宇宙(軌道)エレベータは可能か、けん玉で考えると

質問

宇宙(軌道)エレベータは不可能なのにできると考えるそうです。
できないと考えませんか。

宇宙(軌道)エレベータは糸で３体をつなぐそうです。地球と静止衛星とカウンターという３体をテザーというカーボンファイバーを素材にした糸でつなぐそうです。
３体を糸でつなぎ、３体に働く潮汐力という力に頼り、鉛直に長軸を向けた数十万キロメートルの構造を作るそうです。
　これは不可能です。

　たとえばカウンターと静止衛星を身近なおもちゃで模擬してみましょう。
　まず宇宙(軌道)エレベータを２分割して対応するおもちゃをみましょう。おもちゃとはけん玉です。玉がカウンターです。カウンター以外の残りの宇宙(軌道)エレベータをけん玉の持ち手と考えてみましょう。
けん玉の持ち手をつかむと、玉は持ち手から糸で吊られ、垂れ下がります。
　地上では間違いなく垂れ下がります。静止衛星上の宇宙飛行士にけん玉を持ってもらうと、玉はふわふわと漂い、垂れ下がることも浮き上がることもないでしょう。糸を長めに繰り出しても玉の位置は変わりません。

　しかし宇宙(軌道)エレベータ推進派の論理では玉が垂れ下がらず、かならず鉛直に潮汐力で浮くといいます。

　そしてけん玉の糸を繰り出すほど、宇宙に向けて鉛直に伸びるといっています。
言わなかったとしても、論理はそういう矛盾を含んだ構成です。

　けん玉の姿を見れば、静止衛星から赤道付近のどこかの地上まで糸は揺れながら垂れ下がる可能性はあります。
　その理由は「けん玉の持ち手をつかむと、玉は持ち手から糸で吊られ、垂れ下がります」という現実があるからです。
　しかし宇宙(軌道)エレベータではこの事実に反して、さらに論理に矛盾、自己矛盾、自家撞着してカウンターが浮くと言っているのです。
　糸を繰り出して、静止衛星からカウンターを浮かすことができないのですから可能な建築物ではありません。

回答No.20

CC_T

18*> 力と加速度と、力の一切働かない慣性運動の定義を噛みしめて

慣性運動自体の認識から異なっているようでは、議論がすれ違うのも当然です。
貴方は衛星に関する思考の上で、座標系を混同されています。故意に無視しているのやも知れませんが、例えるなら「平らな平面の上をまっすぐ滑っていくドライアイスは等速直線運動すなわち慣性運動をしているから、ドライアイスには一切の外力が働いていない。（＝つまりドライアイスの中は無重力（無重量）状態である）」と言っているようなものです。
貴説に従えば、一切の外力を受けていない『慣性運動』している静止衛星からアンドロメダめがけて拳銃を発射すると、弾は銃口を出た地点とアンドロメダを結んだ線上を等速の『慣性運動』で飛び続けるってことになるはずですが、本当にそうでしょうか？
拳銃の弾の初速はたかだかマッハ幾つってところですから、静止軌道から発射したとしても第二宇宙速度には到底及びません。結果、アンドロメダに到達どころか、地球の周りを回る楕円軌道を描くのが関の山でしょう。

古典物理であるニュートンによる運動法則を見直すべきです。
「外力が一切働かない慣性運動」については、第1法則で「すべての物体は、外部から力を加えられない限り、静止している物体は静止状態を続け、運動している物体は『等速直線運動』を続ける」として表現されています。これに対し人工衛星は、常に主星の重力という外力を受けた『等速円運動』です。つまり重力による向心力を受けて運動している状態ですね。非慣性系、この場合は回転座標系で見たものを慣性座標系として扱うから、遠心力は働かないと曲解されているようです。

確かに遠心力は「見かけの力」とも言われるものですが、「遠心力なんていう『力』は無い」という説明においても、それが単に慣性力や向心力で説明できるというだけで、遠心力に相当する力成分が働くこと自体を否定してはいないはずです。
更に曲がった空間の概念も表記されていましたが、こちらも運動の進路や速度が変更されるのですから「曲がった空間」自体が外力として作用するという事を貴方は無視されています。ニュートンの運動第一法則で言う『等速直線運動』を妨げるものは、それが何であれ外力です。
重力により曲がった空間で一切の外力を受けない運動をすれば、それは曲がった空間自体を無視して「等速直進運動」するということ。３次元人から見りゃ、一種のワープでしょう。

以上指摘させていただきますので、再検討をどうぞ。
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もはや以下は蛇足ではありますが。

19*> 設問や回答にこの共鳴がどう関係あるのですか。何に障るのでしょう。
当方は「軌道共鳴」は潮汐力によるものと結論付けている説を採っています。それで当面の不都合なく現実を説明できるからです。かえってあなたのファイヤーダンス論ではこの共鳴に対し何ら答えを与えてくれそうにはないと見えます。潮汐力というものがなく炎は円周方向にたなびくものであるならば、海の水は干満を繰り返す事なく、回転する地表の「羽」に相当する東海岸の湾部でおおいに盛り上がることでしょう。

19*> 慣性運動では外力Ｆがない。
外力Fが無い場合は等速直線運動。静止衛星は外力である地球の重力と遠心力が釣り合った状態にある(角)運動状態です。

19*> いいえ『「地球を向いた慣性ベクトル」』には決してなりません。
太陽を公転している地球からしても、冬の真夜中に南中するオリオン座は、夏の真夜中には地球の裏側（つまり太陽側）になる。同様に、地球を公転している静止衛星にとってある瞬間の反地球方向は、約12時間後には正地球方向になる、という事を言いたかったのですが…。

19*> 「ロケット使って時々刻々地球から離れる向きに引っ張り続けないと、テザーが張れない」
そのロケットは反地球方向に噴射軸線を合わせていてはダメです。元衛星軌道＋引き出したテザーの長さ分の軌道半径で地球を周回しているんだから、進み回転の方向にも加速しないと衛星の公転に置いて行かれて衛星から見た「反地球方向」に位置していられなくなります。
衛星の公転に追いつくために公転方向への加速が必要です。添付図(2)参照
外力を受けずに『慣性運動』している静止衛星から飛び出したロケットは、黙っていても元の衛星と同じ角運動量を持っているから、元衛星と同じ角速度で勝手に地球の周りを回ることができる・・・なんて事あるわけないです。
※なお、宇宙機が軌道を離れて地球に帰還する場合、進行方向にノズルを向けて「減速」することにより遠心力を小さくし、重力に従って高度を下げている事を申し添えておきます。

19*> 一瞬に布を通るのだから脱水機は瞬時の0.1秒に脱水完了となるべきです。
お風呂でタオルを使って水面下に空気を閉じ込めて遊んだ事が無いのでしょうか？　ファイアダンスの空気抵抗と同じく、貴方は繊維と水の表面張力についても軽視しすぎです。
遠心力の大きさは物の質量に比例します。脱水槽の動きを傍で観察していると、始めに勢いよく水が出てきた後は水の勢いは漸近的に減少し、飛び散る水滴も小さくなります。繊維の間に残る水が少なく（細かく）なり、遠心力が表面張力を上回れなくなったらそれ以上の脱水はできません。したがって1時間回そうが２時間回そうが、脱水槽から出した衣類は乾燥せずにまだ湿った状態です。そこに何ら矛盾はないです。

19*>　すなわち遠心力とは慣性から生じる慣性力の仲間です。
この１文については同意できるのですがね・・・。
ところで、ふた昔前の洗濯機ならいざ知らず、現代の洗濯機では脱水槽は一定回転に達したらクラッチを切るなりコイル通電を止めるなりして無動力の惰性回転している時間があります。この無動力回転状態は貴方が言う外力ゼロの『慣性運動』とほぼ同じ状態のはずで、布が水を押すなんてことも起きないでしょう。現実はこの間も脱水が進んで水滴が出てきます。

19*>　どちらを吐き出しにするかでベーン(羽)フアンランナーの傾きは使い分けます。
シロッコファンは回転方向を変えても、風の流れる向きは同じです。私の言が信用できなくとも、複数の送風機メーカーが表明している事。
https://www.showadenki.co.jp/files/pdf/DENCYOKU_manu.pdf　http://www.mitsubishielectric.co.jp/ldg/ja/products/air/lineup/industrialfan/knowledge/sofuki_01_print.html
ちなみに、家庭用の水槽用送水ポンプや電動灯油ポンプなどの遠心型水流ポンプがありますが、これも正転逆転どちらでも水が流れる方向は同じです。安物にはランナーが傾いていない（つまり半径方向に平行な平板状）ものもありますね。これが問題ないのは脱水槽に羽がついていたらどうなるかと同じですから納得されると思います。
http://underwaterrobonet.org/oppama/seika/2_seika_b7-kerosene.pdf

19*> 空間の曲率のせいで人工衛星は楕円軌道の運動をします。
一般相対性理論ですね。しかしそれは重力の影響を空間のゆがみに「落ち込む」と見る事が出来ると表現しているだけです。空間の曲率が影響するということはすなわち外力が働くということです。

19*> これらは慣性運動なので外力もなく、仕事の発揮としての力もない運動です。
鉄棒に働く「外力が無い」状態なら鉄棒は接線方向に飛んでいくわけで、電磁石を中心に回転することなぞできません。
一端におもりをつけたバネを他端を中心にして回転させると、「外力が働いていない」ばねの変形量はゼロのはずですが、実際ばねは回転に応じて変形します。エネルギー保存則から言って、ばねがおもりを引く力とおもりがバネを引く力は等しく、現実にばねが伸びたという事はおもりがバネを引く仕事をしたってのと同義です。
衛星軌道上を公転している衛星は、自由落下を続けている状態と同じです。慣性で前に進みながら重力の影響で主星側に「落ち」て、その結果として周回軌道を描いている。空間が曲がっている結果であろうと、重力という外力を受けていることに変わりはないのです。

