宇宙系プログラマと看護師夫婦の情報発信チャンネル

mikazukiblog

宇宙

有人ロケットと無人ロケットは何が違うの?【 自由研究にどうぞ 】

投稿日:

「有人ロケットって無人ロケットと何か違うの?」

 

↑こんな疑問に答えます。

「有人ロケット」とは、文字通り、人を乗せたロケットです。

現在の日本には、このタイプのロケットは存在しません。

「無人ロケット」との違いは、おおまかに言って、

  • その①:乗り心地が良い
  • その②:信頼性が高い
  • その③:万一の場合に脱出できる

という点が違いです。

日本でも2025年を目標に、有人宇宙船を宇宙に送ろうとしています。

そんな有人ロケットに求められる技術を深掘りしていきましょう。

有人ロケットと無人ロケットは何が違うの?





人をのせないロケットは、命を守る設備が必要ないので、コストは低いです。

しかし、命を乗せる乗り物となった瞬間に、難易度が爆上げしてしまいます。

上に挙げた違いについて詳しく見ていきましょう。

その①:乗り心地が良い

別に、高級なシートに座って優雅な宇宙旅行をするための設備がいるわけではありませんよ?

加速が強すぎると×

ロケットの加速は、最初はゆっくりでだんだん大きくなっていきます。

燃料が重いので最初は加速しませんが、消費して軽くなってくるのでどんどん加速量が大きくなってきます。

そうなると、乗っている人はGによって気を失ったり、ひどいときは死んでしまうでしょう。

それを防ぐために、ただ単にロケットエンジンで加速しまくるのではなく、パワーを調整して、緩やかに加速するように調節しなければなりませんね。

方法は簡単で、液体燃料なら燃料の量をしぼってやればいいのです。

固体ロケットは1回点火すると燃え尽きるまで止まらないので、燃料の量をあらかじめ調整しておく必要はあります。

振動を抑える

ロケットの振動は、液体ロケットなら比較的少ないようです。

現在、実質唯一のISSに人を送れる有人ロケットである、ロシアのソユーズ宇宙船は、スペースシャトルより振動が少ないそうです。

もし、固体ロケットを使う場合は、振動を吸収する設備がないときついでしょう。

その②:信頼性が高い

人工衛星を打ち上げるときのロケット打ち上げ成功率は、95%に設定してあるそうです。

20回に1回は失敗してもおかしくありません。

ただ、最近の日本のロケットの成功率は98%ほどになっています。

詳しくは、以下の記事でも解説しています。

現状日本が有人宇宙船を作っていない理由【意外な理由も】

実際、人が乗る乗り物が20回に1回も失敗していたら、やばいですよね。

ロケットの場合は失敗=死につながるので、そんな成功率ではだめですね。

ソユーズの宇宙船はこれまで100機以上打ち上げて重大な失敗は2回です。

その時は乗員が緊急脱出に成功している。

ロシアのソユーズ、打ち上げ失敗 宇宙飛行士2人は脱出して無事

たとえ、成功率99%でも、高いとは言えません。

ロケットは精密でものすごい技術が詰まっていますが、そのどれか一つでも故障したら重大な事故につながります。

それをどれだけ、多少故障しても事故につながらないようにするかが求められています。

その③:万が一の場合に脱出できる

成功率を完全に100%にすることは不可能です。

ソユーズは失敗しても乗員が脱出して命は失っていませんが、アメリカのスペースシャトル・チャレンジャー号は爆発して乗員が全員死亡しています。

なにか故障が起きた時に、一瞬で爆発してしまっては、逃げる隙もありません。

異常を検知して、脱出までできる時間を確保するシステムを作る必要があります。

H3ロケットは人を乗せるのか





日本の次の主力ロケットになる予定のH3ロケットは、有人ロケットになるのでしょうか。

実際、技術的には可能で、あとは政府主導で有人ロケットにGoを出すかどうかです。

そこには色々乗り越えるべき問題がありますが、、、

それについては、上にも張った記事のリンク現状日本が有人宇宙船を作っていない理由【意外な理由も】を読んでみてください。

H3ロケットの乗り心地

H3ロケットは液体ロケットで、乗り心地は悪くないでしょう。

しかも、「スロットリング」という、エンジンのパワーを抑える、機能がついているので、加速度を抑えることも可能です。

信頼性

H3ロケットは、H-IIA/Bロケットまでの技術を受け継いでおり、故障しにくい仕組みが取り入れられるので、信頼性は増す(?)かもしれません

でも、実際は、新しいものはやってみないとわからないですよね。

信頼性の高いロケットになってほしとは思っていますが、人を乗せるならさらにずっと"丈夫"なロケットにする必要があります。

脱出は?

H3ロケットのエンジンには、「エキスパンダブリードサイクル」という方式を採用しています。

まあ、異常が起きた時にも爆発しにくいという機能を持つのです。

もし、配管が壊れても、温度や圧力が下がるようになっており、安全側に収束していくようになるというものです。

こんな感じでいきなりの爆発を防いで、脱出する時間を稼ぐことができるのです。

まとめ





有人ロケットには、無人ロケットよりも以下のことが重要になります。

  • その①:乗り心地が良い
  • その②:信頼性が高い
  • その③:万一の場合に脱出できる

これらをクリアし、日本の有人宇宙飛行が実現する日はそんなに遠くはないと思います。

でもこれらのために多大な研究開発費が投じられ、人も乗っているという、失敗の許されない打ち上げの緊張感は半端じゃないだろうなー

もっと技術が進歩して、だれでも簡単に宇宙に行ける日が来ることを願って。。。

 

プログラミングスクール

AIのスクール

-宇宙

Copyright© mikazukiblog , 2022 All Rights Reserved Powered by STINGER.