ロケットの基礎知識【初心者講座～上級者講座】

青い空に向かって、音とともに昇っていく炎の矢であるロケットは、

宇宙輸送の1つとして有効なやり方です。

そしてロケットの打ち上げは、未知の世界である宇宙への憧れを思い起こしてくれます。

さらにロケットが宇宙まで飛んでいく原理は、

ニュートン力学の作用・反作用の法則が発揮しやすいです。

ちなみにニュートン力学は、物理学者として活動していたIsaac Newtonさん

（アイザック・ニュートンです）が運動の法則の基盤である力学の体系の事です。

ロケットの基礎知識について

ロケットは、推力を利用して移動する装置です。

大きな特徴は、作用・反作用の法則を利用した輸送機器です。

そして作用・反作用は、物体の作用が働く事によって逆向きに同じ力の反作用が働きます。

つまり、ロケットエンジンで燃料と推進剤（酸化剤です）を

燃焼させて放出する事で推力を得ています。

さらにロケットは、地球の重力を振り切って宇宙に到達する為には、

第2宇宙速度が必要です（ロケットの起動は、大きな推力が必要です）。

 

●アイザック・ニュートン…万有引力の法則（重力や引力です）、

ニュートン力学（動力学です）、微分積分学（解析学です）に貢献しました。

 

●作用・反作用法則…作用を及ぼす時に反作用も及ぼす法則です。

作用と反作用との大きさは等しく、逆向きで、直線方向に働きます。

 

●第2宇宙速度…地球の重力を振り切る為に必要な初速度です。

約11.2km/s（キロメートル毎秒です）です。

ちなみに第1宇宙速度は、約7.9km/sです。

 

●推進力…モノを前におし進める力です。

 

●固体燃料ロケット…個体の燃料を使用するロケットです。

別名は、固体ロケットです。

主に小型ロケットや大型ロケットの補助ロケットとして利用されています。

具体例はイプシロンロケットなどです。

 

●液体燃料ロケット…液体燃料を使用する液体ロケットです。

別名は、液体ロケットです。

推進剤（液体水素やケロシンなどです）と酸化剤（液体酸素や過酸化水素などです）を

燃焼室で混合して着火や燃焼させて事で推進力を得ています。

具体例はH-ⅡA/Bなどです。

ロケットの種類について

固体燃料ロケットは、製造や運用にかかるコストを比較的低く抑える事ができて

燃料の扱いも容易です。

しかし、燃焼が開始されると最後まで燃え続けるので推進力を制御する事が難しいです。

そして構造が、簡単で信頼性が高いです。

同じ大きさの液体ロケットと比較すると、大きな推進力が期待できます。

 

ガス圧式液体燃料ロケットは、エネルギーの効率が良いので

大型ロケットのエンジンに適しています。

そして、一旦停止したエンジンの再点火なども可能です。

固体ロケットと比較すると、制御が容易です。

しかし構造が複雑で小型化が難しく、

燃料の扱いも注意深くする必要があるので打ち上げるまでの準備も長い時間がかかります。

さらに、推力を調整できるので精密な軌道投入が可能です。

再点火が可能なので、本番前のエンジン燃焼試験が行えます。

ちなみに、ガス圧式（高圧ガスタンクがあります）と

タービン式（ポンプがあります）などがあります。