他、他者様の回答分ですが、あちらはもう回答する意欲も無くされたようですから横レス失礼。

16*> バトンでは風で消えぬ燃料を用いるのです。すると風に影響されず
16*> バトンの回転に起因した遠心力の有無は明確に観察できます。
これは可燃性ガスを含むスプレーで簡単に実験できますね。
https://www.youtube.com/watch?v=k3PrG6MTbjs
可燃ガスでも勢いよく進んでいれば、噴射孔まで炎が遡ってくることはありません。燃焼速度を超える速度では、着火点より上流側に燃焼が進むことはできないのです。遠心力云々とは別の話です。

16*> 回転が定常のとき手に持ったリボンがどうたなびいているかよく観察して下さい。
空気抵抗を無視して現象を見ちゃだめです。リボンは新体操で正弦波を描くように持ち手を動かせばほぼトレースするくらい、空気抵抗を受けやすいものです。
　https://www.youtube.com/watch?v=jn9R8bsNb6I
ハンマー投げなどもそうですが、これがリボンのように手先から回転の接線方向にたなびくように見えますでしょうか？

お礼

回答ありがとうございます。
Q18*> 力と加速度と、力の一切働かない慣性運動の定義を噛みしめて

A>慣性運動自体の認識から異なっているようでは、議論がすれ違うのも当然です。・・曲解されているようです。・・遠心力に相当する力成分が働くこと自体を否定してはいないはずです。

新Ｑ＞話は簡潔に願います。ひとりで大勢を相手にしているのに読むのも面倒です。字数も無駄なので割愛します。
宇宙(軌道)エレベータ推進派には慣性運動がなんであるか忘れた事を原因に、慣性から見かけに遠心力が現れるとわからない様子が見えます。遠心力という力は実存しません。

どの検索エンジンでもかまいませんが、「遠心力　慣性」のキーワードを例えばヤフーの検索窓に記入してＷＥＢ(インターネット)の記事を探し多数を読んでみて下さい。
あなたのように遠心力が実存と説明する記事が一つでも見つかるまで読んでみて下さい。あなたの主張を正当化する論はただの一つもありません。
遠心力は慣性の働きを計算しやすくさせるための便法にすぎないのです。
遠心力を実存したかのような計算上の便法は主観的な自分の座標から抜け出せない人間に必要です。しかし遠心力は存在しません。日本の教育現場では遠心力を使いそれが慣性であることも教えるのですが、「慣性の定義」理解して大事にしてもテストの点数には反映しないからか、回答者のように慣性がなんであるかを忘れる傾向があるようです。

Ａ＞更に曲がった空間の概念も表記されていましたが、こちらも運動の進路や速度が変更されるのですから「曲がった空間」自体が外力として作用するという事を貴方は無視されています。ニュートンの運動第一法則で言う『等速直線運動』を妨げるものは、それが何であれ外力です。・・ワープでしょう。

新Ｑ＞曲がった空間では、慣性運動する物体に対して曲がった空間から仕事をしません。これが外力の作用が存在しないという概念と等価です。
仕事は物体の運動エネルギーの増減を発生しますが、仕事をしないので運動エネルギーの出入り量は０です。したがって物理上に『「曲がった空間」自体が外力として作用するという事』はありえないのです。
ちゃんと物理の勉強をしてから回答に臨んでください。

Ｑ19*> 設問や回答にこの共鳴がどう関係あるのですか。何に障るのでしょう。
Ａ＞当方は「軌道共鳴」は潮汐力によるものと結論付けている説を採っています。それで当面の不都合なく現実を説明できるからです。

新Ｑ＞あなた自身から「「軌道共鳴」は潮汐力によるか」という問いをOKWAVEに設定して下さい。私の設問には無関係です。そして軌道共鳴は未知の現象と天文学上に結論されています。潮汐力原因説は証明のない通説にすぎないのです。

Q19*> 慣性運動では外力Ｆがない。
Ａ＞外力Fが無い・・動状態です。

新Ｑ＞「遠心力　慣性」のキーワードで記事を探し読んでみて下さい。遠心力は慣性の働きを計算しやすくさせるための便法にすぎないものです。便法を忘れ実存かのように思い込む傾向があるようです。

Ｑ19*> いいえ『「地球を向いた慣性ベクトル」』には決してなりません。
Ａ＞太陽を公転している地球から・・約12時間後には正地球方向になる、という事を言いたかったのですが…。

新Ｑ＞あなた自身から「「約12時間後には地球を向いた慣性ベクトル」か」という問いをOKWAVEに設定して下さい。私の設問には無関係です。

新Ｑ＞その他の反論もあなた自身から「？か」という問いをOKWAVEに設定して下さい。

回答No.19

CC_T

＊17より

>表面張力の少ない石鹸液状の液体を宇宙に静かに置きます。
いっそ輪っかになったロープを浮かべてみましょう。
方法はさておき、地球の引力と垂直な中心軸を持つ、半径ｒの円形に広がったロープを静止軌道（半径Ｒの円軌道）に浮かべてみます。初期状態は、ロープのすべての部位が角速度ωで地球の周囲を回っている状態です。さて、貴論では宇宙飛行士のハーネスはふわふわと漂い続けるとのことですが、このロープの輪っかもふわふわと無作為に漂い続けるのでしょうか。
否です。貴方も書かれたように、
＞ 引力（重力加速度Ｇ）は定数ではなく、高度に反比例して減ずる
ですから（おそらく省略して書かれたと思いますが、重力は「高度に反比例」ではなく「２物体の重心間の距離の2乗に反比例」です。念のため）、ロープの各部Ｒ±γ（但ｒ≧γ）に働く重力加速度は同じではありません。したがって、Ｒ±γの高さで必要な軌道速度も一様ではなく、Ｒ+γ側のロープは必要な速度よりも早く、Ｒ-γ側では必要な速度よりも遅い状態で移動していることになります。
Ｒ-γ側では必要な速度よりも遅い状態で移動しているということはどういうことか。速い話が地球に落ちるということですから、地球側のロープは地球側に向かって落ちていきます。
Ｒ+γ側のロープは必要な速度よりも早く動いているので、重力に逆らって高度が上がっていきます。
さて、そうするとロープはどういう形なるか。
棒状（多少弾力があるとしても、地球中心方向に長軸を持つ長楕円形）になるでしょうね。これが潮汐力と呼ばれる現象を説明したものですが、貴論ではこうはならないようです。ロープが輪っかのまま浮いていられるとする理由をどう説明されるでしょうか。

もう一つ、液体ではなく固体ですが、ウン十億年前から「月」が宇宙に浮いており、今では同じ面を地球に向けた状態で地球の周りを公転しています。木星のイオを始め、他の惑星の衛星達も自転周期と公転周期が一致しており、同じ面を主星に向けています。もちろん、それら衛星にリアクションホイールやロケットエンジン等の軌道修正機構が備えられているわけでもないのですが、それら衛星たちの自転周期と公転周期が一致している理由はなぜでしょうか。太陽の周りを１年かけて公転する地球の自転周期が24時間であるように、公転周期と自転周期が一致しないと存在できないって事は無いわけです。

＞ 宇宙(軌道)エレベータではそれ自体の構造を鉛直に引くために
＞ カウンターがＦを発生しなくてはなりません。
＞ 最初のカウンターはあまり大きな質量を用意できないので
＞ 大きなＦを得るにはαに大きな値が必要です。
貴論では潮汐力が働かないとしているために大きなＦが必要なのかも知れないですが、こちらはα＝潮汐力（＝遠心力、重力）であり、小さくともα＞０である限りテザー敷設に問題はないんですよね…。地球側と宇宙側に同時にテザーを伸ばすのに「大きなカウンター」なんて必要ないんです。
カウンターウェイトが必要なのは、地表からテザーを地球側に手繰る形でエレベーター（質量）が上昇する際に引っ張られて落ちないようにするためであり、最終的に小惑星帯から一個持ってきて結合して使う案などが想定されているようですね。でも敷設初期に大きなカウンターウェイトなぞ不要です。
テザーを適切な速度で送り出してやれば、潮汐力で張るのです…。本ＱＡでこの話は平行線のままですね。

> カウンターをロケットで加速すると加速度を初めて生じます。
そのロケットで「どちらに向かって」カウンターウェイトを加速しましょうか。外宇宙側？
では仮に、0時丁度にカウンターウェイトにほぼ瞬間的な力Fを与え、元の衛星から10m/sで反地球側すなわち外宇宙側に遠ざかる慣性力を与えたとしましょう。元衛星の側から何かをぶつけてもいいし、ロケット付けて加速するのでも方法は何でもいいですが、それ自体は貴論でも何の問題もない事と思います。
で、その瞬間の「外宇宙側」の方向に丁度アンドロメダ星雲があったとします。つまりカウンターウェイトは「アンドロメダに向かって10m/sで向かう速度ベクトル」を手に入れてアンドロメダ方向に進み始めるわけです。
アンドロメダに向かって10m/sで向かう慣性エネルギーを手に入れたカウンターウェイトですが、それによってそれまで地球を回っていた慣性運動エネルギーが全てキャンセルされているのでしょうか？
これはNoですよね（そうでなければ宇宙開発がどれほど楽なことか）。カウンターウェイトはアンドロメダ方向に進む速度ベクトルを手に入れて元の軌道を外れようとも、まだ地球を巡る軌道を飛んでいる状態です。
つまり、0時時点で得たアンドロメダ向きのベクトルは、衛星としての公転に従って約12時間後にはアンドロメダ方向が地球の背後側になって「地球を向いた慣性ベクトル」になってしまっています。せっかく地球を離れようとしたのに、また同じだけ近づいている事になりますね。これじゃ偏心した軌道に移っただけで、テザー貼るどころじゃあない。え、ってことはロケット使って時々刻々地球から離れる向きに引っ張り続けないと、テザーが張れないの？・・・貴論で言われているのはこれと同様の事でしょう。

