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13742022 journal
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masakunの日記: ソユーズ宇宙船、打ち上げ失敗。宇宙飛行士は無事 47

日記 by masakun
11日カザフスタンにあるバイコヌール宇宙基地より打ち上げられたソユーズ宇宙船が直後にエンジントラブルを起こし、搭乗していた宇宙飛行士二人が緊急脱出する事態となった(時事ドットコム)。

記事によると、打ち上げ約2分後に2段目のエンジンが停止するトラブルが発生した。そのため国際宇宙ステーションの交代要員として乗り込んでいた米ロの宇宙飛行士は乗っていたカプセルをロケットから切り離し、備えられていたパラシュートでカザフスタンの草原地帯に着地したとのこと。宇宙開発評論家の鳥嶋真也氏のツイートによると、今回のようなソユーズ宇宙船の緊急脱出は1975年の「ソユーズ18a」以来の出来事だそうだ。

今回の事故を受けてロシア政府のボリソフ副首相の「安全を確保するため、事故の原因がわかるまでソユーズの有人飛行は中止する」と発表したが、国際宇宙ステーションにいるクルーは12月に帰還予定のため、原因究明が伸びた場合、国際宇宙ステーションがしばらく無人になる可能性もあるらしい(鳥嶋真也氏のツイート2)。

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。
  • 安全設計 (スコア:4, 参考になる)

    by tamaco (19059) on 2018年10月12日 18時46分 (#3496763)

    安全設計に関しても素晴らしいロケットのようですね。
    動いているロケットから脱出できるように引きはがす能力や、大気圏内では空気の圧縮などにも逆らって脱出しなければならないので、思ったより大変そうです。

    大貫剛氏のツイート [twitter.com]によれば、

    ソユーズ宇宙船は「だんご3兄弟」のように3つのモジュールからなっており、真ん中が宇宙飛行士が乗る帰還カプセル。打ち上げ途中で問題が起きた場合、先端に取り付けられた脱出ロケットが、1個目の軌道モジュール(トイレなどがある)と帰還カプセルの2つを、ロケットの前へ引っぺがすように分離する。

    一般に「ロケットからの脱出は、停止不可能な固体ロケットでは不可能」とも言われるが、実際には液体ロケットでもエンジン停止を待たずに脱出するようだ。また仮にエンジン停止しても、大気圏内ではロケット先端の空気抵抗は大きく、ロケット推進力以上の空気抵抗に逆らえる脱出ロケットが必要。

    逆に言うと大気圏外に出れば、脱出用の強力なロケットを使わなくても脱出は可能になるので、有人宇宙船は大気圏外に出ると脱出ロケットを分離する。無人ロケットのフェアリング分離と同じような感じで、不要な重量を捨てる。

    現状で有人宇宙船は、旅客機のように「破局的な異常でなければ、そのままの姿で飛行場に着陸する」ということを目標にできる技術レベルにはない。「ヤバいと思ったら脱出し、死なないように何とかする」のが精いっぱい。ソユーズ宇宙船は後者を目指した、完成度の高い宇宙船。

    今回の脱出は脱出用ロケット分離後だったのではという話も。一連のTweetで書いたように、脱出用ロケットの一番の目的は「空気抵抗に逆らって、宇宙船をロケットの前へ引きはがす」ことなので、空気抵抗がなくなれば宇宙船自身のエンジンで分離することができる。

  • by saratoga (23467) on 2018年10月12日 7時39分 (#3496400) 日記

    ウクライナ事情が絡んでたら根が深そう。杞憂ならいいんだけど。

    • Re:原因は? (スコア:3, 参考になる)

      by Artane. (1042) on 2018年10月12日 21時19分 (#3496842) ホームページ 日記

      ソ連崩壊で、熟練技術者の技術継承に失敗してるんですよね。

      https://www.jst.go.jp/crds/report/report10/RU20170426_1.html#sec1-6 [jst.go.jp]
      (6)頻発する打ち上げ失敗とその要因

       このように、ロシアの宇宙開発の前途は明るくその扉を開いているかに見えるが、ここに暗い影を落としてきたのが頻発するロケット打ち上げの失敗である。世界的にもロシア製ロケットに対する関心が高まっていた2010年12月以降の2年半強で、10回も打ち上げに失敗している。

       これら一連のロケットの打ち上げ失敗の原因は、概ね単純な人的ミスであるとされており、30歳~40歳代の技術者の年齢層が薄い宇宙産業界において技術継承がしっかりとなされていない結果であるとの声が関係者や専門家から異口同音に聞かれた。これも1990年代のソ連崩壊による社会混乱によって生じた頭脳流出のためであろうか。

       さらに、宇宙関係者の給与アップなどについて政府レベルで言及はされているものの、政府関係者からは優秀な理系人材が給与の高い金融機関に流れてしまっているとの声も聞かれた。

