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2chなんかでは、着陸脚が耐熱パネルを貫く形になってしまうのが、技術的に難しかったんではみたいな分析がされてました。SpaceXは将来の新型宇宙船での垂直着陸は諦めて無いみたいですが、どうやって解決していくのか気になります。
足、必要なの？
重量バランス的にコケるとも思えないし、ダルマのように立てるんじゃないか？耐熱シールドがタイルだと破損するだろうけど、アブレーターならどうせ作り直しなんだし。タイルだったとしても、毎回張り直しちゃった方が結果的に安い気もするしなぁ…。
まぁ、火星や月に着陸してから離陸して地球にそのまま帰還、って方法は無理になるけどね。耐熱シールド部分だけモジュールにして軌道上で交換するのも手かな。
不要なのは耐熱パネルの方かと。火星の大気は薄いから、高速で突入しても大した熱量にならない。表面温度こそ二千度位になる様だが、多分薄皮一枚で止まるんだろう。それに、自由落下に任せると、とんでもなく高いGが内部に掛かるから、まず速度を落とさないと中の人が耐えれなくなる。（探査機じゃなく有人だからね）火星が目標なら、耐熱パネルの方が飾りで、着陸の衝撃を和らげる足が中の人を守る主役になる。
でも、地球だと状況がまるで逆。分厚い大気の熱量がドンドン耐熱パネル内部を加熱する。再突入体の設計はヤバイ温度域を如何に短時間で抜けるかに掛かってる。で、パラシュートを開けば、足無しで落下しても大した衝撃にならない程度まで速度を落とせる。火星用の設計で地球に降下させるってのが無理な発想かと。
いわゆる大気圏突入で熱が発生するというのはですね、別にドアをくぐるように出入りする時に熱が加わる訳ではないんですよ。あれは運動エネルギーと位置エネルギーを熱エネルギーに変換することで宇宙機から放出する仕組みなんです。熱が発生しないんじゃ減速ができません。
どうしても熱がいやだというなら、例えば燃料をたっぷり持って行って軌道速度から自転速度まで逆噴射で減速すれば発生しません。どうしても重量がいやだというなら、例えば分厚い断熱板を持って行ってその差分の熱量を大気にぶつけてしまえば燃料は不要です。
トータルの重量で見れば、使い捨ての断熱シールドが一番有利です。不可逆な熱過程は可逆より多くのエネルギーを吸収しますし、大気を捨て先として使えれば反動質量を持っている必要がありません。ただし、降りる先に大気が必要です。例えば月には大気がありませんから、アポロ宇宙船は月軌道から地表までの減速をすべて逆噴射でこなしていました。火星探査機は普通、火星を直撃する軌道を取って大気で一気に減速することで、減速に必要な燃料を省略します。重力が少ないからちょっとの燃料で済むわけではなくて、その前に大気をクッションに使って熱として放出しているから、殺しきれない分しか必要ではないだけなんですよ。それでも大気が希薄なために音速を超えるようですが。
あの大気圏突入時の高温って、摩擦熱じゃなく圧縮熱 [iss.jaxa.jp]というから、じゃあ、摩擦と関係ないような、ｼｭｯとした先端にしたら･･･
結局、位置エネルギーと運動エネルギーを捨てることかできないから･･･そのままの速度で地面に衝突!!
もちろんそれを逆噴射でによって捨てることもできるんだろうけど、どこぞのコメントにあるようにそのための燃料を打ち上げ時から帰還するまで後生大事にかかえておかなければならないという、つまり打ち上げ時にはただの重りにしかならない減速用の燃料を持ち上げるための巨大なロケットが必要となると。
うーん、無駄かもしれないが、見てみたいなあ･･･
# サターンVをソユーズみたいにたぱねてブースターに使うのだ!! (えー
ｼｭｯとした先端になっているのは、弾道ミサイルですな。目標都市の上空まで飛び込めればなんでもよいし、速度が速ければ迎撃しにくくて好都合ですから、先端はわずかに丸めるか耐熱キャップをかぶせるかして最低限の減速で突っ込むようになってます。
でも奥様? 最近の流行は多弾頭化ｻﾞﾏｽわよ? それも全部核にしないでいつぞやのブライト艦長みたいにダミーを混ぜてSM-3やらTHAADやらをかいくぐるのが目標らしいｻﾞﾏｽわよ?
