分 (#828306)
      燃えるでしょうね [sfo.jaxa.jp]

      運動エネルギーが空気の圧縮に使われるため、燃えるように思います。
      そもそも摩擦でなくて、断熱圧縮に近いものです(圧縮による発熱)
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      • by chocopa (14067) on 2005年11月08日 17時39分 (#828360)
        真空で沸点と融点が下がっている状態で、
        太陽光の類に晒されている時点で普通の紙だと
        危ないのではないでしょうか?
        地上でも炭の原料は83℃とかで炭化が始まるようです。
        紙も炭化して木ガスが抜けたら炭になりそうですね。
        http://www.ruralnet.or.jp/sumi/seitan/4seitan4.html

        人工衛星の寿命の一要因である太陽電池の劣化だけでなく
        構造体の金属も真空と太陽光の類で減耗したり
        放射脆化していくそうです。
        なかなか厳しい世界のようですね。
        親コメント
        • そういえば、衛星の中って真空なんでしょうか?
          紙に印刷するって、普通のプリンタじゃ用をなさなくなる可能性ってあるかも。
          #まさか日光写真で‥‥とか‥‥
      • by Anonymous Coward on 2005年11月08日 16時57分 (#828345)
        ヒラヒラの紙が、どれほど空気を圧縮できるのか疑問です。

        リンク先を読むと、ゆっくり落下し減速するならさほど高温にはならないようですので、 ヒラヒラの紙なら案外地表まで到達しそうに思います。

        だけどもし実験するなら、どうやって追跡すればいいんでしょう?(´д`;)
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        • by com32 (27045) on 2005年11月08日 20時05分 (#828412)
          まず軌道上のスピードが約 7.9 km/s(時速28000km) [wikipedia.org]です。これを初速とします。

          僕の宇宙船 帰還カプセル [cocolog-nifty.com]によれば、ゆっくり落下するためには揚抗比が1を大きく超えることが必要です。

          >「翼」には、進行方向と逆向きに働く抵抗力=「抗力」と、進行方向と垂直方向に働く「揚力」があり、揚抗比 = 揚力 ÷ 抗力
          >(ちなみに、航空機の揚抗比は高性能のグライダーでさえ数十のオーダ、スペースシャトルではおそらく一桁の値、カプセル型帰還機では1かそれ以下の程度である)

          単なるカードの場合は1以下です→落下。
          空気抵抗は120キロまでは地上の1億分の1以下、65キロあたりで1万分の1なので、ここまでは無視します。
          その後、65キロを切ると大気の影響は大きくなり、大気圏再突入時の発熱や減速Gが始まります。そのまま、十分な減速ができないまま、40キロを切ると、さらに大気が濃くなり、発熱や減速Gが最大になります。

          効率の良いスペースシャトルの地球周回軌道からの大気圏再突入の場合、最大約800kw/m2程度 [biglobe.ne.jp]を考えても揚抗比の低い「紙のカード」は燃えてしまうように思います。

          唯一考察できないのが
          > より精密な議論を行うために、高度hと速度vの関係を一次式で近似して、
          > h=αv+β
          > (但しαは単位速度変化に対する高度変化率、βは速度ゼロのときの到達高度)
          の部分で、質量の小さい紙が想像以上に「α」が大きい可能性です。
          この場合は燃えない可能性も考える必要がありそうです。
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          • by tada (5086) on 2005年11月08日 22時47分 (#828526)
            揚抗比はあまり関係なくて、弾道係数 [iat.jaxa.jp]が本質ですね。
            加熱される前にすぐ減速してしまうでしょう。
            所詮、紙切れの持つ運動エネルギー以上の加熱は出来ませんから。
            相当長い期間、大気圏を漂うことになると思います。
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          • カプセル型宇宙船等は姿勢制御を行いますが、
            紙は姿勢制御しながら大気圏に突入するわけではないので、
            揚力が発生することは殆どないのではと思うのですが…
          • > 空気抵抗は120キロまでは地上の1億分の1以下、65キロあたりで1万分の1なので、ここまでは無視します。

            カプセル型帰還機ほどの質量が有るならともかく、ヒラヒラの紙では無視できないのでは?
            高度65キロまで落下する間にも大きく減速されそうに思います。
            • by SteppingWind (2654) on 2005年11月08日 22時59分 (#828539)

              紙って重いですよ. 繊維間の隙間を含めても比重0.6. 真空中ならセルロース結晶の比重1.5で取り扱った方が良いですから, 氷を主成分とする彗星なんかよりもずっと重いことになります.

