宇宙ステーションの速度変更

質問

国際宇宙ステーションを現在より少し加速して秒速200m程速度を変化させるとどうなりますか？
徐々に地表に落下して来たり、地球から遠ざかっていきますか？
地球の重力を振り切ることができる速度を第二宇宙速度というと前の質問で見ましたが、これって地表における初速度のことだと思うのですが、宇宙ステーションにおいても適用できますか？
ちょっと疑問に思ってしまったので詳しい方解説お願いします。

回答No.4

imoriimori

まず「地球の重力を振り切ることができる速度を第二宇宙速度というと前の質問で見ましたが、これって地表における初速度のことだと思うのですが、」については、その通りですね。
次に「宇宙ステーションにおいても適用できますか？」については、厳密には少し違うけど、宇宙ステーションの軌道は低軌道なので地表とたいして違わない。だから、ほぼ適用できる（今の軌道での第二宇宙速度は地表とたいして違わない）でしょう。
最後のご質問、増速したらどうなるのかと。秒速200m程の増速に過ぎないのなら、第二宇宙速度にはまだほど遠いので、すっ飛んで行きはしません。今が円軌道だとすると、最初は今の軌道より外側へ離れていくけど、やがてぐるっと回ってまた戻ってくるという感じかと。

回答No.3

tetsumyi

徐々に地表に落下して来たり、地球から大きく遠ざかったりすることはない。
今の軌道上で加速して秒速200m程度速くしても、円軌道が楕円軌道になるだけです。
第２宇宙速度、秒速 11.2 km以上になるように加速すると地球から遠ざかって行く。

補足

第２宇宙速度とは、力学的エネルギー保存の法則から
(地表での初速度)＝√2gR≒11km/s（Rは地球半径）と求まるそうですが、宇宙ステーションの高度でも「第２宇宙速度、秒速 11.2 km以上」が適用できますか？

回答No.2

SPROCKETER

昔、ソ連しか宇宙ステーションを持っていなかった時代に、「軌道速度が変わるのは宇宙ステーションではなくて宇宙船だ。」という禅問答を米国が仕掛けていたそうですが、国際宇宙ステーションが実現した後は、軌道速度が変わっても、こういう発言はしなくなったそうです。

　高度４００kmの軌道上を公転する宇宙ステーションは希薄な大気の摩擦で徐々に軌道が下がっていくので、時々ロケットエンジンを噴射して、軌道高度を上げてやらなければなりません。宇宙ステーションの軌道速度は一定ではなく、速くなったり、遅くなったりを微妙に繰り返していると考えた方が良いでしょう。

　それでは、ずっと高軌道に宇宙ステーションを乗せれば、軌道速度を変えなくても大丈夫なのかと言えば、確かに、そうなのですが、搭乗員や貨物を打ち上げる輸送ロケットの打ち上げ重量を減らさなければならなくなるので、軌道高度は低い方が良いのと、高軌道では宇宙線による被爆線量が大きくなり、低軌道の方が被爆線量が小さくて安全なのが理由で、低軌道上に宇宙ステーションを乗せているのです。

　高度１０００kmぐらいの中軌道に宇宙ステーションを乗せれば、落下するのに数百年から千年ぐらいかかるので、軌道制御しなくても良いのですが、この軌道は原子炉衛星の捨て場になっていて危険です。

　このように、様々な理由で低軌道しか宇宙ステーションを乗せられないわけで、今後も低軌道の利用が続くと考えて良いだろうと思います。

回答No.1

cwdecoder

＞徐々に地表に落下して来たり、地球から遠ざかっていきますか？
そうなると思います。

現在でも、宇宙ステーションは、広義の大気圏内を飛んでいるので、ほったらかしにすると徐々に速度が下がっていきます。時々加速してあげないと、大気で減速して落ちてしまいます。