＞ 時刻０からある時刻ｔまでの積分（ｖ）ｄｔ＝移動距離Ｌです。
＞ たとえばαが定数ならｖ（ｔ）/２＝αｔ/２＝Ｌです。
＞ 伸びた距離Ｌもαｔ/２＝Ｌ式にＦ、質量ｍが含まれていません。
＞ したがって力Ｆを求める事に無関係です。
＞ したがって大きなＬ、大きなｖから大きな力Ｆがあると考えると、
＞ 完璧な過ちです。
＞ 誤りに気づいて下さい。

その式によるとαｔ＝２Ｌってことになってますよ？
単位付けると、α[m/s^2]×t[s]＝Ｌ[m]　左辺と右辺で次元が一致していません。　
α[m/s^2]×t[s]＝ｖ[m/s] ならまだ良いのですが。

α＝０の等速運動の時、距離Lは時間ｔと速度ｖの積ですから、Ｌ＝ｖｔ。
初速ゼロからα一定での等加速度運動なら、Ｌ＝(αt^2)/2ですね。

＞ 一つ重大事項を書き落とされています。それは２体がもともと其々に異なる高度、
＞ 異なる接線速度で運動しているため、２つの別軌道上を運動していることです。
こちらが提示した条件を見落とされていますね。
「２球が地球に対して完全に静止した状態」から始めて自由落下、としています。わざわざカッコで括っただけの理由があるんです。つまり２球は地球に対して一切の運動をしていない「静止状態」からのスタート。「衛星軌道を周回している２球」ではないのです。

＞ 回転式脱水機の構造では羽の代わりに衣服の自体の水に対する抵抗発生が、
＞ 羽と同じ役割をします。
リンク先のフランシス水車の例をもって羽を衣服とすると、水は中央に向かって押しやられますね。脱水機では衣服は水を外側に押し出す向きに「たまたま」揃う？　また、衣服が脱水槽の内壁に張り付くのはなぜですか？　脱水槽のでっぱりが衣服を引っかけるからですか？
また、遠心分離機はどうして成分別の分離ができるというのでしょうか？

脱線になりますが、ついでにシロッコファンなどターボファンの例を引きましょう。
http://www.sato-fan.co.jp/sirocco.html
これは回転によって内から外に向かって空気を出すファンですが、回転方向とファンランナーの向きに注意して見てください。貴方がフランシス水車を見て考えた向きとは傾きが逆のはずです。これは誤植ではなく、この向きで風が出るんです。
ちなみに、リンク先のファンランナーが回転方向に対して前傾しているのはファンケーシングとの関係で発生する騒音を抑えるためであり、ランナーが後傾でももちろん風は出ます。

＞電磁石の中心を通る鉄棒に直交する直線に平行な線分上を、それぞれの
＞鉄棒が離れる方向で、鉄棒同士は離隔距離を増します。
＞鉄棒は等速直線運動を永遠にします。
そう。分離した瞬間の運動ベクトルに従って飛んでいくんです。円周方向後方にたなびくように動くなんて回答ならどうしようかと思いましたが、ここでは認識は一緒で安心しました。
ちなみにその平行線は磁力が切れた時点の各鉄棒の重心位置を通っているという認識も同じと思います。
なぜ接線方向に飛ぶか。それは、磁力による向心力が無くなるためにその時点での運動ベクトル（接線方向）に向かうわけですよね。
では、鉄棒の先に更に鉄棒をつけたらどうでしょうか。鉄は誘磁体ですから、電磁石がonであれば幾つか鉄棒をくっつけることができるでしょう。
電磁石側から順に鉄棒1,鉄棒2,鉄棒3と計６本の鉄棒がくっついた状態で等速回転させ、電磁石をOFFしたとしましょう。鉄棒1,2,3の慣性エネルギーは一様ではありませんから、平行線上を飛ぶ鉄棒の速度は異なり、鉄棒３の方が鉄棒１より早く進むんじゃないですか？

お礼

ご回答ありがとうございます。
Ｑ>表・・液体を宇宙に静かに置きます。
Ａ＞・・地球の引力と垂直な中心軸を持つ、半径ｒの円形に広がったロープを静止軌道（半径Ｒの円軌道）に浮かべてみます。・・どういう形・・なるか。
棒状（多少弾力があるとしても、地球中心方向に長軸を持つ長楕円形）になるでしょうね。・・ロープが輪っかのまま浮いていられるとする理由をどう説明されるでしょうか。

新Ｑ>棒状になるのに時間がかかると、エレベータ推進派はいいます。回答者は以前に速度の表を作られましたから回答者は感じられぬ小さい力、時間がかかると潮汐力を解説しました。もし棒状になると考えるならすぐ実機上で実験してみましょうよ。「ロープが輪っかのまま浮いていられるとする理由」は潮汐力があなたの思い願う現象には現れないからです。慣性運動のロープは、ロープになんの外力も働かないので、その形を変える理由がありません。
決着には実験するのが一番です。

Ａ＞・・「同じ面を地球に向け・・惑星の衛星達も自転周期と公転周期が一致しており、同じ面を主星に向けています。・・地球の自転周期が24時間であるように、公転周期と自転周期が一致しないと存在できないって事は無いわけです。

新Ｑ>　「自転周期と公転周期が一致」という現象を共鳴と天文学では呼びます。この共鳴は今の天文学では未知の現象です。地球が共鳴とかけ離れている事も原因原理は未知です。設問や回答にこの共鳴がどう関係あるのですか。何に障るのでしょう。

Ｑ＞・・構造を鉛直に引くために・・ 大きなＦを得るにはαに大きな値が必要です。
Ａ＞・・α＝潮汐力（＝遠心力、重力）・・潮汐力で張るのです

新Ｑ>前の前のお礼欄と補足欄に書き入れた分をよくお読みください。慣性運動では外力Ｆがない。外力Ｆがなければ加速も発生せず、宇宙(軌道)エレベータに必要な建設力やエレベータの運営原動力は得られません。
遠心力と引力場の曲率、慣性運動、加速度、速度、力の関係式を勉強して確かめて下さい。
Ｑ>ロケットで加速すると加速度を初めて生じます。
Ａ＞そのロケットで「どちらに向かって」カウンターウェイトを加速しましょうか。
新Ｑ>鉛直方向に地球と反対の宇宙を目指して引っ張ります。この方法では従来と燃費には差がありません。したがって宇宙(軌道)エレベータを作った意味がない。

Ａ＞・・カウンターウェイトは・・アンドロメダ方向に進み始めるわけです。・・・・約12時間後にはアンドロメダ方向が地球の背後側になって「地球を向いた慣性ベクトル」になってしまっています。せっかく地球を離れようとしたのに、また同じだけ近づいている事になりますね。

新Ｑ>いいえ『「地球を向いた慣性ベクトル」』には決してなりません。共鳴の惑星たちと人工の静止軌道衛星はことなります。人工衛星は共鳴していません。したがってまた近づくことはありません。

Ａ＞・・ロケット使って時々刻々地球から離れる向きに引っ張り続けないと、テザーが張れないの？

新Ｑ>やっとわかってくれますか。「ロケット使って時々刻々地球から離れる向きに引っ
張り続けないと、テザーが張れない」ずいぶん口を酸っぱくしなければ通じないですね。

Ａ＞その式によるとαｔってことになってますよ？　・・初速ゼロからα一定での等加速度運動なら、Ｌ＝(αt^2)/2ですね。
新Ｑ>そのとおりです。　αｔ＝２Ｌはｔを一個掛け増やしてαｔｔ＝２Ｌとそうしてください。
力ＦはＦ＝ｍαですから、力の存在を示すには左辺のＦまたは右辺のｍαの値を示すべきです。ｖ=αｔやＬ＝(αt^2)/2ではＦの存在を示せません。以前に回答者は表をつくりましたが、時刻対速度の表、時刻対距離では、Ｆやmαを含まない式なので、意味がありません。そして人工衛星は慣性運動なので外力の作用がないため常にα＝０なのです。

Ｑ＞ ・・２体がもともと其々に異なる高度、異なる接線速度で運動しているため、２つの別軌道上を運動していることです。
Ａ＞こちらが提示した条件・・２球は地球に対して一切の運動をしていない「静止状態」からのスタート。「衛星軌道を周回している２球」ではないのです。

新Ｑ>２球は同じ周期、同じ角速度と回答者からの条件設定がありましたので、今述べられている静止状態とは違います。前回と話が違います。話題としたい希望があるなら今回のＯＫＷＡＶＥ設問と私とは無関係に新しく回答者が設問(スレッド)を別に立てて下さい。

Ｑ＞ 回転式脱水機の構造では・・抵抗発生が、羽と同じ役割をします。

Ａ＞・脱水機では衣服は水を外側に押し出す向きに「たまたま」揃う？

新Ｑ>『脱水機では衣服は水を外側に押し出す向きに「たまたま」揃う』のです。いうならば脱水機は瞬時の0.1秒に脱水完了となるべきです。たとえば布で水をすくえば、直ちに底から抜け、まるでざるで水をすくう様に一瞬で落ちるのです。一瞬に布を通るのだから脱水機は瞬時の0.1秒に脱水完了となるべきです。しかし予測に反して１０分から１５分も脱水完了までに時間がかかります。
これは脱水機に羽構造がないため、行き当たりばったりの確率現象を繰り返して障壁に当たらない限り水が送り出されないからです。

Ａ＞衣服が脱水槽の内壁に張り付くのはなぜですか？　・・た、遠心分離機はどうして成分別の分離ができるというのでしょうか？

新Ｑ>遊園地では脱水槽に張り付く衣服のように人間が大きな槽に張り付く乗り物があります。なぜ張り付くか説明すると、回り始めると自分だけ止まっていられるわけもなく、槽の床に立ち止まったった自分は一緒に槽の速さで回り始めます。すると円周の接線方向に続けようとする慣性運動が自分の体に発生します。すると槽の壁が慣性運動の接線を向いた進行方向に立ちふさがるので壁に体が押し付けられるのです。これが原因です。
すなわち遠心力とは慣性から生じる慣性力の仲間です。脱水機の水は流体なので空間を自由に流れ滑り遠心力に変換できる慣性運動をしません。

