大気圏突入

質問

天文学の質問なのかよく分かりませんがよろしくお願いします。
　宇宙船が大気圏で燃え尽きてしまうといった話がたまに漫画などで出てきます。
　この大気圏突入について、友人とたびたび激しい論争をするのですが、お互いに説得力が無く決着がつきません。
　ぜひ力を貸してください。

　どちらが正しいのでしょうか？

　　　　　私の考え
１、大気圏で燃えるのは空気の摩擦が原因
２、だから、空気の流れにあわせてゆっくりと降りてくれば燃え尽きることはない。（もちろんゆっくり降りるためには大量の燃料が必要）
（「空気の流れ」というのは地球の自転に影響を受けている空気の流れと考えています）

　　　　　友人の考え
１、大気圏で燃えるのは空気の摩擦が原因（ここは同じ）
２、大気圏突入はそんなに甘いものではないので、大気圏に入る前にはじかれてしまう。 （ゆっくり大気圏に入る事は無理）

　二人ともこういったことに詳しいわけではないので、想像の域を出ることができません。
よろしくお願いします。

praneという名前はスペルの間違いなので気にしないで下さい。（恥）

回答No.2

tama4622 · ベストアンサー

質問者さんの考えがあっていて、ゆっくり大気圏に入ることはできると思います
ただし、衛星軌道上の物体は軌道上にいるためにはもの凄い速度（対地速度）で回っています。具体的速度は別の方の説明を期待しますが、大気圏内を飛行する超音速機なんかよりも何倍も早い速度です
突入で燃えないためには、突入前に、その何倍も早い速度を少なくとも超音速機程度までは減速しないといけません。でも減速すると今度は地球の引力に引かれ、落ちてきてしまいます
したがって、膨大な燃料を使って「減速」のための逆噴射と「高度を保つ」ための垂直噴射（ハリアーの空中停止時みたいな）を同時にできれば、
ゆっくり大気圏に入り、燃えることなく地上までもどれると思います
なお、突入の際に真っ赤になるのは「空力加熱」という現象だそうです
↓の過去の質問でわかりやすく解説されていますのでどうぞ

参考URL：

http://oshiete1.goo.ne.jp/kotaeru.php3?q=399395

お礼

ゆっくりと大気圏に入る事は出来るという事が分かりました。
　これで友人をギャフンといわせる事が出来ます。
「空力加熱」について調べてみたいと思います。
ありがとうございました。

回答No.5

noname#25358

ちなみに補足。

　スペースシャトルが空気にはじかれることは、速度や進入角度などの条件が揃えば起こります。
　速度が非常に高速で、かつ突入する速度が浅すぎると、断熱圧縮で圧縮された空気が急激に元に戻ろうとし、そのときの圧力ではじかれます。

　しかしながら、突入する速度が遅ければこの現象が発生しないこともまた実験で証明されており、奇抜な実験をよくやることで有名なアメリカ軍が、人間を生身で大気圏突入させる実験を実際にやったことがあるらしいです(^_^;
　もちろん被験者はピンピンしていて、ＶＴＲの最後でインタビューに答えていました。

お礼

トリビアに出したらかなりの「へえ～」が出そうな話ですね。
　この実験，もし宇宙飛行士がはじかれていたらどうなっていたんでしょうね？（回収できたんでしょうか）
　とても興味深いお話を知る事が出来ました。
ありがとうございました。

回答No.4

bec

> 空気の流れにあわせてゆっくりと降りてくれば燃え尽きることはない。
最近はやり（？）の軌道エレベーターがこの究極ですね。
打上と同じだけの燃料（推力）でブレーキをかけてやれば、シャトルも静かに？再突入できるかもしれませんね。

> 大気圏に入る前にはじかれてしまう。
はじかれる事もあります。
石を投げて、水面をジャンプさせる水切り（？）と同じ原理です。
進入角度が浅いと、大気にはじかれてそのまま飛んでっちゃいます。

お礼

実現は難しいとはいえ，再突入できると知って一安心です。
水切りの話も友人に熱弁したのですが，説得には至りませんでした。ｂｅｃさんの後押しがあれば何とか説得できると思います。
ありがとうございました。

回答No.3

tomikou0000

>２、大気圏突入はそんなに甘いものではないので、
>大気圏に入る前にはじかれてしまう。
>（ゆっくり大気圏に入る事は無理）

これはあきらかに間違いでしょう。
「はじかれる」なんてことはありえません。
ご友人は、
「大気という抵抗があるから勢いをつけないと、入っていかれない」
と考えているようですが、そんなことはありません。
むしろ、地球の重力で引っ張られますから、
大気圏に入らないようにする事のほうが難しいです。

お礼

友人にいってきかせておきます。
友人は”ｂｅｃ”さん”ｄｅａｇｌｅ”さんのおっしゃっている宇宙船のスピードのことを考えていたのかもしれません
ありがとうございました。

回答No.1

apple-man

>１、大気圏で燃えるのは空気の摩擦が原因（ここは同じ）

摩擦じゃないみたいですよ。
極端な断熱圧縮が高温の
原因みたいです。

お礼

二人とも摩擦によるものと考えていました。
ここは間違いないだろうというところだったのでびっくりです。
ありがとうございました。