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            • 紙の形にだまされてるんじゃない?
              空力は質量断面積比で決まるから、紙の落下は紙の厚さと同じ 0.1 mm 弱の微粒子落下と同等だよ。
          • >効率の良いスペースシャトルの地球周回軌道からの大気圏再突入
            >の場合、最大約800kw/m2程度を考えても

            紙とシャトルの大気中での終末速度が同じなら比較になるんでしょ
            うけどね... :-P

            あなたの話はシャトルと"シャトルと同程度のサイズのアルミの平
            板"を比較しているように見えます。
        • 住所と名前を書いといて、拾った人に送ってもらいましょう。
          ついでに花の種でも添付して。
    • by Anonymous Coward on 2005年11月08日 15時08分 (#828304)
      宇宙空間、つまり空気抵抗の無い高度ではヒラヒラの紙でも地球の重力による加速に素直に反応してくれるはず。つまり、大気圏に突入するころには終末速度で下降しているはずで、そうすると空気抵抗による減速より先に摩擦熱で燃え尽きそう。
      親コメント
      • なるほど。
        考えてみればそうですよね。
        「ヒラヒラ」戦法で燃えずに降りられるのなら、
        スペースシャトルだって、最初からパラシュートで
        突入しますよね。
        親コメント
      • もしかして、軌道上で周回速度ゼロになるよう射出するとでも思ってる?
      • >宇宙空間、つまり空気抵抗の無い高度ではヒラヒラの紙でも地球の重力による加速に素直に反応してくれるはず。
        >つまり、大気圏に突入するころには終末速度で下降しているはずで

        「空気抵抗の無い高度で」どうやって終末速度に達するのかと小一時間・・・
    • by SANITY (27416) on 2005年11月08日 15時36分 (#828315) 日記
      落ちてしまう紙もでてくるんじゃないかなぁ、なんて…
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    • 発熱するほどの抵抗があれば
      燃える前に減速してしまいそうな気がしますね。
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      • by SteppingWind (2654) on 2005年11月08日 22時47分 (#828528)

        音速より遅ければ減速できますが, 超音速で突っ込むので減速によって生じた熱(これも一種の音です)の伝達が間に合わず, 全て紙(正確には紙の近傍)に溜まっちゃいます.

        すなわち高温になる原因は熱が発生することではなく, 発生した熱が逃げないことなのです.

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    • 「平成教育委員会」の物理の時間に実験してもらえば答えはでますね。

      #パトロンはもちろん宇宙ビジネス大好きな太鼓腹のあの人で…
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    • 大気圏のあのあたりを「熱圏」といいます。温度は資料を探してみてもらえればいろいろありますが(理科年表など)、空気抵抗でなく炎上しそうです。

      # 放出した瞬間に燃える気もする。
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      • > 大気圏のあのあたりを「熱圏」といいます。温度は資料を探してみてもらえればいろいろありますが(理科年表など)、空気抵抗でなく炎上しそうです。

        ちゃいます。

        『熱圏』は気圧が低いため、空気の分子の運動量が非常に大きいことから、空気の分子の運動が高熱に相当する、というだけでそこに温度計を持ってったら何百度になるというものではありません。

        なので、

        > # 放出した瞬間に燃える気もする。

        はありえません。
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        • 紙の組成分子の運動量は増えないのですか?
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          • > 紙の組成分子の運動量は増えないのですか?

            当然わずかながらは増えるでしょうが、分子自体の密度が極端に少ないため、地表付近のように雰囲気のもつ熱エネルギーがものに伝わるような訳には行きません。

            大気上層部での現象を考えるときに地表と同じような体感的な物理現象を期待してはいけません。

            実際のところ紙の温度がどうなるかはモデルもないでしょうから正確には判りませんが、熱の収支としてはほぼ真空に近いような密度の大気分子からもらう熱エネルギーは放射してしまうかも知れません。
            でも、実際にはそれよりも太陽に晒されたとき、波長の短い高エネルギーの太陽のエネルギー放射を受けての温度上昇とかの方が遥かに影響が大きい気がします。
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    • 吹けば飛ぶような砂粒でも

      と思ったけど、流星と比べて位置エネルギー運動エネルギーとも格段に低い気もしますね。
      実際のとこどうなんでしょうおしえて偉いひと!!
    • 大気層に触れたとたんに運動量をうしなって、ひらひら落ちてくるような気がする。

アレゲはアレゲ以上のなにものでもなさげ -- アレゲ研究家

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