Ａ＞脱線になりますが、ついでにシロッコファンなどターボファンの例を引きましょう。
http://www.sato-fan.co.jp/sirocco.html
これは回転によって内から外に向かって空気を出すファンですが、回転方向とファンランナーの向きに注意して見てください。貴方がフランシス水車を見て考えた向きとは傾きが逆のはずです。これは誤植ではなく、この向きで風が出るんです。・・ファンランナーが回転方向に対して前傾・・ランナーが後傾でももちろん風は出ます。

新Ｑ>ついでが脱線して嫌なんですが、説明しましょう。シロッコフアンには軸中心と、回転外周の一部の2か所に流管口を設定し、流体（風）の通り道とします。２つのどちらか一方が、風流を吐き出す、反対が吸い出すように使います。どちらにも設定できます。
どちらを吐き出しにするかでベーン(羽)フアンランナーの傾きは使い分けます。傾きは効率に影響しますが、反対に向けても全く使えないわけではありません。使えるのは脱水機と同じ確率と効率の原理が理由です。

Ｑ＞電磁石の中心を通る鉄棒に直交する直線に平行な線分上を、それぞれの鉄棒が離れる方向で、鉄棒同士は離隔距離を増します。鉄棒は等速直線運動を永遠にします。
Ａ＞分離した瞬間の運動ベクトルに従って飛んでいくんです。・・その時点での運動ベクトル（接線方向）に向かうわけです
新Ｑ>この運動を慣性運動と言います。そして我々の身近では空間の曲率がほぼ平らなので直進運動をします。しかし実際に地球の大きさで見ると重心を中心に曲率が窪んでいるので同じ慣性運動なのに空間の曲率のせいで人工衛星は楕円軌道の運動をします。

Ａ＞鉄は誘磁体ですから、電磁石がonであれば幾つか鉄棒をくっつけることができるでしょう。電磁石側から順に鉄棒1,鉄棒2,鉄棒3と計６本の鉄棒がくっついた状態で等速回転させ、電磁石をOFFしたとしましょう。鉄棒1,2,3の慣性エネルギーは一様ではありませんから、平行線上を飛ぶ鉄棒の速度は異なり、鉄棒３の方が鉄棒１より早く進むんじゃないですか？

新Ｑ>上記の場合には慣性運動と慣性にはエネルギーは無関係です。それでもなんか言えとなれば、運動エネルギーは0です。慣性はモーメントと質量、回転数、速度で表されますが、フライホイール以外の装置において慣性はエネルギーには無関係です。例外としてフライホイールでは回転モーメント×角速度の積に運動エネルギーが保存回生できます。
「鉄棒３の方が鉄棒１より早く進むんじゃないですか？」では、鉄棒３の方が鉄棒１より早く進みます。それはエネルギーと無関係です。等角速度のとき径ｒを引数に円周の長さｂがｂ＝2πｒという関数で表されるので、同じ長さの鉄棒でそれぞれが長さ２ｘとすれば、重心の位置の径により、鉄棒の重心の接線速度が円周の長さに比例するので、鉄棒１では速度が2πｘ、鉄棒2では速度が６πｘ、鉄棒３では10πｘという正比例関係になるのです。
　これらは慣性運動なので外力もなく、仕事の発揮としての力もない運動です。鉄棒3を宇宙(軌道)エレベータにあてはめたところで、それがエレベータの建設や運用に役立わけではまったくありません。

回答No.18

CC_T

おっと、先の回答17に２点修正が。

17誤> 数gの加速しかできないイオンエンジン積んだ衛星だって、
17修> 数gfの推進力しかないイオンエンジン積んだ衛星だって、

17誤>天側と地側を同じ角速度で動かすと、遠心力によって天側の球には
17誤> 天側に移動させようという力が働く。それが潮汐力です。
「天側に移動させようという力」は遠心力って書いたところなのに、「それが潮汐力」と繋げたのは表現として拙かったですね。ちょっと文章が長くなりますが、言いたいことをちゃんと書くならば…
天側の球を地側の玉と同じ角速度で動かした場合、天側の球にかかる遠心力は重力を上回って天側の球は天側に移動しようとする。
もちろん、天側の球を地側の球と同じ角速度で動かすためには外力を加えないとできないことで、貴方なら「エンジンが必要」と言われるのかもしれませんが、エンジンが無くても地側の玉と天側の玉を同じ角速度で動かす方法があります。その方法は「両者を繋ぐ」という簡単なこと。紐よりも剛体で接続するとした方が考えやすいですね。
数字の８の字のようになった天地２球。この状態で軌道上に浮かべることに何の問題もない事は異論ない所と思います。全体が同じ角速度で動くのですから、その軌道は全体の質量中心、つまり８の字の交点部分が通る地球周回軌道となっています。
もちろん２球を天地方向に並べようと軌道接線方向に並べようと、何なら任意に回転させたとしても、とる軌道は同じ。全体の重心位置が通る地球周回軌道が、この物体の軌道となります。
さてそこでです。地球の対地同期軌道（静止衛星の軌道）に天地方向に２球並べたものを置いてみましょう（よもや接続した２球を軸が天地方向を向いた状態にして対地同期軌道に浮かべる事はどうやっても不可能だと言い出しはされまいと思いますが？）。

言うまでもない事ですが、衛星軌道上にあるという事は、軌道上を周回することによる遠心力と衛星に働く重量が「釣り合っている」状態です。つまり今の場合、８の字の交点位置が通る対地同期軌道の角速度でもって慣性運動しているのですから、天側の球はその高度にしては早い角速度で、地側の球はその高度にしては遅い角速度で地球を周回している状態です。
それがどういうことか。
天側の球だけでみると遠心力が重力を上回り、地側の球では重力が遠心力を上回っているわけです。今、両者を剛体で接続しているので両者の位置は変わりませんが、接続している剛体には天側に異動しようという天球側から引っ張られる力と、地球に落ちて行こうという地側の球から引っ張られるちから、つまり天地方向に張力が掛かることになります。この張力こそがすなわち潮汐力です（あぁ長かった）。

さあ、この「剛体」が作業衛星としましょう。天側の球は天側のテザー繰り出し機、地側の球は地側のテザー繰り出し機です。どうでしょうか。天側では遠心力が重力を上回り、地側では重力が遠心力を上回っています。テザーの繰り出しは不可能でしょうか？

お礼

ご回答ありがとうございます。
Ａ＞おっと、先の回答17に２点修正が。
新Ｑ>いくつもの修正は前回のお礼欄と補足欄の前では無意味です。ご覧になって下さい。

Ａ＞数字の８の字のように・・（あぁ長かった）。
新Ｑ>ほんとに長い夢想です。前回のお礼欄と補足欄の前では無意味です。ご覧になって下さい。力と加速度と、力の一切働かない慣性運動の定義を噛みしめて前回のお礼欄と補足欄をご覧になって下さい。

Ａ＞さあ、この「剛体」が作業衛星としましょう。天側の球は天側のテザー繰り出し機、地側の球は地側のテザー繰り出し機です。どうでしょうか。天側では遠心力が重力を上回り、地側では重力が遠心力を上回っています。テザーの繰り出しは不可能でしょうか？

新Ｑ>前回のお礼欄と補足欄の前では無意味です。ご覧になって下さい。力と加速度と、力の一切働かない慣性運動の定義を噛みしめて前回のお礼欄と補足欄をご覧になって下さい

回答No.17

CC_T

13より。

13*>　そして水玉はまるいままで鉛直を向いた楕円球の形状になった事もありません。
⇒たかが直径数センチの水滴にどれだけの潮汐力が働くと…いや貴論では潮汐力が働くこと自体がないのでしたっけ…。
空回りの説明になりそうですが一応書いておくと、『潮汐力が働いてはいるが（ナノグラム単位未満かな）、表面張力による「球状を保とうという力（表面積を最小に保とうとする働き）」が上回っている』にすぎません。

13*> 加速度は速度に無関係、
加速度は速度の単位時間当たりの変化量。その程度の認識は当方にもあります。
13冒頭の計算については、「移動の速度が遅いことは、加速度がミクロに小さいということ」という貴方の書き込みに対して、いくら小さくとも同方向への加速状態にあれば速度は小さいままではいないという事を書いたまで。数gの加速しかできないイオンエンジン積んだ衛星だって、秒速ウン十kmの速度で移動できるというようなことを示したまでです。

13*> そして高度に反して減じるので、
と書かれているのは「何が」減じるというのでしょうか。加速度？速度？引力？
御面倒でもここは「地球の衛星軌道上を周回する」という事の物理的意味についての認識のすり合わせが必要です。

＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝＝
あと例えば、こんな例はいかがでしょうか。

衛星軌道上に、同形状の球２つを連結しないままで天地方向に並べたと考えます。ついでにこの球は互いの質量による引力の影響が無視できるように、密度が十分に小さい物でできているとしておきましょう。

13*>本来の引力は高度の関数です。
と書かれているので、引力（重力加速度）の大きさは、地球の重心からの距離によって変化する事はご理解の上と思います。ということで、この場合は地球が「地側の球」を引っ張る力の方が「天側の球」を引く力よりも大きい状態ですね。

遠心力や潮汐力なんてものは一旦わきに置いて、
(1)初期状態を「２球が地球に対して完全に静止した状態』から始めて自由落下させる
事を考えます。この場合、２球は接したままで地球側に向かって落ちていくでしょうか。
否、ですよね。
地側の球を引っ張る力の方が天側の球を引く力よりも大きい状態ですから、重力による加速度は常に地側にある方が大きい。したがって、２球の間はだんだんに開きながら地球に落下していくでしょう。