# 日本だとキャップの絞り加工は匠の技だそうだが、むこうはどうやって作ってるんだろうなー 一時期何万発もあったんだよね。もう大量生産だよね。
シュッとした先端というか、急減速させない方法ってのも検討はされてますね。
揚力突入なんだけど、普通に考えるのとは逆向き、つまり背面飛行で逆方向の揚力を得る＝惑星への引力を強める方向で突入し、惑星を脱出しないよう調整しながら長距離・長時間飛行。例えば惑星半周とか。ゆっくり減速するので低G・低発熱で済む。
揚力突入自体はカプセル型でも可能なので(ソユーズもやってます)、気象観測と精度に自信があるなら今でもできる方法なんですけど、しくじったら惑星空間にサヨナラなんでちょっと難易度高い。ただ、火星に大量に小型探査機を送れる時代がそろそろ来そうな気もするので、どこかでチャレンジするんじゃないかな。
ゆっくり時間かけて落ちてくればあんなに熱持つことないんじゃね?って思ったらちゃんとそういうのあるんですね、しかもソユーズの帰還カプセルがそうだったとは!!
通常の大気圏突入→耐えろ。そのために丈夫に造った。重力に身を任せ、ひたらす耐えるんだ!!
揚力突入→いろいろと制御が難しいけど、ゆっくりしていってね(ﾟ∀ﾟ)!
こんな感じでしょうか? (汗
大気圏突入で問題なのは、断熱圧縮された空気が発する輻射熱みたいです。減速に必要なのはエネルギーじゃなく運動量なので、もし大気を粒子状に反射出来れば発熱無しに減速可能になります。実際、航空機は摩擦じゃなく空気を押し下げて飛んでますね。誘導効力は押し下げた大気の運動エネルギーで、これは空気の量を増やす（＝翼幅を広げる）事で減らせます。火星みたいに大気が薄い場合はどうなるか不明ですが。
いくら海面大気圧が0.087psiでもエアロフォイルを7.5km/s(27000km/h, 14580kts, 16780mph)で突っ込んだらどうなるか想像付かない?
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耐熱パネルを着陸脚が貫くのがアウト？ (スコア:1)
2chなんかでは、着陸脚が耐熱パネルを貫く形になってしまうのが、技術的に難しかったんではみたいな分析がされてました。
SpaceXは将来の新型宇宙船での垂直着陸は諦めて無いみたいですが、どうやって解決していくのか気になります。
Re: (スコア:0)
足、必要なの？
重量バランス的にコケるとも思えないし、ダルマのように立てるんじゃないか？
耐熱シールドがタイルだと破損するだろうけど、アブレーターならどうせ作り直しなんだし。
タイルだったとしても、毎回張り直しちゃった方が結果的に安い気もするしなぁ…。
まぁ、火星や月に着陸してから離陸して地球にそのまま帰還、って方法は無理になるけどね。
耐熱シールド部分だけモジュールにして軌道上で交換するのも手かな。
Re: (スコア:2)
不要なのは耐熱パネルの方かと。
火星の大気は薄いから、高速で突入しても大した熱量にならない。
表面温度こそ二千度位になる様だが、多分薄皮一枚で止まるんだろう。
それに、自由落下に任せると、とんでもなく高いGが内部に掛かるから、まず速度を落とさないと中の人が耐えれなくなる。（探査機じゃなく有人だからね）
火星が目標なら、耐熱パネルの方が飾りで、着陸の衝撃を和らげる足が中の人を守る主役になる。
でも、地球だと状況がまるで逆。
分厚い大気の熱量がドンドン耐熱パネル内部を加熱する。再突入体の設計はヤバイ温度域を如何に短時間で抜けるかに掛かってる。
で、パラシュートを開けば、足無しで落下しても大した衝撃にならない程度まで速度を落とせる。
火星用の設計で地球に降下させるってのが無理な発想かと。
-- Buy It When You Found It --
Re:耐熱パネルを着陸脚が貫くのがアウト？ (スコア:0)
いわゆる大気圏突入で熱が発生するというのはですね、別にドアをくぐるように出入りする時に熱が加わる訳ではないんですよ。
あれは運動エネルギーと位置エネルギーを熱エネルギーに変換することで宇宙機から放出する仕組みなんです。熱が発生しないんじゃ減速ができません。
どうしても熱がいやだというなら、例えば燃料をたっぷり持って行って軌道速度から自転速度まで逆噴射で減速すれば発生しません。
どうしても重量がいやだというなら、例えば分厚い断熱板を持って行ってその差分の熱量を大気にぶつけてしまえば燃料は不要です。
トータルの重量で見れば、使い捨ての断熱シールドが一番有利です。不可逆な熱過程は可逆より多くのエネルギーを吸収しますし、大気を捨て先として
使えれば反動質量を持っている必要がありません。ただし、降りる先に大気が必要です。例えば月には大気がありませんから、アポロ宇宙船は月軌道から
地表までの減速をすべて逆噴射でこなしていました。火星探査機は普通、火星を直撃する軌道を取って大気で一気に減速することで、減速に必要な燃料を
省略します。重力が少ないからちょっとの燃料で済むわけではなくて、その前に大気をクッションに使って熱として放出しているから、殺しきれない分しか
必要ではないだけなんですよ。それでも大気が希薄なために音速を超えるようですが。
Re:耐熱パネルを着陸脚が貫くのがアウト？ (スコア:1)
あの大気圏突入時の高温って、摩擦熱じゃなく圧縮熱 [iss.jaxa.jp]というから、じゃあ、摩擦と関係ないような、ｼｭｯとした先端にしたら･･･
結局、位置エネルギーと運動エネルギーを捨てることかできないから･･･そのままの速度で地面に衝突!!
