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月まで届く大砲を作ることができますか？
ジュール・ヴェルヌの小説「月世界旅行」（1865年発行）は、 大砲の砲弾を月に打ち込む話です。 砲弾の中に人が入り月旅行すのですが、それはさておき、 そもそも月までとどく大砲が作れるものかが知りたいところです。 小説によると、 「１２００の炉から６万８千トンの鉄で鋳造、 大砲が冷えるまで４０日以上、 １８０トンのニトロセルロースに点火、 爆発により６０億リットルのガスが発生、 直径９フィートのアルミニウム砲弾を秒速７マイルで発射、 ２万８千Gにも達する発射の衝撃に耐える水圧利用の緩衝装置」 などとそれらしく出ています。 現代科学でこのようなものを製造するこは可能でしょうか？
- yoshinobu_09
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- 科学
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＞１８０トンのニトロセルロース 現実の月着陸に用いたサターンV型ロケットは重量2800トン、一段目が2200トン。その中で燃料は630トンあるそうです。(残り重量のほとんどは酸素) これだけだと足りなそうですが、 ・宇宙船は砲弾に比べかなり重い ・実際の月着陸では燃料量最小になるコース(月到着が遅い)を避けて飛んでいる ・加速時間が短ければ地球重力の作用時間が短い ということを考えれば燃料の量としては妥当な量、むしろ多いくらいだと思います。 砲身がその衝撃に耐えられるかどうかですが、世の中には核シェルターなどというものもあるくらいですから何とかなるのではないかなと思います。 アルミニウム砲弾が発射の熱で溶けてしまわないかが多少不安ですが、底に断熱材を張れば何とかなるかもしれません。 一番の問題は ＞２万８千Gにも達する発射の衝撃に耐える水圧利用の緩衝装置 ですね。人間に耐えられる加速度はがんばっても10G。2800分の1にまで加速度を緩衝するのが可能だとはとても思えません。 そもそも、加速度を緩衝した以上、加速時間が延びてしまうわけで、28000Gで11km/sに加速するということは加速時間は0.04秒。加速度を2800分の1にすれば加速時間は110秒です。そんな大砲、どんな長さなんでしょう。 逆に言えば110秒かけてゆっくりと加速していけば人間が死なずにすみます。 つまり、火薬を一度に爆発させずにゆっくりと燃やし、砲身のほうに火薬を仕込むのでは無理があるので砲弾に搭載、大気圏外で火薬を燃やす必要があるので酸素も積んで… はい、ロケットの出来上がり。
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- Scull
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キャノン砲では無理かも知れません。現在の最高初速はおそらく120mm戦車砲の1750m/sですが、地球を脱出するには「一桁」足りません。 火薬砲では「発射ガスの膨張速度」に限界がありますので、自ずと初速も上限があります。これは多段薬室砲(通称ムカデ砲)を使用しても一緒です。 電磁気の「ローレンツ力」を使うレールガン(理論上投入した電力に比例して加速力を得られる)であれば、可能かも知れません。
Ｎｏ．２です。 >宇宙から飛ばせば問題はないでしょうね。 >慣性の法則がはたらきますから。 実は問題はまだ残っています。 例えば国際宇宙ステーションは、大気の影響を殆ど受けないところにあり、既に秒速８ｋｍまで加速済みです。この条件を利用したとしても 砲弾を月まで届かせるまで加速しようとすれば、宇宙ステーションの進行方向に向けて秒速３ｋｍ弱で砲弾を打ち出さないといけません。 書いておいて何ですが、やっぱり無理かな・・・・ また、核エネルギーを使う案は、おそらく無理でしょう。 それだけのエネルギーを閉じ込める砲身は、地球上に存在する素材では作れません。 月の１/１０ぐらいの大きさの小惑星を地球にぶつければ、 破片が月まで届くかもしれません。
- Kon1701
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月に到達させるには約11Km/秒の速度が必要ですが、現在の大砲ではとてもとても足りません。電流と磁力を使うもので8Km/秒程度まで出せるものが研究段階、とだいぶ前に聞いた程度です。 大砲では、火薬の爆発による圧力で加速するのですが、一度の爆発でそこまで加速できるかどうか・・・。といっても、多段階の大砲なんて難しいでしょうけど。
無反動砲のような構造の大砲を、例えば宇宙ステーション上に設置すれば可能かもしれません。
お礼
ありがとうございます。 宇宙から飛ばせば問題はないでしょうね。 慣性の法則がはたらきますから。
- fallen_angel
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現在の通常兵器、キャノン砲では無理じゃないですか？ 月ロケットが有りますから、ロケット弾ならねぇ、、
お礼
ありがとうございます。 ジュール・ヴェルヌは、当時進行中だった南北戦争をかんがみ、兵器の平和利用に民衆が熱狂するという構図の社会風刺を描きたかったようです。 あえてロケットを出さなかったわけです。
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