では次に、
(2)初期状態を２つの玉が同じ角速度で地球の周りをまわっている状態とする
とどうでしょうか。
お分かりと思いますが、実はこれは前提条件自体が成立しないんですよね。
２つの球はその直径分だけ軌道要素（地球からの距離）が異なるため、天側の球が地側の球より早く動かないと、「２球が接したまま同じ角速度で地球を周回する」ことはできない。
初期状態と同じ高度で周回する場合、天側の球の角速度は地側の球より遅くなる。これがケブラーの扇の話を出した理由であり、『けん玉の玉が離れる』理由でもあるのです。
つまり、天側と地側を同じ角速度で動かすと、遠心力によって天側の球には天側に移動させようという力が働く。それが潮汐力です。

さて、この(1)(2)の内容を貴方がどのように否定されるのか、ご意見書いただけますでしょうか。

13> 火の玉理論に従えば、回転式脱水機では脱水できないことになります。
と、
13> タイマー付きの電磁石を中心として２本の鉄棒を１本にくっつけ、宇宙で回転
13> させたとします。回転の途中で電磁石が切れるとどうなるでしょうか。
の２文についての反論・御見解もお待ちしております。

お礼

ご回答ありがとうございます。
Ｑ13*>　そして水玉はまるいままで鉛直を向いた楕円球の形状になった事もありません。
Ａ⇒たかが直径数センチの水滴にどれだけの潮汐力が働くと…・・表面張力・・が上回っている』にすぎません。

新Ｑ＞軌道上で利用可能な潮汐力の有無の測定を提案します。
表面張力の少ない石鹸液状の液体を宇宙に静かに置きます。または棒状で鉛蓄電池の浮沈型比重計のような浮沈子を宇宙に放っても潮汐力の有無が明確に測定できるはずです。
　潮汐力があれば重心を中心に比重計は回転し、先端はコンパスの針が北を指すように鉛直を向くでしょう。重心を支える支点の摩擦がコンパスの感度を下げるのですが、宇宙の比重計には摩擦がないので高感度です。潮汐力は浮力と似て浮沈子の鉛直を好むでしょう。
　石鹸液は当然楕円球に姿を変え鉛直を向くでしょう。石鹸液は蒸発しきらない様に圧力容器に入れる事を忘れないでください。どちらもほぼ瞬時に変化する筈ですが、数日安定を待っても良いでしょう。日にちをかけて変化を見られないなら、利用できる力ではない。

13*> 加速度は速度に無関係、
加速度は速度の単位時間当たりの変化量。その程度の認識は当方にもあります。
13冒頭の計算については、「移動の速度が遅いことは、加速度がミクロに小さいということ」という貴方の書き込みに対して、いくら小さくとも同方向への加速状態にあれば速度は小さいままではいないという事を書いたまで。数gの加速しかできないイオンエンジン積んだ衛星だって、秒速ウン十kmの速度で移動できるというようなことを示したまでです。

新Ｑ＞まだ意図が伝わらない様なのであまりの初等物理講義ですが失礼をかえりみず明確にしたいと思います。
加速度αは質量ｍと積にしてやれば、力Ｆ＝ｍαの関係です。宇宙(軌道)エレベータではそれ自体の構造を鉛直に引くためにカウンターがＦを発生しなくてはなりません。最初のカウンターはあまり大きな質量を用意できないので大きなＦを得るにはαに大きな値が必要です。
αはカウンターの加速度です。カウンターをロケットで加速すると加速度を初めて生じます。ところが地球を焦点にカウンターがロケットの加速を使わず、ただケプラーの楕円軌道上を進行している限り、速度の変化がケプラーの第２法則のように発生しても、加速ではなく、慣性運動が続いているにすぎません。
宇宙(軌道)エレベータではカウンターにロケットを設備しないので、加速度の発生
が不可能です。したがってカウンターは設計した力を発揮しません。

それ以外に加速度αが自由運動の剛体に連続して働いていると、速度ｖは時間Ｔに従いｖ＝αＴとなります。その表を以前お示しのようです。

が、ｖ＝αＴ式にＦ、質量ｍが含まれていません。したがって力Ｆを決定する事に無関係です。
テザーが伸びていった距離Ｌは、時刻０からある時刻ｔまでの積分（ｖ）ｄｔ＝移動距離Ｌです。たとえばαが定数ならｖ（ｔ）/２＝αｔ/２＝Ｌです。
伸びた距離Ｌもαｔ/２＝Ｌ式にＦ、質量ｍが含まれていません。したがって力Ｆを求める事に無関係です。
したがって大きなＬ、大きなｖから大きな力Ｆがあると考えると、完璧な過ちです。
誤りに気づいて下さい。

13*> そして高度に反して減じるので、・・
Ａ＞と書かれているのは「何が」減じるというのでしょうか。加速度？速度？引力？

新Ｑ>引力（重力加速度Ｇ）は定数ではなく、高度に反比例して減ずる関数です。そして、加速度はカウンターや宇宙(軌道)エレベータが常時ロケット加速しない限り生まれません。一般に静止衛星は慣性運動で軌道を周回します。

Ａ＞あと例えば、こんな例は・・衛星軌道上に、同形状の球２つを・・
新Ｑ>(高度の異なる２衛星を競争させる)
Ａ＞・・・・(1)・・２球の間はだんだんに開きながら地球に落下していくでしょう。 (2)・・・『けん玉の玉が離れる』理由でもある・・天側と地側を同じ角速度で動かすと、遠心力によって天側の球には天側に移動させようという力が働く。それが潮汐力です。

新Ｑ>分かりやすい思考実験をありがとうございます。「（２）・・２球の間はだんだんに開きながら地球に落下していくでしょう。」では一つ重大事項を書き落とされています。それは２体がもともと其々に異なる高度、異なる接線速度で運動しているため、２つの別軌道上を運動していることです。宇宙(軌道)エレベータの建設でそのような別軌道上運動で繊維を接合することは、たとえばジャンボジェットの翼から飛行中に、別の空港から飛び立ったジャンボジェットの背に飛び乗るより難しい話です。ランデブーしてから糸やテザーや繊維の長さ分離れた位置まで移動しながらランデブーする高度なテクニックです。宇宙ステーションをその作業の間に数台作れるほど無駄な時間のかかる大仕事でしょう。宇宙(軌道)エレベータがザハド氏の設計よりも不可能な建設物でしょう。

Ａ13> 火の玉理論に従えば、回転式脱水機では脱水できないことになります。

回転式脱水機の構造は送風機のドラム、発電機のタービン、水力発電機の水車、揚水ポンプのタービン羽根に共通するのです。
回転式脱水機の構造以外では正確な名称を忘れましたが、衝撃式、圧力式、衝動式、搖動式といったと思うのですが、構造に共通する種別があります。
それらは羽が水を押し出すような曲線を持って水流に押し当てられます。その羽の構造があるから流体を流すように働きます。http://www.suiryoku.com/mecha/wheel/francis/francis.html
の単輪単流フランシス水車ランナー（羽根１枚）の模式図をご覧ください。
回転式脱水機の構造では羽の代わりに衣服の自体の水に対する抵抗発生が、羽と同じ役割をします。羽ほど効率が良くないので、時間がかかるのです。

遠心力で絞れるなら布で水をバケツの様には掬えないのですから時間などかかりません。
、
Ａ13> タイマー付きの電磁石を中心として２本の鉄棒を１本にくっつけ、宇宙で回転
させたとします。回転の途中で電磁石が切れるとどうなるでしょうか。

新Ｑ>似た実験 に振子を振って、ちょうど真下で剃刀の刃が糸を待ち受け、錘がどのように飛行するかやったことあります。どんなになったか想像して下さい。

答え、電磁石が切れると、その瞬間の接線速度のまま接線方向にそれぞれの鉄棒が飛びます。電磁石の中心を通る鉄棒に直交する直線に平行な線分上を、それぞれの鉄棒が離れる方向で、鉄棒同士は離隔距離を増します。鉄棒は等速直線運動を永遠にします。

補足

時間がなかったので４/24の書き込みは尻切れでした。補足します。
(2)・・・『けん玉の玉が離れる』理由でもある・・天側と地側を同じ角速度で動かすと、遠心力によって天側の球には天側に移動させようという力が働く。それが潮汐力です。

新Ｑ>分かりやすい思考実験をありがとうございます。・・２体がもともと其々に異なる高度、異なる接線速度で運動しているため、２つの別軌道上を運動していることです。宇宙(軌道)エレベータの建設で・・・宇宙(軌道)エレベータがザハド氏の設計よりも不可能な建設物でしょう。

私の意図を回答者はまだきっと理解されていないでしょう。補足します。
「天側と地側を同じ角速度で動かすと、遠心力によって天側の球には天側に移動させようという力が働く」と回答者の言うとおりになったところで、２衛星の間に力は働きません。力が存在しないので宇宙(軌道)エレベータはカウンターがあってもエレベータは吊り上げられないし、宇宙(軌道)エレベータに力が必要になった途端、建設中でも墜落する結果になります。

どうやら回答者は楕円軌道を描く人工衛星の運動を正しく理解されていないと気づきました。回答者は衛星が引力加速度で地球の周りを周回しているとお考えなんですね。違います。

説明しましょう。引力場という理論を聞いたことがあるでしょう。現代物理では人工衛星の周回運動を空間の曲率が地球の周りで平坦でないために、窪みに渦巻いて落ちるビー玉のように衛星が周回運動をすると説明します。空間の曲率が平坦でないことから楕円軌道を衛星が描くのです。もし曲率が平坦な空間ならば慣性運動する衛星ならば直進運動をします。
地球の重力加速度Ｇという引力が、周回の原因ではありません。人工衛星の運動は慣性運動なのです。

慣性運動では力が生まれません。
物理の定義で力Ｆとは
Ｆ＝加速度×質量＝α×ｍです。
慣性運動では加速度が存在しないので、０です。だから静止衛星には力が発生しません。回答者の（２）設問のような２物体の高度に差が生まれようとも、ただの高度差にすぎず、その衛星間に加速度があるわけではないのです。加速度がないので２体間に力はありません。（でも例外として一瞬には２体の衝突や紐につながれた２体の飛び離れ時に運動量不変の法則が働きます。一瞬だけです)

