スペースシャトルの酸素と水素のタンクの重さと体積の比率を教えて下さい。

質問

スペースシャトルの外部燃料タンクの中は酸素タンクと水素タンクに分かれていると思います。

　確か酸素タンクが上で水素タンクが下になっていたと思います。これはなぜでしょうか？

　それと酸素タンクと水素タンクの中身だけを比べた場合、どちらが重いでしょうか？重さの比率を教えて下さい。それと体積の比率も教えて下さい。

回答No.1

ElectricGamo · ベストアンサー

回答の順番が逆になりますが、

スペースシャトルのメインエンジンの混合比(=酸素の質量流量/水素の質量流量)は約6ですので、タンクの中身だけで比べれば、酸素が水素の6倍の質量で入っています。

ただし、液体水素は液体酸素の1/16の密度なので、体積では液体水素タンクの方が16/6=2.6倍程度大きくなります。そして、大きくなったタンクの質量を差し引くと、酸素タンクの方が水素タンクよりも4倍程度重くなっています。

酸素タンクが水素タンクの上にあるのは、飛行中の推進剤の消費に伴う重心の変化が、逆にした場合よりも小さく出来るからです。図を描いて見ると分かります。

お礼

ありがとうございました。

つまり、あのタンクの重量はほとんどが酸素の重さだと。しかし、見た目では水素の方が大きいと。そして酸素タンクが上にあるという事は、シャトルの打ち上げ時、重心は上の方にあるという事ですね。そういえば、一本の棒を垂直に指の先に乗せ、落とさないように安定を保つ遊びがありますが、棒が長い方が、つまり重心が上の方に有る方が、安定を保ち易いですが恐らくシャトルも同じなのでしょう。発射直後にひっくりかえったらえらい事ですから。

そして、酸素と水素が化合して水になると。

聞き忘れましたが、水の質量は、恐らく液体酸素とほぼ同じでしょう？

もちろん、水ロケットじゃないんだから、出てくるのは水蒸気ですが。

しかし、あのペットボトルで作る水ロケットとスペースシャトルが同じ(H2O)の反作用で飛んでるなんて面白いですね。

結局、どんな複雑なシステムも原理までさかのぼれば、子供の遊びと同じ所まで行き着いてしまうという事でしょうか。