有人宇宙往還機の意義とは？

質問

私は、宇宙開発は推進すべきだとは考えているのですが、今回のコロンビアの事故に関係して、どうしても有人でなければいけないのか？。という疑問に捕らわれました。
　というより、そんな疑問を同僚からされて、うまく答えられなかったのです。
　毛利さんも「有人でなければ意味がない」と言い切っているというので、そんなもんかな？と思ってしまっていたのですが、冷静に考えると明確な理由は示されていないような気が…。
　人を飛ばすということで、技術者、科学者の意気は上がるとは思うのですが、人的犠牲を払ってまでの実質的な見返りがあるのか？。
　思いつくところでは、人工衛星の修理や、燃料補給ですが、スペースシャトルも結局外部タンクや補助ブースター等結構使い捨ての部分もあるので、これからの開発費も入れると、人工衛星を新しく打ち上げたほうが安上がりでは？、と…。
　有人飛行に向ける技術力で信頼性の高いものを作ったほうが得策ではと…。
　無重力工場にしても、さほどの大量生産は不可能でしょうから、無人でもいいのでは？。
　有人だとしても、小さなカプセルで帰還したほうが総合的には安上がりでは？。といった事が疑問です。
　有人往還機が必要だと私に納得させてくれる回答を期待しています。

回答No.34

haitatuyousui

確かにあなたの言われるとうりです
NASAのスペースシャトルはもともと
１回の打ち上げに３０億だけをかけて週に１回打ち上げるというとても画期的だったのですが
実際に３００億という莫大な予算を使っていました
それなら旧ソ連（ここではあえて旧ソ連）のソユーズや中国の有人宇宙船
のほうが使い捨てだけど予算があまりかからないし…
と思うかもしれません
しかし世界でただひとつだけの宇宙往復機のスペースシャトルは大きさが問題なのです
３０億というもともとの予算はエンジンなどの損傷などを見込んでいなかっただけなのです
だからスペースシャトル自体がロケットみたいな宇宙往復機ではなく日本のH-2Aの上にソユーズにみたいな有人船をのせてそれに耐熱タイルを張り込めればあまり予算はかかりません
もともと日本もスペースシャトルを開発していたのですが国際宇宙ステーションの開発が伸びたりしたり
開発が凍結されました
だから宇宙往復機というのは
少ない予算で宇宙と地上を往復するのが目的であり
アメリカのスペースシャトルのようなあれもこれもというものになると本来の宇宙往復機ではなくなるのです
あなたの友人はこのことをちょっと勘違いなされているのではないでしょうか

回答No.33

ampire

言葉は悪いですが、人体実験といういみあいがあるのでは？アメリカはいつも本気です。つまり本気で火星に住もうとしているわけです。

回答No.32

apple-man

有人であることにはいろいろな思惑が交錯していると思います。

有人飛行の必要性の有無はロケット開発の初期のころから言われて
います。特に宇宙で何か実験などやっていなかったころには
犬や猿を乗せても戻って来るロケットにナゼ人を乗せるのか？
そんなロケットにのる人間はパイロットじゃないとまで言われた。
＊当時のロケットに乗る候補者たちは皆空軍の優秀なパイロットでした。

　そこでロケットに乗る人間自ら、我々は新世代の冒険者、
宇宙飛行士だという表現が飛び出してきたと聞いたことがあります。

＞どうしても有人でなければいけないのか？。

　有人飛行の意義は時代により異なります。
どこかで歴代の宇宙飛行士の顔ぶれを紹介している
本とかHPを見て頂くと分かると思うのですが、
アポロ計画のときは全て白人。
しかし、１９８０年代から始まるスペース
シャトル計画はその大半が有色人種です。
　またこれと前後する宇宙実験室スカイラブでは
科学技術の研究と共に宇宙滞在が人間に及ぼす影響に
ついて、半ば人体実験に近いことが行われ始めます。