静止衛星の運動や宇宙(軌道)エレベータの運動はただの慣性運動なのでエレベータを吊り上げたり、カウンターが地上局と張力を発生させたりはできないのです。
衛星は地球を焦点にした楕円軌道上を速度を変えながら周回します。しかしそのすべての運動は慣性運動です。慣性運動には加速度が存在しません。衛星が接線方向成分の速度を変えても、それでもそもそもが慣性運動なのです。衛星は慣性運動で地球の周りを周回しています。

回答No.16

kagakusuki

>回転軸を鉛直にして水平面内でバトンを回せば、回転速度をゆっくりしても早くしても決して回転径を大きく伸ばす方向に炎は向きません。円周の回転角おくれ方向のみです。

　そうです。だから質問者様の考えが間違いである事が良く解りますね？
　質問者様の仰る様な

>ガスの衝突は衝突断面積と衝突確率の積が小さいためすぐには衝突せず、また一回の衝突で急停止するわけでもありません。

という事がもしも起きるならば、燃焼ガスはガスとして発生した後、回転の接線方向に直線運動をする事になりますから、次々と発生する燃焼ガスの軌跡を繋げると炎は回転径を大きく伸ばす方向に伸びる筈だというのに、実際にはその様な事にはなっていません。
　これは燃焼ガスが空気抵抗を受けて空気に対してほぼ停止してしまう事の何よりの証拠です。
　従って、回転するバトンの炎には遠心力が加わっていないため、遠心力が加わっている事が前提である軌道エレベータが成り立たない事の証拠にはなり得ません。
　質問者には炎のなびく向き、伸びる向き、伸びる長さに観察力を払ってほしい。一目瞭然です。正確に事実を受け入れて下さい。明確な文がここに示されたのですから、繰り返して反問することなく素直に理解して下さい。
　質問者には炎のなびく向き、伸びる向き、伸びる長さに観察力を払ってほしい。一目瞭然です。正確に事実を受け入れて下さい。

>静止衛星軌道の衛星内船で容積がいかようであろうと、部品数がいくつであろうと、それらは打ち上げられたロケットに一体で、部品の全てが同一の地球を焦点にした(静止軌道という)楕円軌道上の運動をしています。

　軌道エレベーターもそれと全く同じ事です。
　軌道エレベータを構成している部品の全ても静止軌道を描く衛星と一体になっております。
　従って、質問者様の

>宇宙(軌道)エレベータのカウンターは数万キロメートルの高度で２４時間の周期の楕円軌道にあるので、静止軌道衛星の楕円軌道とは全く異なります。
>宇宙(軌道)エレベータの各部の高度ごとに静止軌道衛星の楕円軌道と異なる楕円を無限数個も要するのです。
>ところが宇宙(軌道)エレベータにはそれらの楕円軌道を作り出す装置がありません。装置がなければ、楕円軌道を作り出せず

という反論は反論として成り立ちません。

>もう質問側として回答にならない問題を説明することすら面倒です。折角の回答ですが教える側と聞く立場が逆です。

　違います。質問者様が事実を受け入れずに、誤った説明を勝手にしておられるだけだけです。
　明確な文がここに示されたのですから、質問者には正確に事実を受け入れて下さい。繰り返して反問することなく素直に理解して下さい。

>Webと図書館で建設派の理論本に書かれていることは読んでいますが

　そこに質問者様が仰る様なランデブーを使ってエレベータの末端まで建材を運搬するなどと書かれていましたか？
　もし書かれていたと仰るのであれば、その例を示して下さい。
　質問者様は軌道エレベータの建築方法の詳細に関して何の判断材料も持っておられないのにもかかわらず、ただ闇雲に不可能であると根拠も無く断じておられます。

>それ以降も減速や加速のエンジンが働かない限りその静止軌道を運行続けます。

　「減速や加速のエンジンが働かない限り」建築が不可能なのであれば、減速や加速のエンジンを働かせれば良いだけの事だと既に回答しているではありませんか。

>もちろん衛星はいかなる衛星も慣性飛行をしています。

　質問者様の話は矛盾だらけです。衛星が慣性飛行する事が出来る事を理解出来ているのなら何故、巨大とは言え1個の静止衛星に過ぎない軌道エレベーターが不可能だと仰っておられるのですか？
　その衛星の表面を伝って移動する事を何故ランデブー飛行だと仰っておられるのですか？
　そしてが何故、衛星の表面に接続されたレール等の運搬用の軌道を移動する事が無理だと仰るのですか？

>その地上局とテザーはだれがどのように作るのでしょう。

　勿論、無人の宇宙機等を使用して静止衛星と地上との間にテザーを渡すのです。

>資材の移動は地上を起点とするといいながら、静止衛星軌道を起点に建設すると、背反する起点を回答者は複数に選び、起点はただ一つなのに矛盾した複数の使い分けをしています。

　質問者様は「資材の供給」と「建設」を混同しておられます。
　その2者は同一である必要はないのですから、矛盾は何も存在しません。
　鉄道を新たに敷設する際に、製鉄所やレールの製造工場からレール敷いて行かなければ鉄道を作る事が出来ないと御思いですか？
　日本で最初に作られた新橋横浜間の鉄道に敷かれたレールはイギリス製でしたが、質問者様は新橋横浜間の鉄路はイギリスで最初の工事を始めて、そこからレールを伸して行ったものだとでも仰るのですか？
　先ず静止衛星を打ち上げて起点とし、そこへ地上から建材を供給するだけの事です。

>たとえば空中で資材を渡すとしましょう。空中で渡すとき、衛星だろうと、飛行機だろうと、速度同じ位置で等速度運動で並んだ所で、運搬機から宇宙(軌道)エレベータへ資材を建設現場に手渡すでしょう。等速度運動で並んだのですから、「ランデブー」そのものを行ったのです。回答者が述べるランデブーなどしないことになれば、ただちに宇宙(軌道)エレベータは建設不能です。

　それで建築不能になるというのなら、ランデブー飛行を行えば良いではありませんか。
　私はちゃんと

>軌道エレベータの建設では(「建設基地に資材は運び込まれ」以外の所では)ランデブー飛行などはありませんよ。

と述べて、建築資材を運び込む所でランデブー飛行を行う事を認めておりますよ。
　質問者様は何故、静止衛星軌道上でランデブー飛行をしなければならない事を理由に、建築が不可能だと仰っておられるのですか？
　静止衛星軌道においてランデブー飛行が出来ないとする理由などありませんよ。

>同時に工事するためには相手の位置と運動が安定した一定値でないと不可能です。それは建設で伸ばれ増加した部分と、以前の本体と総和の総合された時、満たさなければいけない条件があるからです。

　それなら、相手の位置と運動が安定した一定値となる様に調節して、その条件を満たしながら工事すれば良いだけではありませんか。何の問題があるのです？

>だから資材の重量を正確に測る必要があります。

　正確である必要などありません。
　質量の配置の変化によって軌道がずれた場合には、推進装置を使用して加減速する事によって軌道を修正すれば済む話に過ぎません。

>資材の重量は宇宙では測定できないので

　それは質問者様の知識が不足しているからその様に考えてしまうのです。
　無重量状態においても、加えた力の大きさとその力を受けた物体の加速度を測定する事で質量を測定する事が出来ます。

>本体は姿勢制御のスラスタエンジンを起動すると消耗と同時に重量が減少するのですが、重量を測る事が出来ないので、スラスタを極力運転しない、スラスタが運転できなくなります。

　何を訳の解らない事を仰っておられるのです？
　スラスターを運転する際に高度と速度と運動方向さえ監視して、それらの値が望み通りの軌道になる様に調整すれば良いだけで、重量などは特に関係して来ませんし、重量が関係したとしてもその影響を計算で求めて修正すれば済む話ではありませんか。
　もしその程度の事にまで重量を測らねばならないのなら、普通の静止衛星を打ち上げる際にも、風を始めとする気象条件の違いによってロケットの進行方向がずれるので、そのずれを元に戻すためにロケットの噴射方向を変えた際に、純粋に加速に使われる推進力が目減りする事で、軌道速度に到達した時に残っている燃料の質量も変化してしまいますから、質問者様の理論では静止衛星を打ち上げる事など不可能という事になってしまいますよ。
　実際には静止衛星は何基も打ち上げに成功しているのですから、質問者様の考えが間違いである事は明らかです。

>同時に二か所に接合しないと、重心位置の条件が満たせません。

　何故そのように思われるのですか？
　接合などしなくとも、概ね同じ質量の物を概ね同時に概ね同じ高度に運び込めば重心の条件など十分満たせるではありませんか。

>このとき糸(テザー)がおとなしく静かに伸びていて、位置を変えないでいて欲しいのですが、糸は柔軟な繊維ですから自由運動をして、一定位置に静止している保証は全くありません。

　その様なものは推進機を使用して元の軌道に戻せば済む話ではありませんか。何の問題があるのです？

>さらに本体はスラスタが使えないのですが、

　静止衛星軌道上にある筈の本体がスラスターを使えないとする理由は何もありません。
　もしスラスターが使えないのであれば、現在使用されている静止衛星もまたスラスターを使えないという事なのですから、太陽光や太陽風の圧力、月から受ける引力の変動、地球の重力分布の偏り、等々の理由によって軌道を外れてしまって、1年も経たずに使い物にならなくなってしまいます。
　しかし実際には静止衛星はスラスターを使って軌道を調整する事で、5年程度は運用し続ける事が出来ているのですから、質問者様の考えが間違いである事は明らかです。