       当初は、ロケット製造企業幹部の交代、さらに連邦宇宙庁の長官の更迭といった人事による対応であったが、失敗が重なるにつれて、連邦宇宙庁および宇宙産業の再編が政府内で検討されることになった。

      ソ連崩壊で、米国企業などに軍事や航空宇宙の技術者や科学者が大挙して流出した上に、ウクライナやグルジアとの紛争で、もともと旧ソ連国内で分散して部品調達してきたのが破綻してますからね…。
      その後航空宇宙産業や軍需産業を立て直すのに20年近く費やしてる。

      # 新世代のロケットの実用化に前のめりなのも、ここらへんが関係してるのでしょうね。

      --
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    • by Anonymous Coward

      カザフで打ち上げたロシアのロケットになんでウクライナが関係あるんだ?

      • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 19時39分 (#3496801)

        部品の一部をウクライナ製で賄ってたので、関係が険悪になってからはソユーズの一部シリーズが打ち切られたりロシア製に部品が置き換わったりしている

        信頼性が変わってたら失敗率も変わるだろう

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  • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 10時25分 (#3496475)

    朝のニュースでちらっと聞いた限りでは、
    一段目の切り離し後に二段目に追突したのか、二段目の点火に失敗して飛行中止、脱出。
    という流れのように聞こえた。
    一段目分離の高度から生還できるロシア製は素晴らしい。

    • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 14時47分 (#3496601)

      ソユーズの打ち上げ脱出システム(LES)は打ち上げ中のどのフェーズからでも離脱可能と聞いたことがあります。

      https://ja.m.wikipedia.org/wiki/ [wikipedia.org]ソユーズT-10-1
      ↑以前はLESで脱出した唯一の前例と言われていましたが・・・ソユーズの信頼性を誇るべきか、ロシア宇宙開発の凋落を嘆くべきか・・・

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    • by Anonymous Coward

      ソユーズロケットを含むソ連R-7系ロケットの一段目二段目とは何だろう?
      ここをはっきりしておかないと、報道が曲解されたり議論が噛み合わない可能性がある。

      • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 15時42分 (#3496641)

        周囲の4本のブースターが一段目、中央の1本が二段目ですね。
        でも、二段目が最初から点火されてるから、これを一段目とみなし、周囲をブースターだと主張する考えもあった。
        しかし、ロシア当局がブースターが一段目、中央が二段目と称しているのだから、そっちが正しいね。

        ってわけで、スレ元の
        >一段目の切り離し後に二段目に追突したのか、二段目の点火に失敗して飛行中止、脱出。
        というのはロシアの言うところの一段目二段目だとすると、ちょっとありそうにない。
        というのも、二段目は元から点火してるから点火失敗は無いし、追突も常識的には無い。(一段目が脱落していく方式なので。)
        二段目と三段目の話ならあり得るけど、点火確認してから切り離す方式だった気がするので、これも違うんじゃないのかな。

        まぁ情報錯綜してたってことで憶測情報だったんだろうねぇ。

        親コメント
    • by Anonymous Coward

      >一段目分離の高度から生還できるロシア製は素晴らしい。
      パラシュートは高い所から下りる方が簡単で、むしろ低い高度の方が辛いのでは?

      高度が高すぎると空気が薄くなって乗ってるパイロット的には辛いけど、
      宇宙飛行士なら宇宙服着ているし、真空でも平気でしょ。

      • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 15時46分 (#3496643)

        >パラシュートは高い所から下りる方が簡単で、むしろ低い高度の方が辛いのでは?

        まあ、そのためのLES(Launch Escape System) [wikipedia.org]ですから。
        パラシュートが使える高度まで固体ロケットで飛ばすんですよね。
        (ロケット本体の爆発に巻き込まれないように距離を取る目的もある)

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      • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 15時42分 (#3496642)

        >高度が高すぎると空気が薄くなって乗ってるパイロット的には辛いけど、
        >宇宙飛行士なら宇宙服着ているし、真空でも平気でしょ。
        ソユーズ11号の事故は無駄ではなかったな…

        親コメント
      • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 15時49分 (#3496648)

        カプセルごと切り離してカプセルのパラシュートで降りてくる方式ですよ。そしてカプセルのまま着陸。
        飛行士が機外に射出されるなんていう野蛮な方式は、ジェミニやボストークなどの宇宙開発黎明期にしか無いよ。

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      • by Anonymous Coward

        第1段第2段分離付近は燃料が尽きて機体は軽く、ロケットエンジンはスロットル下限が高いせいで加速度も重く、気圧は影響しないと言えるほど低くもなく、飛行中のロケットから離れるのが一番難しい領域なんだよ。