　アポロ計画のときは、アメリカとソビエトの国家間
の競争があったため、どちらの人間が先に月の大地を
踏むかということに政治的意味があったのです。
つまり国力誇示のための有人飛行だった。

　アメリカの無人探査計画に深く関わり、映画にもなった
コンタクトという小説の作者でもある、元コーネル大学
教授カールセーガンさんは言っています。「たとえ国家間
の競争があっても、有人月面着陸というのは人類の歴史に
とっても、また科学の進歩にとっても大きな意義がある、と
当時は考えていたが、もろもろの事実が後からわかり
やはり無意味なことだったと考えるようになった。」と・・・

＞有人往還機が必要だと私に納得させてくれる回答を期待しています。

　アポロ計画のときも今も、有人飛行に技術的な重要性はありません。
シャトル計画における有人の意味は以下の2点です。

１）複数の民族を宇宙へ飛ばすことによる、啓蒙活動。

　　宇宙から地球を見た人には、何かしら感情の変化が生まれる
　と言われています。暗黒の宇宙に漂う青い地球を見たとき、
　生命の尊さについて深く考えさせられるからだと言われています。
　　また、未だに多くの人が、雲の上に神がいると信じているイスラム
　世界の人たちを宇宙飛行士として宇宙に送り込み、その話が
　国中に伝わることで宗教間にも変化が期待できます。

２）人体実験

　　このまま行けば１００～２００年の間には確実に人間が
　暮らして行けないほど地球環境は破壊されるだろうと多くの
　学者が言っています。しかし、地球上の工業生産の半分以上
　を行っているアメリカが、地球環境保護のための京都議定書
　から脱退してしまいました。
　　今日本では盛んに京都議定書遵守のための環境対策をやって
　いますが、これは全て地球環境破壊を止めるには無意味なこと
　なのです。たとえ日本が全工業生産活動を止めようとも、
　アメリカが参加しない限り、確実に地球環境は破壊されます。
　このような無意味な対策をたて、実行することだけ一生懸命な
　日本は間抜け以外の何者でもありません。マト外れもいいとこ
　です。

　　ではなぜ、アメリカは脱退したのか？

　それはこの環境対策が自国の産業を衰退させるから、そして
　最悪地球環境が破壊されてもいい。なぜならアメリカは火星へ
　の人類移住を本気で考えていたからです。

　　移住のためには最低１年程度の宇宙旅行が必要です。
　長期間の宇宙滞在により人間が受ける影響について、
　大量の人体実験データが必要だったのです。

　　シャトル計画で日本人を始めとする有色人種が多いのは
　この人体実験という方向から考えると以下の２点の理由が
　考えれます。
　(1)多くの人種を火星に移住させるつもりだから
　(2)人体実験だから有色人種でいいから
　　未だに事実上有色人種は大統領になれないほど、白人至上主義が
　色濃く残るアメリカです。人体実験に白人を送ることはないと
　考えた可能性は大いにあります。　

＞毛利さんも「有人でなければ意味がない」と言い切っているというので、そんなもんかな？と思ってしまっていたのですが、

　毛利さんは記者会見など公の場での話し方などについても
細かく教育を受けています。一言で言うと、宇宙飛行士は地上では
英雄として振舞え、英雄としての威厳を持って話せということです。
日本人宇宙飛行士の方々、よく聞いているとどこか喋り方が似ている
ことに気づくと思います。
　有人飛行の意味を力説するのもそのためです。
英雄が自らやっていることに疑問持つ発言など
するのはオカシイからです。

　多くの人が有人飛行に夢を抱くよう、全てが
動いていますが、単なる夢に国家が大金をつぎ込んだり
することなど、絶対にあり得ません。

　コロンブスが新大陸発見への航海に出ようとしたのは
気持ちの半部くらいには夢があったかもしれませんが、
それにお金を出した女王には植民地開拓と新航路
発見という国家戦略があった。