>それが与える現象と影響を回答者は想像できないのが私には残念です。

　質問者様が、静止衛星軌道上においてランデブーする事が出来ないと考えておられる事が残念です。

お礼

ご回答ありがとうございます。
A＞　・・・・遠心力が加わっている事が前提である軌道エレベータが成り立たない事の証拠にはなり得ません。
新Q＞回答者の考える様な燃焼ガスの運動に急停止急減速しないのです。バトンの炎は燃焼速度の速い燃料で風に左右されず、燃焼ガスの急速な運動速度減少が起きません。
ところでバトンと炎と燃料油、燃焼ガスはバトンが回れば、バトンと一緒に回転運動をします。遠心力の発生する条件は燃焼ガスに満たされたのです。条件がそろったので、以前に質問者が述べたように炎が円周の外に伸び広がれば遠心力が働いたことになります。
加熱によって燃焼ガスは全周３６０度に同等に広がります。風の影響がないとすれば、燃焼強度、回転数に比例して炎の最長先端は遠心力が働いていれば同等に球面上に広がり、もし炎の伸び縮みと力の合成方向に傾きがあれば、炎の先端の向きを変えていくはずです。
そのとき遠心力は毎秒回転数の増加に比例して増えるのでバトンの回転速度を変えれば、炎の伸び縮みと力の合成方向に傾いた炎の先端が観察できます。
ここで燃焼ガスが回答者の考える様な空気に衝突して急減速、急停止をするとは限りません。燃料の種別によっては風に左右されず、回答者の考える様な燃焼ガスの運動に急停止が発生しないのです。たとえば燃焼速度がガソリンのように早い燃料では、燃料ガスが風上位置にあれば燃料のもとへ炎が走り込むようになり、風上であろうと風にも逆進し風の影響が全くないのです。このような燃料では回答者の主張するようなマッチの炎やガスライターの風に吹き消されたなびいたような燃焼ガスの運動速度の急減は起きず、円周だけに炎が向く様にはなりません。
バトンでは風で消えぬ燃料を用いるのです。すると風に影響されずバトンの回転に起因した遠心力の有無は明確に観察できます。
しかしそのような現象は起きず遠心力は働いていないと判明します。
でも炎のバトン踊りに起きる現象が回答者には観察しづらいようです。

　埒が明かないので、一旦バトンの炎の観察を保留しましょう。観察方法を代えてもっと身近で解りやすくします。
　　フィギュアスケートで有名な浅田真央ちゃんにスピンをしてもらいましょう。回転中の真央ちゃんに前へならえのように腕を伸ばしてもらいます。そしてリボンの片端を持ってそのまま２０周ほど　連続回転を続けてもらいます。
　回転が定常のとき手に持ったリボンがどうたなびいているかよく観察して下さい。
　回転周の円周方向へ回転遅れにリボンがたなびいて伸びているのです。ですからバトンの炎でも遠心力がないとわかります。
　そもそも遠心力は「みかけ」の力と呼ばれ、慣性運動と慣性力、慣性質量の代理として用いる便宜の物理用語です。求心力に対して遠心力を考えに入れると理解しやすくなる便宜のために使います。

Q>・・打ち上げられたロケットに一体で、部品の全てが同一の地球を焦点にした(静止軌道という)楕円軌道上の運動をしています。
　Ａ＞軌道エレベーターもそれと全く同じ事です。軌道エレベータを構成している部品の全ても静止軌道を描く衛星と一体になって。・・・・・減速や加速のエンジンを働かせれば良いだけの事だと既に回答しているではありませんか。
新Q＞　ここで回答者にさらに理解して欲しいことがあります。宇宙(軌道)エレベータ全体は一個の岩や、１台の衛星のような剛体ではありません。複数の自由な部品が連結した柔構造です。柔構造の宇宙(軌道)エレベータのそれぞれの部位は自由運動するのです。
　そして宇宙(軌道)エレベータではその各部位で高度差があるのです。この高度とはケプラーの第２法則の描く軌道楕円の径です。各部位で高度が異なるので楕円の径は各部位ごとに異なります。すると宇宙(軌道)エレベータの各部位の高度を引数にして、楕円の径は連続値の関数です。
だから高度ｋｍを引数に連続変化する軌道高度と楕円径の連続値の関数があり、そのような楕円が宇宙(軌道)エレベータの完成には必要です。ところが回答者も述べる様に「・・全てが同一の地球を焦点にした(静止軌道という)楕円軌道上の運動・・」ので、ただ一つの楕円軌道です。連続値を得られないので絶対に宇宙(軌道)エレベータは完成できません。完成するためには各高度ごとに異なる、楕円が必要なので、さらにその楕円に適する各高度部位ごとにそれぞれの速度が必要です。
其々の速度を得るためにはロケットエンジンで各部位ごとに加速する必要があります。宇宙(軌道)エレベータの全ての高度全体にわたって別個のロケットエンジンを要するのですが、満たせません。１か所だけあっても用に足りません。

Ａ＞そこに質問者様が仰る様なランデブーを使ってエレベータの末端まで建材を運搬するなどと書かれていましたか？・・・その例を示して下さい。・・その衛星の表面を伝って移動する・・衛星の表面に接続されたレール等の運搬用の軌道を移動する・・・静止衛星と地上との間にテザーを渡すのです。

新Ｑ＞図書やＷＥＢにはランデブーで建材を運搬するとは書かれていません。しかし完成に要する全資材もなし、補給もなしで建設は完成できません。もちろん完成以前に衛星から垂らしたテザーという繊維は地上には届かないので、そこからエレベータで資材を持ち上げる方法もありません。回答者の述べる「・・その衛星の表面を伝って移動する・・衛星の表面に接続されたレール等の運搬用の軌道を移動する・・」は存在しない設備を利用するというのですから、本末転倒矛盾だらけの自己撞着です。
既存技術を取捨選択する思考の結果ランデブー以外に建材を運搬する方法はありません。

Ａ>・・質問者様は何故、静止衛星軌道上でランデブー飛行をしなければならない事を理由に、建築が不可能だと仰っておられるのですか？・・

新Ｑ＞ランデブー飛行して静止衛星の建設基地に資材を運ぶとその、全資材と静止衛星はただ一つの楕円軌道で地球を周回します。ところが宇宙(軌道)エレベータの各高度それぞれの周回には別の楕円軌道が高度の関数の形で要求されます。ただ一つの楕円軌道を回り続けるだけでは宇宙(軌道)エレベータを完成できません。だから不可能です。

Ｑ>同時に工事するためには相手の位置と運動が安定した一定値でないと不可能です。それは建設で伸ばれ増加した部分と、以前の本体と総和の総合された時、満たさなければいけない条件があるからです。

Ａ＞　それなら、相手の位置と運動が安定した一定値となる様に調節して、その条件を満たしながら工事すれば良いだけではありませんか。何の問題があるのです？・・・　無重量状態においても、加えた力の大きさとその力を受けた物体の加速度を測定する事で質量を測定する事が出来ます。

質量を測るために加速したら、位置と運動が設計とはもう異なります。後出しジャンケンにあなたは勝てますか。ジャンケンで勝てない様に同じことで因果時列の連続を反転できません。あなたのいう調節には因果の反転が矛盾します。
あとだしジャンケンで勝てないに同じで、資材の出発後に資材量の調節が不可能だからです。相手の位置と運動が安定した一定値となる様に調節すると、高度も速度も設計予定値と異なるのです。だから後出しジャンケンにはジャンケンで勝てない様に、設計もできません。

　Ａ＞スラスターを運転する・・の影響を計算で求めて修正すれば済む話ではありませんか。・・質問者様の考えが間違いである事は明らかです。・・・・・推進機を使用して元の軌道に戻せば済む・・静止衛星軌道上にある筈の本体がスラスターを使えないとする理由は何もありません。

新Ｑ＞宇宙(軌道)エレベータは柔構造です。スラスターを噴射させると噴射点を折り点にして宇宙(軌道)エレベータの両端を引きずる事になり、宇宙(軌道)エレベータの直線構造が保てません。なぜこんな簡単なことが回答者は想像できないのでしょう
不思議です。濡れた洗濯物を洗濯ロープに干し吊るした様に二つ折りになります。宇宙(軌道)エレベータがその姿になるのです。
噴射点が重心から離れていれば、回転モーメントも生じて宇宙(軌道)エレベータは回転を始めますが、宇宙(軌道)エレベータは柔構造なので螺旋状に宇宙(軌道)エレベータが巻き込まれてしまいます。そのような状態で建設も運用も不可能です。

Ｑ>同時に二か所に接合しないと、重心位置の条件が満たせません。
Ａ＞・・接合などしなくとも、概ね同じ質量の物を概ね同時に概ね同じ高度に運び込めば重心の条件など十分満たせるではありませんか。

新Ｑ＞あらゆる人類の建設物に、必ず接合はつきものです。いい加減な条件では墜落、軌道の逸脱、宇宙(軌道)エレベータの変形を免れません。

　Ａ＞もしスラスターが使えないのであれば、・・に使い物にならなくなってしまいます。
新Ｑ＞　スラスターを使う剛構造の建設の様には、できていない柔構造の宇宙(軌道)エレベータですから、スラスターが使えません。それで回答者のおっしゃる通り宇宙(軌道)エレベータは使い物になりません。

回答No.15

kagakusuki

>回答者の言う様に速度差がなく、燃焼ガスに飛び出す力が急激に減少するならもちろん炎は伸びたりしないはずです。

　質問者様は、原理を理解出来ていないだけではなく、御自身が何を言っているのかすら理解出来ないようです。
　空気に対する速度差が無くなった燃焼ガスと、空気に対して運動しているバトンとの間に速度差が無くなるなどと何故考えておられるのですか？

>もし仮に、「燃焼ガスは容易には減速しない」などと言う質問者様が考えている様な事があれば、燃焼ガスはバトンと共に動く事になるのですから、炎はバトンの先端の近くにしか生じない事になり、長くたなびく事は無いという事になってしまいます。

