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日記

leiqunniの日記: 大気圏突入考〜助けてください、げ、減速できません。シャア少佐、助けてくださいー 18

日記 by leiqunni

ISSに向かうスペースシャトルは、真上(地表と垂直)に打ち上げられて、上空で方向を横向き(地表と平行)に変え、加速する。
ISSと同じ衛星軌道に乗るには、対地速度で秒速7.7km(時速(27,700km)を出さなきゃいけないからだ。
低軌道衛生に投入されるロケットの推進力は、上昇のためでなく加速のために使われる。

んで、スペースシャトルが地表に戻る場合、所謂「大気圏再突入」をすることになる。のだが。

スペースシャトルが地表に戻る場合、まずそんなけ速度を出してるんだから減速しなければならない。最終的に対地速度ゼロまでに。
ロケット噴かして加速したんだからロケット噴かして減速するのが筋なんだけど、帰りのスペースシャトルにはそんな推進剤は無い。

だから大気を利用して減速するのだ。

大気が薄い大気圏外(高度120kmくらい)では、機体が高速度なため大気が断熱圧縮されて高温になる。
言い方を変えれば速度を熱に変換して減速している。

大気圏突入時に高温に曝されるのは、物理現象とかでなく減速する燃料が無いからなのだ。

じゃあ減速する燃料があったらどうか。ロケットを噴射して衛生速度を減速、対地速度をゼロに近づければ、
スペースシャトルは重力に引かれ垂直方向に落下する。大気が濃くなる硬度から空力で滑空するか、

ファルコン9のようにロケット噴かし続けて垂直に着陸してもいい。
(ファルコン9は帰りの燃料として30%を残してるそう)

ちなみに低軌道衛星の破棄は、高度を落とし大気圏に突入させ燃やしてしまうのだけど、
静止衛星は対地速度がゼロなので、高度を落とすとそのまま落ちてくる。ので破棄は逆に高度上げる、とゆうか地球から距離を遠ざけてそのまま。

さて本題だ。ジオン軍はジャブロー攻略のため宇宙から地球に来て、地表に降りるのだ。燃料はいっぱい積んで来ればいい。
地表に降りるのに地球周回軌道に乗る必要は無いだろうから、静止衛星が高度を下げるように、地表に真っ直ぐ降りればいい。

ISSの高さからの自由落下の末端速度はマッハ5(ぐらい、確か)。空気抵抗あるからそれより少ない。
宇宙で戦ってたからMS-06Rだろう。なら、地表近くでスラスター全開すれば、無事に着陸できてたんではなかろうか。

#第25話「ミノフスキークラフトの真実!」
#この次も、サービスサービスぅ

この議論は賞味期限が切れたので、アーカイブ化されています。 新たにコメントを付けることはできません。
  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 12時40分 (#3794260)

    > 燃料はいっぱい積んで来ればいい。

    節約はしたいだろうけど

  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 13時10分 (#3794273)

    静止衛星は対地「角」速度がゼロなので、の間違いだと思う。

    • by Anonymous Coward

      leiqunni氏はきっと地球平面説信者で、
      衛星が高度を下げるためには角運動量を減らさないといけない
      ということを否定しているのだと思う。

  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 13時25分 (#3794287)

    あとは、速度を充分落としきるまで高度を保つ方法を考えるだけだ!

  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 13時30分 (#3794293)

    サランラップを巻けば平気な物を。

  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 14時26分 (#3794328)

    > 地表に降りるのに地球周回軌道に乗る必要は無いだろうから、静止衛星が高度を下げるように、地表に真っ直ぐ降りればいい。

    静止衛星は地球周回軌道上にあるんだから、話が違っている気がする。

    そもそも論として、流星とかはやぶさとか、地球周回軌道にないものが大気圏に突入して燃え尽きているでしょ。
    流星が大気圏で燃え尽きる場合、大気を利用して減速してるわけじゃないはずなんで。

    あと、地球大気は地球と同じスピードで自転してるんで系外から来た物体はそのスピードに合わせてやる必要がある。
    4万km÷24時間で時速1666㎞。西向きに突入するか東向きに突入するかで違いがある?

