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ロケットは自らの質量の一部を後方に射出し、その反作用で推力を得る装置、もしくはその推力を利用して移動する装置。 原理上、真空中でも推力を得ることができるため、宇宙空間での移動手段として主に使われている。
狭義にはロケットエンジン自体をいうが、ロケットエンジンを搭載して衛星などのペイロードを宇宙へ打ち上げる打ち上げ機(Launch Vehicle)全体をロケットということも多い。
運動量保存の法則から後方に射出する質量は、できるだけ高速の方が望ましいため、燃焼させた高温なガスを噴射するのが一般的である。燃焼のために、燃料と酸化剤を搭載しており、これらをあわせて推進剤という。
この燃料の形態から、固体ロケット・液体ロケットに大きく分類される。
固体ロケットとは、燃料に古くは火薬、最近の例では合成ブチルゴムと過マンガン酸カリウムを混合成型したもの等の固体を使う。
管理(保管)が楽、安価、構造が簡単な割に大推力が得られるなどの利点を持つが、効率が悪く、また推力(燃焼)の制御が難しい欠点を持つ。
一方液体ロケットは、燃料に液体水素・ケロシン・非対称ジメチルヒドラジンなど、酸化剤に液体酸素・過酸化水素・四酸化二窒素などを用いる。構造が複雑で製作が難しいものの、飛行中の再着火など細かい制御が可能である。
このため現在宇宙ロケットの分野では、液体ロケットが主流であり固体ロケットは補助推力として用いられる。
一方、定期的に打ち上げる高高度気象観測ロケットや、発射準備時間が短いミサイル等では固体ロケットが主流である。→ロケットエンジンの推進剤参照
運動量保存の法則から導き出されるもう一つの結論として、移動体本体の質量ができるだけ小さいことが望ましい。 このため、空になった燃料タンクやそれを燃焼させるエンジンを収容する部分は必要ない質量として切り離されることもある。 このようなしくみを多段ロケットと言う。 現在主流のロケット(打ち上げ機)は殆どが2～3段式の構成である。
| Table of contents |
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2 ロケットの歴史 3 歴史的なロケット 4 現代のロケット 5 現在考案されている新しいロケット推進 6 関連項目 |
また、最近では、ペットボトルに水と圧縮空気を充填し、水を圧縮空気の圧力で噴射する事によって推力を得る、ペットボトルロケットが、科学教材として広く利用されている。
ロケットの歴史は古く西暦 1000年頃(?) には中国で、今のロケット花火の形態が発明され武器として利用されていた。
近代のロケット、すなわち宇宙に行けるロケットが研究・開発されたのは 19世紀後半から20世紀である。
コンスタンチン・エドゥアルドヴィッチ・ツィオルコフスキー(1857年-1935年) はロケットで宇宙に行けることを計算で確認し、液体ロケットを考案した。このため「宇宙旅行の父」と呼ばれている。
ロバート・ハッチンス・ゴダード(1882年-1945年)は、1926年世界初の液体ロケットを打ち上げた。このため「近代ロケットの父」と呼ばれている。
実用的な液体ロケットはウェルナー・フォン・ブラウン(1912年-1977年)が中心となってナチスドイツで開発された V2 ロケットがはじめとされている。
ナチスドイツの崩壊に伴い、V2 開発に関わった人材がアメリカ・ソ連に渡り、両国の宇宙開発競争の技術的な基盤を作った。
この宇宙開発競争により 1958年 ソ連が世界初の人工衛星スプートニク1号を、1969年 アメリカがアポロ11号によって世界で初めて人類を月に到達させた。
教材用ロケット
ロケットの歴史
歴史的なロケット
現代のロケット
現在考案されている新しいロケット推進
関連項目