        乗員にとっては何が起ころうが自動で宇宙船全体がコアファイターのように離脱するから動かなくて良いし、どうせ荷重があって棒でボタンをつつくとか計器を目で見るくらいしかできることもない。

    • by Anonymous Coward

      ちゃんと帰還できている点で、やはりロシア製は手堅い

  • おふとぴ (スコア:1, 興味深い)

    by Anonymous Coward on 2018年10月12日 17時39分 (#3496721)

    以前に、再突入の角度が浅すぎると大気に弾かれて地球に帰れなくなるという話を聞いて、ずっとそうなんだーと思っていたんですよ。
    で、最近になって、再突入するってことは軌道速度を割り込んでるんだから弾かれてもそのうち落ちてくるから帰れないってことはない。
    軌道速度を割り込んだ状態から帰れなくなるほど安定した高度が取れるんなら燃料節約できるってことでみんなやってる。
    と指摘されて愕然とした。

    • Re:おふとぴ (スコア:5, 参考になる)

      by Anonymous Coward on 2018年10月12日 19時27分 (#3496789)

      地球に(安全に)帰れなくなる、が正しい。
      安全じゃ無い方法になる、ってことですねぇ。

      具体的には、揚力突入できずに弾道突入になって、高Gや高温に晒されることになる。

      ソユーズやアポロのカプセルは完全な球形ではなくて、底が平たい。
      この平たい面を傾けて大気に突入すると、揚力が得られます。
      揚力が得られると、ゆっくり時間を掛けて大気圏を降りてくることができる。Gや温度も抑えられます。

      ところが、この揚力突入ができる角度ってのが限られている。
      角度が浅くても深くても駄目です。
      その場合、「弾道突入」ってやり方になる。揚力が出ないようにして、高G高温気にせずにとにかく着陸することを目指す。
      緊急時モードですがもちろん最初から設計しているので、中の人が死ぬことは無いんですが、怪我することはある。
      実際、ISSからの帰還時に弾道突入モードになるプチ事故が希にあって、飛行士が怪我したこともあります。

      今回の非常脱出も、弾道突入モードで帰還したみたいですね。

      ちなみに、サイヤ人のカプセルは球形なので、弾道突入専用です。まぁ、連中はGなんか気にしないでしょうけど。

      親コメント
      • by Anonymous Coward

        真面目な解説にしっかりドラゴンボールのようなネタをブチ込んでくる様は実にアレゲでよろしい。

      • by Anonymous Coward

        "参考になる" 付いてるけど、弾道突入になって高G高温に曝されることになるのは進入角度が深すぎる場合の話。

        浅すぎる場合は地表に落下してこないですよ。

        • by Anonymous Coward

          浅すぎる場合も問題あったように思うんだよな。落ちてこないのではなくて。
          大気で減速してるんだから地表に落ちては来るのだ。(地球周回軌道を想定)

          再突入の時間が長くなることで熱問題が出るんだったかな。
          大気で一度弾かれたあと急角度で突っ込むという話もあったかも。(←これは怪しい…。)
          ちょっと覚えてないんだけどね…。

          機体の設計や状況にも寄るとは思うのだけど、正常でないパターンで下りてくる場合は安全性が落ちるのは当たり前の話だね。

          • by Anonymous Coward

            #3496870のACです。

            浅すぎて一度飛び出したあとで再び落ちてくるのって、このページ [quantumhertz.com]の "'skips' on re-entry" のパターンだと思います。

            そのサイトによれば、
            ・着陸予定地と全く違う場所に落ちてくる
            ・一度目の突入で(本番ほどでないとはいえ)熱に曝された熱シールドが、二度目の突入で再度本格的に熱に曝されることになり、トータルでは熱に曝される時間が長くなるので、熱シールドが不具合を起こす危険が高まる
            という問題があるようですね。

            • by Anonymous Coward

              ごめんなさい、ちょっと間違えました。着陸地がズレるとか、熱シールドの使用時間が延びるので耐久性の問題が生じるとかは "Too shallow re-entry angle" に対応する説明ですね。これは大気圏外に飛び出ないまでも、進入角度が浅すぎてより長時間大気圏内を飛行する場合の話のようです。

              さらに浅すぎる場合は一旦飛び出してから再び大気圏に突入する('skips' on re-entry)と書かれていますが、これに対する問題は特に記述されてないですね。少なくとも上記と同じ問題が生じることは間違いないと思いますが。

    • by Anonymous Coward

      あの記事一理あるなぁとは思い楽しく読みましたが、あれって本当なんですかね?
      ソースないから根拠レスのエッセイなんじゃないかという疑いを持ってしまう

    • by Anonymous Coward

      軌道速度を割り込んで無くても大気圏に突入はできるでしょ、地球に向かって飛べばいいんだから
      また、大気圏で抵抗を利用して減速ってのはあり得ないことはない
      その上で元々が第2宇宙速度を超えていれば弾かれた後飛んで行って戻ってこれないことも可能

      しかしこんなのは惑星間航行とかの話であって、
      低軌道からホーマン軌道使ってとかだとあり得ないですね

      弾かれた結果時間がかかり、酸素等が足りなくなって「生きて帰れない」はあるかも

      • by Anonymous Coward

        アポロ計画の説明に、月からの帰還の図で「大気圏で弾かれて」とあったのを思い出します。月くらい遠くから落ちてくるんだから第二宇宙速度を想定していたのでは?