といった具合ですが如何でしょう？

回答No.31

noname#12510

あなたには夢がない！！

あの大きな大きな無限に広がる（実際は有限？？）宇宙。最後に残された未開の地に人が乗り出していく・・。
ロマンを感じませんか？！夢とロマンが人類をここまで育ててきたのです！！それがなくなっちゃ、人類の発展もそこまで。終わりだぁ！
いつか遠くない未来に人類が遠い宇宙に乗り出して、旅する。そんな世界になると良いなぁ・・。そう思いませんか？その第一歩なのです・・。(>_<)

回答No.30

noname#3111

話がどんどんずれてきて同じ事の繰り返しになってきたのでそろそろまとめますと。
まず、単独で宇宙と地球を往復できる宇宙船実現の可能性ですが。
現在のスペースシャトルは不要になった時点でブースターや燃料タンクを捨てているわけですが、シャトル単独でって場合ではブースターや燃料タンクを捨てないというだけです。
そもそもシャトル単独で宇宙に行くというのと同じような考え方の途中で一切何も捨てないロケットというのがすでに実在します。
それが人の乗れる宇宙船の形になるだけの話ですよ。
要は推進力を効率的に得るために不要になったものを捨てるか、経済的コストを考えて何も捨てずにすべて再利用するかっていう問題です。
そのため観光用の宇宙船や一度宇宙に出て飛行する長距離用旅客機など経済性が重要なものは単独で宇宙に行ける様な方向で計画されています。

まあとにかく、そんなシャトルはエネルギー保存則に反するだとか、昔の人が永久機関を作ろうとしていたのと同じようなものではないか、といった指摘をされていますがそんな事は全くないですから。

回答No.29

asuca

＞火星へ行く意義を認めさえすれば有人飛行は必要だということに異議はありません。

そうですね。
たとえば地球上のガラパゴス諸島を研究することで進化の研究ができるのはガラパゴスが閉鎖された地域だったということが大きな要因ですよね。

それと同じように人類にとって道の閉鎖された地域に行くことは地球の歴史や生命の進化、などを知るのに役立ちます。
我々の寸できるところと違うところを調べるということは自分たちの住んでいる地域を調べるということにも通じるんです。

今のところ宇宙人の存在を証明されていませんがそれならば地球人はこの宇宙でひとりぼっちなのかという議論が昔からなされてきました。
違う星を探索することで少しはその謎の解明、地球にのみ奇跡が起きたのかという議論に少しは進展をもたらすことができます。
今までの探査では生命の痕跡は発見されていませんがこの探査方式にも疑問というか限界があります。
たとえば砂とか岩とかを密閉してそこに酸素などのガスを充満させたり栄養ジュースと呼ばれるものをかけて何かの組織変化が起こらないか程度で調べています。
当然顕微鏡などでの検査は実用レベルでなされていません。
人間が実際に火星にいっていろいろな探査装置で調べることでロボットなどでは無理な探索が行えるんです。
それと深い知識を持った科学者クラスの人がいればカメラで等したものではなかなか見つけれない何かの違和感などを見つけてそこを探査することで効率的に探査を行えます。
人類が月にいったときも最初はただ月にいくことだけが目的でしたがアポロ計画の後半というかほとんど最後のミッションでは地質学の知識を十分に持った人たちがいったことで月の地質学調査がかなり進みました。

回答No.28

First_Noel

原子力推進について，直接ではありませんが，推進系は私の専門に入りますので，再度失礼致します．

熱推進方式の噴射の反作用で推進力を得るとき，ノズルの直前の前室での
ガスの温度と圧力が高いほど，推力は大きくなりますし，比推力や効率も良くなります．
原子力推進では，確かに核分裂によって出る熱を使いますが，推進剤には放射性物質ではないガス，
例えば水素とか窒素とか，水とかヒドラジンとかを使うことになります．
構造上，推進剤に放射性物質が混入することはあり得ません．
暴走によって隔壁が溶けると言うことがあれば，勿論放射性物質が混入して噴射される危険も
あり得ますが，通常この構造のものや，原子力電池などでは，地上の原子力発電のような
高純度の放射性物質を使う訳ではありませんから，暴走して融解・・・と言うことは
絶対にあり得ません．

