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ドラゴン
皆さんこんにちは
もう12月が目の前だというのに変に暖かくなると
季節感覚がズレてきます
先日野口聡一さんらを乗せたロケット「クルードラゴン（ドラゴン２）」が
無事地球から離陸し国際宇宙ステーション（ISS）のドッキングに成功しました。
野口聡一さんは2005年のスペースシャトル（ディスカバリー号）、
2009年のロシアのロケット（ソユーズ）、そして先日2020年11月16日に
アメリカの民間宇宙開発会社「スペースX」社によるロケット（ドラゴン２）
と3種類のロケットに登場した宇宙飛行士です。
今回の出発前にそれぞれのロケットを車に例えて解説してくれていました。
スペースシャトルは「広くてキャパのあるロケバス」、ソユーズは
「パワーが自慢のジープ」、そしてドラゴン２は「シュッとしたスポーツカー」
と仰っていました。
今までのロケットと比べてデザインもより流線形でカッコいいですよね。
新開発の宇宙服も身軽な感じで今までの完全防備のスーツより見た目が
薄い分、素人目には不安に感じる部分もあります。（笑）
さて、このスペースXのロケットですがとにかくカッコよくて
一番皆さんに知ってもらいたいのは両サイドにある補助ロケットが
自分で戻ってきて垂直着陸するんです。
垂直着陸の技術自体は結構昔からあるものの限られた筐体に帰還用の
エンジン制御とその燃料、これらを計算しながらロケット本体の
ペイロードバランスを見ないといけないので…とにかくすごいんです。
簡単に言えば軽自動車にトラックのエンジンを積むとして、更に
ハイブリッドシステムまで組み込むことを実現させると言えば
分かりやすいでしょうか？？
とにかく何でもくっつければできるというような簡単なものでは
ないということですね。こういった要素を上手く組み込みながらも
しかも大型のロケットを開発し人を運ぶという想像するだけで
興奮が止みません。
今後イーロンマスク氏は月への有人飛行を民間のロケットで成し遂げる
事を公で発表していて一時期話題になっていた元ZOZOTOWN社長の
前澤さんが登場することを表明していました。
昔、人類を月へ送るアポロ計画というのがありましたが当時の
開発予算が日本の国家予算に匹敵するものでそれなりの国民の理解
だけでは実現できなかったかなりの大技です。
なぜそんなにもコストが掛かるかというとロケットは車のように
燃料を単純に積んで遠くに行きたければそれだけ多くの燃料を
積めばいいというような単純なものではありません。国際宇宙ステーション
まで行くのと月まで行くのとでは運送に係るコストが莫大に異なります。
国際宇宙ステーションまで行くのは小さなアパートを建設するようなもので
月まで行くのはタワーマンションを建設するようなものでまるでコストが
違います。とにかく燃料を多く積めば積むほどロケットはどんどん肥大化
するという具合です。ただ、本当にこんな難しいことを民間でできるの
でしょうか？アメリカ人の野望は本当にすごいです。
ちなみに貼り付けているYOUTUBEの動画ですが、今回の野口さん搭乗する
ドラゴン２の発射映像です。発射後まもなく「MAXQ（マックスキュー）」
という言葉が出てきます。これはスピードと空気抵抗（正しくは密度）
の掛け算によってロケットにもたらす抵抗力（最大動圧点）Ｑを求める式です。
Ｑ ＝ １／２ × Ｐ × Ｖ × Ｖ
Ｐは流体密度、Ｖは相対速度を表しています。
一見難しいような式に見えますが高校物理の入門レベルの知識があれば
理解でき、具体的な数値を求めることも可能です。
言葉で説明すると最大動圧点（Ｑ）は空気の密度（Ｐ）（上空に行けば
行くほど密度は薄くなる）にロケットの速度（Ｖ）の２乗に2分の1を掛けた
ものです。発射前の地上では空気の密度が最大ですが速度が０なのでＱ＝０、
また、宇宙空間では速度は時速27000キロに達するものの空気がほとんど
０なのでやはりＱ＝０となります。一般的なロケットではこのＱ値が最大に
なる高度が１０～１５キロ程度で、この時にロケット本体に掛かる
空気の抵抗力が最大となりロケットに最も負荷が掛かる為、空中分解
しやすいタイミングとなるわけです。ここを越えるとだんだん圧は弱まって
いきます。こういうマメ知識を踏まえて動画を見ると面白さが倍増しますよ
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