    • by Anonymous Coward

      地球を周回する軌道からの帰還なら、そのうち落ちてくるのは正しいと思います。
      ただ、以下の場合は戻ってこれないかも?

      ・他の惑星からの帰還
      ・運悪くスイングバイっぽい軌道になってしまい加速してサヨナラ(地球周回軌道からでもできるのだろうか?)

      • by Anonymous Coward

        スイングバイ的な軌道で加速して第2宇宙速度を越えるということは、
        元から第2宇宙速度に近い速度だったということで、始めから
        地球の重力圏を脱出するつもりじゃないと出せないスピードでは?

      • by Anonymous Coward

        地球の周回軌道からスイングバイができるなら人工衛星は皆んな宇宙の彼方に飛んで行ってしまうな。

        通常は公転する地球の後ろ側で加速できても前にきたときに同じだけ減速して±0になるだろう。

    • by Anonymous Coward

      「帰ってこれない」は現実的な時間内に、とか適切な速度以下で、とかの話でしょう。
      別に加速されるわけじゃないんだから。

      で、速度がそこそこ低くても、変な楕円軌道になっちゃったら「いつかは帰ってくる、ただそれは結構先」になっちゃうわけで、ヒトが乗ってるなら事実上帰れないと言っても過言では無い。

    • by Anonymous Coward

      このページ [quantumhertz.com]の、"Spacecraft ‘bounces off.’" と書かれた図が参考になると思いますが…

      要するに突入角度が浅すぎると大気での減速が十分働く前にふたたび勢いで大気圏外に飛び出てしまうってことです。地球丸いので。

      これを地表基準で見ると一旦高度が下がってきたものが再び上がっていくように見えるので「はじき返された」ように見えますが、実のところ近地点が大気圏内にある楕円軌道なだけですし、大気で減速された分確実に

    • by Anonymous Coward

      その認識にはいくつかの勘違いがあるだけで、大気に弾かれて帰れなくなることはあるから
      別に何も間違っていないし愕然とする必要もない。

      まずそもそもとして、落ちる=帰れるではない。詳しくは他の人がもう書いてるが、
      大気に弾かれたあと、うまく減速しながら降りられる軌道へ修正できないと生きて
      帰れなくなる可能性は普通にある。

      また、再突入する=軌道速度を割り込んでいる、というのも違う。通常、再突入する場合には、
      まず軌道を降下方向へ変えるのであって、減速は軌道変更のために最低限必要な分だけしかしない。
      なんで最低限になるかといえば、燃料を軌道まで持っていくコストが高いからだ。
      結果、主要な減速要因は高度が下がることで増大する空気抵抗になる。空気抵抗がかかるまでは、
      高度を下げることで位置エネルギーが変換されるため、速度はむしろ上がる。

  • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 15時47分 (#3496644)

    マスコットがぶら下がっていたり、タブレットを何かの資料を読むのに使っていたりと、わりと緩いのね。
    打ち上げ時はすべてのものは固定されていて、勝手に動き出したりしないようになっているのかと思っていた。

    無事に脱出できたのは何よりだ。

    • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 16時08分 (#3496663)

      あのマスコットは無重力インジケーターと言う、ソユーズ打ち上げの伝統らしいです。船長が選ぶんだとか。

      親コメント
      • by Anonymous Coward on 2018年10月12日 17時56分 (#3496738)

        ライブの中継映像やら映像記録を通しで眺めると判りますが
        エンジンの噴射で推力が掛かってる間はGによって引っ張られ
        噴射が終わると無重力状態になって漂う動作をするので
        宇宙船の状況を一目瞭然に伝えることが出来る
        ロシア宇宙開発史における偉大な発明のひとつですな

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      • Re:コクピットの様子が (スコア:2, おもしろおかしい)

        by Anonymous Coward on 2018年10月12日 21時24分 (#3496844)

        「一方ロシアは」案件ですかね

        親コメント
    • by Anonymous Coward

      宇宙飛行はとにかくジンクスが多い。JPLの投入成功を祈る願掛けピーナツとかな。計器は故障するし、ぬいぐるみと豆腐に頭ぶつけて死ぬやつはいない…

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吾輩はリファレンスである。名前はまだ無い -- perlの中の人

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