でももし今回のシャトルの事故で原子力電池なりが入っていたとしたら，当然，
放射性物質を大気中にばらまいていたことでしょう．
しかし今回の事故の破片の広がり具合や，万一原子力電池があってもガス化して大気に
拡散することを
考えますと，地面や宇宙からの自然放射線よりも放射線量は小さくなるように思います．

あと，途中からすみません．

＞「エネルギー保存則とはエネルギーの合計は何が起こっても同じであるという法則」ではありません。

エネルギー保存則については，まさにこの通りです．
しかし開放系を工学的に考えると，有効利用されないエネルギーもありますので，
効率と言う概念が生まれます．即ち，損失があります．

＞力学的エネルギーに限って言えば、軌道上では地上に比べて、万有引力による
＞位置エネルギーが余分に必要ですし、「ささえ」のない空間では、軌道を維持
＞するための速さに匹敵する運動エネルギーも必要ですので、総和としては大きな
＞エネルギーが必要です。

質問者さまの御意図としては，エンジンの効率など，軌道へ至るまでに
損失するエネルギー分を含めたものではないでしょうか．
そう仮定しますと，

＞化学的エネルギーまで含めて考えた場合には、空気の抵抗によって失われる分、＞地上より軌道上の方がエネルギーの総和は少なくなります。

の通り，空気の抗力や，エンジンの熱効率が１００％ではないことにより，
Ｖ０＝（地上での重力ポテンシャル＋加えたエネルギー）の一部は大気中へ熱エネルギーとして
散逸してしまい，Ｖ１＝（軌道上での運動エネルギー＋軌道上での重力ポテンシャル）は，
Ｖ０より小さくなる（Ｖ０＞Ｖ１），と言うことでしょう．

勿論，Ｖ１に散逸した熱エネルギーを含めますと，Ｖ０＝Ｖ１，となりますが，
現実的にこれは不可能です．

回答No.27

noname#3111

>「エネルギー保存則とはエネルギーの合計は何が起こっても同じであるという法則」ではありません。

ここを否定されても困ってしまうのですが。
例えば、車輪が回っているとします。
その時ブレーキをかければ車輪の回る速度が遅くなりますね。
この事だけを見ると車輪の速度が遅くなっているのでエネルギーが失われたように見えます。
しかし実はブレーキをかけるとブレーキは熱くなっていて熱というエネルギーを得たことになります。
つまり車輪とブレーキという全体でものを見ると最初に回っていた車輪の持っているエネルギーは、ブレーキで遅くなった車輪の持っているエネルギーとブレーキが車輪からもらった熱のエネルギーを足したものと同じです。
要するに出来事の前後でエネルギーの合計は全く変わっていないわけです。
これがエネルギー保存則なんですが。

>力学的エネルギーに限って言えば、軌道上では地上に比べて、万有引力による位置エネルギーが余分に必要ですし、「ささえ」のない空間では、軌道を維持するための速さに匹敵する運動エネルギーも必要ですので、総和としては大きなエネルギーが必要です。
化学的エネルギーまで含めて考えた場合には、空気の抵抗によって失われる分、地上より軌道上の方がエネルギーの総和は少なくなります。

この発言から推測するにエネルギー保存則を勘違いしていると思いますよ。

>　潜水艦に積まれていることを考えると、大きさ的には入りそうですが、原子炉をシャトルの動力源にするのは非現実的でしょう。放射性物質を噴射するわけにはいきませんし、大気圏内で事故を起こせば洒落になりません。

