日本大学理工学部

Step2

宇宙にただ一人,宇宙から無事に帰還するためには
~空力加熱とその防御の方法~

航空宇宙工学科

宇宙船は第一宇宙速度,すなわち秒速約8kmで地球を周回しています.東京から千葉市までたった数秒で行ってしまうスピードです.

この宇宙船の質量が1,000kg(1トン)とした場合,運動エネルギーは32,000,000,000J(ジュール)です.

この大きな運動エネルギーを持った宇宙船が地球の大気圏に突入したとき,この運動エネルギーはあっという間に熱エネルギーに変わってしまいます.宇宙船の周囲は数万℃の加熱された空気で覆われてしまうので,何も防御していない物体はあっという間に燃え尽きてしまいます.これが空気力学的加熱で,私たちは空力加熱と呼んでいます.

スペースシャトルなどの宇宙船は宇宙往還機と呼ばれ,これらは空力加熱が機体の中に入ることを防ぐためにいろいろな耐熱材料で覆われています.

サイエンスアカデミーでは,この空力加熱の大きさや耐熱材料,宇宙航空研究開発機構JAXAやアメリカ航空宇宙局NASAで実施した加熱試験(高エンタルピ流加熱試験)について紹介します.

また,アメリカやロシア,そして日本が開発した宇宙往還機も皆さんに紹介します.

もし皆さんが宇宙飛行士だとして,たった一人で宇宙に取り残されたとします.さあ,どうやって地球に帰還するか.皆さんと一緒に考えたいと思います.

奥山 圭一
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JAXA 高エンタルピ流風洞

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