大気圏の摩擦熱、

質問

ってなんなんですか？ガンダムみているといつも思うのです、
モビルスーツって必ず大気圏付近で戦闘になって、それで落下しなが
戦闘したりする時に赤く燃えている？
なんであんなに燃えるんですか？

回答No.2

noname#10784 · ベストアンサー

はじめに言っておきますが、私は物理は素人です。

宇宙空間は無重力ではありません。
真上に上がったものは、当然地球の引力によって引っ張られ落ちてきます。
衛星などが何故落ちてこないかと言うと、地球の周りをものすごいスピード出飛んでいるからです。
言い方を変えると、飛んでいるというよりは永遠に落ちつづけているともいえます。

例えば、地上でボールを投げてみます。
強く投げれば(スピードを速く)遠くへまで飛び着地します。
もっと強く投げれば、もっと遠くへ着地します。
それがあるスピード以上で投げると、地球は平らではなく球なので、ボールが落ちる先に地面が無くなり永遠に落ちつづけるということになります。
落ちつづけてるものはある意味、無重力状態になります。
それが、スペースシャトルなどで見る無重力状態ですね。

しかし、ここで問題が
地上では大気が邪魔をするため、そのスピードまで物を加速することができません。
そのため、まず大気の無い所まで打ち上げて、スピードに乗せます。
人工衛星で、高度２００～３００キロだったような、、、

この人工衛星になれる速度(第一宇宙速度)
７．９ km/sec　
２万８千５百 km/sec、
マッハ２３となり、大気のある地上では摩擦で燃えてしまうわけですね。

ちなみに
第一宇宙速度は人工衛星が地球表面を円軌道するための速度
第二宇宙速度は地球の重力圏を突破するための速度
第三宇宙速度は太陽の重力圏を突破する（太陽系の外に出る）ための速度だったような、、、

つまり、ガンダムやホワイトベースが無重力状態で浮かんでいる風景は、実は地球の引力に引き込まれないようにかなりのスピードで飛んでいるということになります。

詳しくは人工衛星、第一宇宙速度などで検索をかけてみればいろいろとでると思います。

私自身、子供の頃は宇宙にでれば、そこは無重力の世界だと信じていました。

お礼

とてもくわしい回答ありがとうございます。

回答No.4

nozomi500

空気抵抗、というのは侮れないもので、たかだか３００ｋｍ/ｈ弱の新幹線でも、抵抗をへらすために努力が尽くされています。

＃２で書かれているように
７．９ km/sec　
２万８千５百 km/sec、 （ｋｍ/ｈですね）
という超高速の物体が突っ込んでくればかなりの空気抵抗です。

ただ、これのおかげで、地上に激突するまえにスピードが落とされるわけです。
かつてのアポロ宇宙船など、帰還母船には推進力がついていないので、逆噴射もできず、減速手段はパラシュートだけでした。（まあ、超高速を逆噴射でとめたんでは中の人間がたまらないが）
なお、有人宇宙船の場合、摩擦熱で中の人間が焼け死なないように、断熱はもちろんですが、外側に摩擦熱で気化するような塗装がしてあり、それが燃えると、「本来」よりも派手に燃えて見える、というのもあるそうです。アポロの時代の技術ですが。

お礼

ありがとうございます。アポロって凄いですね～。ていうかロケット自体
凄いですね、

回答No.3

First_Noel

難しく回答しますと，「空力加熱（くうりきかねつ）」と言う現象です．

物体は何でもそうですが，動いているものは「運動エネルギー」を持っています．
動いている物体を突然止めると，運動エネルギーが「熱エネルギー」に変換されます．
例えば「隕石」は高速で宇宙から地上へ落ちて来ますが，地表と衝突した瞬間，
運動が止められ大量の熱エネルギーが放出されますから，周辺一帯の地上は蒸発させられます．

それと同じく，大気圏に物体が突入する場合，その物体にしてみれば物凄い高速で
空気が物体にぶつかってくるように見えます．
つまり空気の分子の運動エネルギーが，その物体にぶつかって熱エネルギーとして
放出されることになります．これを「空力加熱」と言い，実際宇宙カプセルを
回収するとき，技術者はこの辺を考慮してカプセルを設計し製造します．
大気圏は地上のすぐ近くで濃密で，上へ行くほど急激に薄くなっているのですが，
大気圏突入する物体の速度が物凄く速い（秒速何ｋｍとか）ので，空気が薄くても，
大量の熱エネルギーが放出されることになります．

現在でも，使用済の人工衛星は少しずつ少しずつその軌道高度が下がって来ており，
いつかはこうして大気圏に突入し，発生する熱エネルギーによって高温となり，
解けて蒸発してしまいます．こうして使用済衛星を処分しています．

また，流れ星も同様の原理です．

飛行機でも前に向いている部分では，同じ原理により温度が上昇します．
ただ超音速の飛行機でも，人工衛星に比べれば遥かに遅い速度なので，
真っ赤になるほどには温度は上がりません．

上記を詳しくお知りになりたい場合には，難しくなってしまいますが，
「空力加熱」「全温」「動圧」「大気圏　再突入」等で検索されますと，
それなりのページが見付かるでしょう．

お礼

ちょっと、難しかったですが、ありがとうございます。

回答No.1

kumaya77

大気圏には空気があります。
モビルスーツが大気圏付近で戦闘すると
当然地球の重力に引かれて落下してきます。
その落下速度はだんだん速くなります。
すると、モビルスーツの機体と空気の間の摩擦が大きくなり
熱を発します。
どんどん落下速度が上がると摩擦熱も大きくなります。
摩擦熱は物と物がこすれるときに発生する熱です。
普段私たちも移動するときに空気とこすれあっているのですが
そのときの摩擦熱は無視できるほど小さいのです。
超音速の機体とかはかなりの摩擦熱が機体に生じているそうです。

お礼

ありがとうございます。