原子力を推進力にするというのは何もストレートに放射性物質を噴射して推進力を得るなんていうばかげた物ではありませんよ。
例えば最近の話ですが、NASAが原子力ロケットを開発すると発表しています。
これは原子炉で高温に加熱した物質を噴射して推進力を得るという方法だそうです。
まあこれに関しては地球を脱出する方法ではなくて地球から火星までの宇宙空間を移動する時の推進力として使うそうですが、それにしても原子力を使うというのは現時点ですらここまで現実的になってきている話なんです。

お礼

エネルギー保存則には、「エネルギー的な閉鎖系では」という条件がつきます。どこまでを系と考えるかで保存されるかされないかがかわります。
　究極のエネルギー保存則では宇宙全体を考えるわけですが、ここではそれを言ってもしょうがないでしょう。
　私には、あなたのほうが勘違いしているように思えます。
　もちろん原子力を使うにしても、加熱した物質を噴射すると発想するのが普通でしょう。ただそれは、軌道を維持するだけなら推進力の要らない宇宙空間だから可能なわけで、熱伝導というかなり遅い「反応」を含みますので、大気圏を脱出するのには使えないでしょう。

回答No.26

doya

シャトルに関して調べていて、この質問にたどりつきました。
全ての回答が、非常に勉強・参考になりました。

さて質問の本意が、いまひとつよくわかりません。（すみませんけど）
●「有人」宇宙開発は必要なのか？
●現在の宇宙開発で、宇宙空間で「有人」作業が必要な具体的な内容について。
●シャトルは最適な「有人宇宙飛行」システムか？（…難しい…）
勝手に考えましたが、このような内容でしょうか？

安全面からいえば、完全無人化が理想だと思います。もちろん人自身が宇宙に行く必要がある研究や、人が宇宙に行きたい動機がある場合は別ですが。
現状では技術と信頼性の面で、無人化できないということだと思います。おそらく、具体的な内容を求められているのでしょうが、具体的なことは知りません。ですので想像です。
技術と信頼性の面で無人化できない＝機械より人の方が優れている、とも言えます。
この点については、例えば飛行機のテストパイロット（訓練された究極のスペシャリスト）が、テスト中のトラブルで機体が破損した時に、常識では考えられない対処を行い生還した事例などがあてはまると思います。ある程度リスクを背負うテストパイロットだけでなく、商業航空機でも優れたパイロットによる同様の事例はあります。
人の方が低コスト、というより、より安全である、というケースは想定済みなのでしょうか？（より安全である証拠が必要ですね。その点は非常に不充分です）

最近の日経新聞に、コロンビア事故で有人宇宙飛行について見直しを求めるべきでは？といった海外のマスコミの報道内容を、伝える記事がありました。その中に「現在人が必要なミッション（シャトル、ISS全てかどうかは不明）は****件あり、研究内容自体について今後要否を慎重に検討する必要がある」というような部分があったのですが、肝心の新聞が見当たりません…。（捨ててしまった？）参考にあげたかったのですが、確かかなりの数でした。（残念です）
またNASAの事故後の公式報告の中でも、今回のミッションに関して、宇宙飛行士達が臨機応変に実験内容を修正して成果を上げた、という内容がありましたので一度探してみてください。

的外れでしたら、すみません。この質問・回答がとても勉強になりました。
では、失礼します。

お礼

ご回答の大勢は、「人自身が宇宙に行く必要がある研究や、人が宇宙に行きたい動機がある」という方向ですね。

回答No.25

asuca

＞表現が悪かったですね。論争する気はありません。

私も論争するつもりで書いたことではありません。
ただ、ずっと長い間宇宙へいくことをあこがれていてそれをようやく果たしたのに不幸なことになってしまった人たちを含めて配慮してほしかっただけです。

補足

私の質問がきっかけで、議論が展開されることは光栄です。
　お互い感情的にならずに、最大限相手の主張に耳を傾けていただきたいと思います。