もちろんそれを逆噴射でによって捨てることもできるんだろうけど、どこぞのコメントにあるように
そのための燃料を打ち上げ時から帰還するまで後生大事にかかえておかなければならないという、
つまり打ち上げ時にはただの重りにしかならない減速用の燃料を持ち上げるための巨大なロケットが必要となると。
うーん、無駄かもしれないが、見てみたいなあ･･･
# サターンVをソユーズみたいにたぱねてブースターに使うのだ!! (えー
Re: (スコア:0)
ｼｭｯとした先端になっているのは、弾道ミサイルですな。目標都市の上空まで飛び込めればなんでもよいし、速度が速ければ迎撃しにくくて好都合ですから、先端はわずかに丸めるか耐熱キャップをかぶせるかして最低限の減速で突っ込むようになってます。
Re:耐熱パネルを着陸脚が貫くのがアウト？ (スコア:1)
でも奥様? 最近の流行は多弾頭化ｻﾞﾏｽわよ? それも全部核にしないで
いつぞやのブライト艦長みたいにダミーを混ぜてSM-3やらTHAADやらを
かいくぐるのが目標らしいｻﾞﾏｽわよ?
# 日本だとキャップの絞り加工は匠の技だそうだが、むこうはどうやって作ってるんだろうなー
一時期何万発もあったんだよね。もう大量生産だよね。
Re: (スコア:0)
シュッとした先端というか、急減速させない方法ってのも検討はされてますね。
揚力突入なんだけど、普通に考えるのとは逆向き、つまり背面飛行で逆方向の揚力を得る＝惑星への引力を強める方向で突入し、惑星を脱出しないよう調整しながら長距離・長時間飛行。例えば惑星半周とか。
ゆっくり減速するので低G・低発熱で済む。
揚力突入自体はカプセル型でも可能なので(ソユーズもやってます)、気象観測と精度に自信があるなら今でもできる方法なんですけど、しくじったら惑星空間にサヨナラなんでちょっと難易度高い。
ただ、火星に大量に小型探査機を送れる時代がそろそろ来そうな気もするので、どこかでチャレンジするんじゃないかな。
Re:耐熱パネルを着陸脚が貫くのがアウト？ (スコア:1)
ゆっくり時間かけて落ちてくればあんなに熱持つことないんじゃね?って思ったら
ちゃんとそういうのあるんですね、しかもソユーズの帰還カプセルがそうだったとは!!
通常の大気圏突入
→耐えろ。そのために丈夫に造った。重力に身を任せ、ひたらす耐えるんだ!!
揚力突入
→いろいろと制御が難しいけど、ゆっくりしていってね(ﾟ∀ﾟ)!
こんな感じでしょうか? (汗
Re:耐熱パネルを着陸脚が貫くのがアウト？ (スコア:1)
大気圏突入で問題なのは、断熱圧縮された空気が発する輻射熱みたいです。
減速に必要なのはエネルギーじゃなく運動量なので、もし大気を粒子状に反射出来れば発熱無しに減速可能になります。
実際、航空機は摩擦じゃなく空気を押し下げて飛んでますね。誘導効力は押し下げた大気の運動エネルギーで、これは空気の量を増やす（＝翼幅を広げる）事で減らせます。
火星みたいに大気が薄い場合はどうなるか不明ですが。
-- Buy It When You Found It --
Re: (スコア:0)
いくら海面大気圧が0.087psiでもエアロフォイルを7.5km/s(27000km/h, 14580kts, 16780mph)で突っ込んだらどうなるか想像付かない?