    • > 静止衛星は地球周回軌道上にあるんだから、話が違っている気がする。

      地球に降下するには必ずしも地球衛星軌道に乗る必要は無いことと、
      衛星軌道に乗ってるからこそ対地速度がゼロの静止衛星の話しを一緒に書いてしまいました。

      > そもそも論として、流星とかはやぶさとか、地球周回軌道にないものが大気圏に突入して燃え尽きているでしょ。
      > 流星が大気圏で燃え尽きる場合、大気を利用して減速してるわけじゃないはずなんで。

      はやぶさは惑星間軌道から直接12km/sの相対軌道速度で大気圏に突入させたそうです。

      > あと、地球大気は地球と同じスピードで自転してるんで系外から来た物体はそのスピードに合わせてやる必要がある。
      > 4万km÷24時間で時速1666㎞。西向きに突入するか東向きに突入するかで違いがある?

      空気の影響を受けるくらい大気密度があるところなら、空力使えるので。

      親コメント
  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 15時34分 (#3794401)

    高機動型は脚部の形状が異なるので一目でわかる
    MS-06Cの耐核装備を外したMS-06Fであろう

  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 16時40分 (#3794464)

    あさりよしとおのアステロイド・マイナーズを読んだ後だと、軌道速度を出しているシャトルやら人工衛星に追いついたり近づくことすら困難だということがわかってしまう
    とくに第2巻の「Mission 05 独裁者の幻想」を読んでしまうと、ガンダムとかああいうのが全部チャチなものに見えてきてしまう
    アニメとかが好きなら読んじゃダメだけど、それでも、それでも読んでおいた方がいいとも言える

    • by Anonymous Coward

      https://srad.jp/comment/3595194 [srad.jp]
      > ブライト「主砲の方にまわっていただけませんか?中尉」
      > スレッガー 「条件がある」
      > ブライト 「条件?」
      > スレッガー 「ホワイトベースを敵に向けてくれ。慣性飛行をしているからできるはずだと思うがな」

      > ブライト 「ホワイトベース、180度回頭」

      https://twitter.com/tarirari_ran/status/1247544921025679363 [twitter.com]
      「これ、割と最近気づいたん

  • by Anonymous Coward on 2020年04月09日 17時29分 (#3794509)

    対地速度で秒速7.7km(時速(27,700km)

    ここが根本的な間違い。必要なのは対地速度ではなく軌道速度です。静止衛星は対地速度はゼロだが、軌道速度で言えば3.1km/sで飛行しています。

    静止衛星は対地速度がゼロなので、高度を落とすとそのまま落ちてくる。

    上記の通りそもそも静止衛星も軌道速度はゼロではないですし、高度を落とせば位置エネルギーが運動エネルギーに変化しますから大気圏高度まで降りてくるころには7.7km/sになってます。

    軌道エレベーターはどうなのさ、って話になるかもしれませんが、あれは上り下りする間中ずっとワイヤーの張力でもって円軌道方向に加速・減速してあげてるわけで。

    • by Anonymous Coward

      いやいや、思い違いをしている
      対地速度であってる。静止軌道の話をしているわけではない。ちゃんと文章を読みましょう

      • by Anonymous Coward

        その返しを使っても相手の方が無知な時にしか効果はないぞ

      • by Anonymous Coward

        静止軌道でなくとも、衛星の軌道要素を決定するのは常に軌道速度です。
        対地速度は軌道角速度と主星の公転速度の差分から求められる値であり、衛星本体の角運動量を求められる値ではありません。

  • by Anonymous Coward on 2020年04月10日 5時52分 (#3794799)

    たまたま地球とかいう石っころがその向きにその速度でぐるぐる転げてるから
    たまたまその高度(=速度)で飛べば止まって見えるというただそれだけの理屈
    赤道上何万キロとか軌道半径何キロという数字に軌道力学上の意味は何も無い
    あまり難しく考えない方が良い

    軌道力学というのもあまり難しく考えなくて済むならそうした方がいい
    空気抵抗がないからニュートンの法則が厳密に適用されるだけのことだ

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アレゲはアレゲを呼ぶ -- ある傍観者

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