のですから、炎がバトンの後にたなびいている事こそ、質問者様の考えが間違っている事のなによりの証拠です。

>楕円軌道は静止衛星の高度(約400ｋｍ)で１周２４時間の周期を描き、その静止衛星の楕円はただ一つ一個だけです。高度が異なるとたとえ同じ周期で運行しても軌道はその楕円上ではありません。１周２４時間の周期を描き、静止軌道より高度が低くても高くても軌道はやはりその楕円上ではありません。
>宇宙(軌道)エレベータにはそれらの楕円軌道を作り出す装置がありません。装置がなければ、楕円軌道を作り出せず、宇宙(軌道)エレベータ構想は失敗です。

　質問者様は観察力を鍛えて下さい。そして想像力を鍛えて下さい。
　静止衛星の構造が、静止衛星軌道に一致する円弧上の曲線と同じ線状の形状をしていて、厚みも幅も全くない形状をしていますか？
　静止衛星を構成している部品の中にも静止軌道を描いていない部品は多数存在しています。それどころか殆どの部品は静止衛星軌道を描いていません。
　では静止衛星を構成している部品一つ一つに楕円軌道を作り出す装置などありますか？
　それにもかかわらず静止衛星は存在している事からも明らかなように、上記の質問者様の仰る事は軌道エレベータが成立しないとする理由にはなっておりません。

>すると静止軌道上の建設基地に資材は運び込まれ、基地と運搬ロケットはランデブー飛行します。もちろん積載された資材の総てもランデブー飛行の運動をすることになります。

　質問者様は軌道エレベータの建築方法がどの様なものなのかも御存じない、即ち、軌道エレベータの建築方法の詳細に関して何の判断材料も持っておられないのにもかかわらず、ただ闇雲に不可能であると根拠も無く断じておられます。
　軌道エレベータの建設では(「建設基地に資材は運び込まれ」以外の所では)ランデブー飛行などはありませんよ。
　(静止軌道上の建設基地から)建設資材は建設途中の軌道エレベータの構造物を伝って運搬されるのであって、慣性飛行などは最初からしませんから、ランデブー飛行出来るかどうかなど関係ありません。

>宇宙(軌道)エレベータの末端に地上から資材を運ぶ構想は聞いたことがありません。

　それは単に質問者様が知らなかったというだけの話に過ぎません。
　静止衛星と地上との間をテザー等で結び、そのテザー等の構造材を伝わって建材を運ぶというのは、軌道エレベータの構想としては極一般的なものです。

>低い高度に建設すると

　何故低い高度に建設しようと考えておられるのか意味が解りません。
　軌道エレベータは静止衛星軌道を起点に建設するものです。

>下端の建設の瞬間に宇宙(軌道)エレベータの上端でも同時に工事しなくてはなりません。

　上端と下端で同時に工事すれば良いだけではありませんか。何の問題があるのです？

>３体のランデブーは宇宙(軌道)エレベータの建設構想にありません。

　何故ランデブーが関係してくるのですか？
　前述しました通り、ランデブーなど必要ありません。

お礼

ご回答ありがとうございます。

新Ｑ＞理屈がわかったのなら、火の踊りのバトンの写されたムービーをみて下さい。高速シャッターで写されたムービーで炎の伸びているのは円周の回転角おくれ方向のみです。回転軸を鉛直にして水平面内でバトンを回せば、回転速度をゆっくりしても早くしても決して回転径を大きく伸ばす方向に炎は向きません。円周の回転角おくれ方向のみです。

Ａ>・・炎がバトンの後にたなびいている事こそ、質問者様の考えが間違っている事のなによりの証拠です。

新Ｑ＞回答者には炎のなびく向き、伸びる向き、伸びる長さに観察力を払ってほしい。一目瞭然です。正確に事実を受け入れて下さい。急に減速したと仮定しても結構です。なかなか減速しないと仮定しても結構です。どちらも影響がありません。減速が容易か、否かは無関係というのが私の主張する根本です。明確な文がここに示されたのですから、繰り返して反問することなく素直に理解して下さい。

回答者には炎のなびく向き、伸びる向き、伸びる長さに観察力を払ってほしい。一目瞭然です。正確に事実を受け入れて下さい。

Ａ＞・・静止衛星の構造が、静止衛星軌道に一致する円弧上の曲線と同じ線状の形状をしていて、厚みも幅も全くない形状をしていますか？静止衛星を構成している部品の中にも静止軌道を描いていない部品は多数存在しています。それどころか殆どの部品は静止衛星軌道を描いていません。では静止衛星を構成している部品一つ一つに楕円軌道を作り出す装置などありますか？　それにもかかわらず静止衛星は存在している事からも明らかなように、上記の質問者様の仰る事は軌道エレベータが成立しないとする理由にはなっておりません。

新Ｑ＞静止衛星軌道の衛星内船で容積がいかようであろうと、部品数がいくつであろうと、それらは打ち上げられたロケットに一体で、部品の全てが同一の地球を焦点にした(静止軌道という)楕円軌道上の運動をしています。
衛星の全重心の一点が代表する軌道上を運行するのです。もう質問側として回答にならない問題を説明することすら面倒です。折角の回答ですが教える側と聞く立場が逆です。

Ｑ>すると静止軌道上の建設基地に資材は運び込まれ、基地と運搬ロケットはランデブー飛行します。もちろん積載された資材の総てもランデブー飛行の運動をすることになります。
　Ａ＞質問者様は軌道エレベータの建築方法がどの様なものなのかも御存じない、即ち、軌道エレベータの建築方法の詳細に関して何の判断材料も持っておられないのにもかかわらず、ただ闇雲に不可能であると根拠も無く断じておられます。

新Q＞Webと図書館で建設派の理論本に書かれていることは読んでいますが、確かに詳細は知りません。でも旧来現状の宇宙技術からジャンプして離れず、今までの建設技術、飛行技術の延長線で現実に接続してこれからも発展することでしょう。

Ａ＞　軌道エレベータの建設では(「建設基地に資材は運び込まれ」以外の所では)ランデブー飛行などはありませんよ。　

新Ｑ＞「建設基地に資材は運び込まれ」ている瞬間ランデブー飛行であると、回答者は理解されました。そのとおりそのランデブー飛行です。その資材は静止軌道を運行すべき運動をその瞬間までに得ています。それ以降も減速や加速のエンジンが働かない限りその静止軌道を運行続けます。そしてケプラーの第２法則に従うのです。要するにランデブー状態はかわらないのです。伝って運ぼうと運んで移動が終わればランデブー状態と一致します。

Ａ＞ (静止軌道上の建設基地から)建設資材は建設途中の軌道エレベータの構造物を伝って運搬されるのであって、・・慣性飛行などは最初からしませんから、ランデブー飛行出来るかどうかなど関係ありません。・・静止衛星と地上との間をテザー等で結び、そのテザー等の構造材を伝わって建材を運ぶというのは、軌道エレベータの構想としては極一般的なものです。・・軌道エレベータは静止衛星軌道を起点に建設するものです。

新Ｑ＞回答は矛盾だらけです。
１点目の矛盾
「慣性飛行などは最初からしませんから」という回答者の説ですが、それでは衛星の原理に矛盾します。加速減速しなくても慣性飛行のおかげで衛星が数年間墜落しないのがロケットの利点です。
もちろん衛星はいかなる衛星も慣性飛行をしています。衛星のロケットエンジンはほとんど起動させず、わずかな姿勢制御スラスタを姿勢の為だけに運転します。

２点目の矛盾
回答者の述べる様に建設資材がテザーを地上局から登るというなら、その地上局とテザーはだれがどのように作るのでしょう。地上に届いていないテザーの先端は高度４００ｋｍの遥か彼方ですから、登れないので作る事は無理。

３点目の矛盾
回答者は「静止衛星と地上との間をテザー等で結び、そのテザー等の構造材を伝わって建材を運ぶ・・軌道エレベータは静止衛星軌道を起点に建設する」
資材の移動は地上を起点とするといいながら、静止衛星軌道を起点に建設すると、背反する起点を回答者は複数に選び、起点はただ一つなのに矛盾した複数の使い分けをしています。

４点目の矛盾
資材を運ぶ活動はランデブーですが、回答者はランデブー後にそのランデブーからの影響を認めようとしない矛盾があります。
たとえば空中で資材を渡すとしましょう。空中で渡すとき、衛星だろうと、飛行機だろうと、速度同じ位置で等速度運動で並んだ所で、運搬機から宇宙(軌道)エレベータへ資材を建設現場に手渡すでしょう。等速度運動で並んだのですから、「ランデブー」そのものを行ったのです。回答者が述べるランデブーなどしないことになれば、ただちに宇宙(軌道)エレベータは建設不能です。

Ｑ>下端の建設の瞬間に宇宙(軌道)エレベータの上端でも同時に工事しなくてはなりません。
Ａ＞上端と下端で同時に工事すれば良いだけではありませんか。何の問題があるのです？

新Ｑ＞同時に工事するためには相手の位置と運動が安定した一定値でないと不可能です。それは建設で伸ばれ増加した部分と、以前の本体と総和の総合された時、満たさなければいけない条件があるからです。
説明しましょう
一つ目の条件　「重心の位置」
総和の重心が以前の位置と接合増加後も幾何的に一致した位置である条件

二つ目の条件　「重心の運動」
重心の運動が、以前と同じ速度、同じ方向を向いている条件

この２つの条件を満たし、部品接合増加の瞬間に接合部の重量と速度を正しく一致させねばなりません。

だから資材の重量を正確に測る必要があります。
資材の重量は宇宙では測定できないので、地上で出発前に測ります。宇宙で資材の量を加減変更する事もできません。出発前に宇宙のどこで、どのくらいの速度で、どちらを向いて、この量どおりを接合すると計算し、それ通りに宇宙で行わねばなりません。

接合端は静止衛星軌道の高度ちょうどではなければ、高低二箇所同時でないと重心の移動をさせてしまい、条件から外れます。

重量の一定という条件から本体にも重大な制約があります。本体は姿勢制御のスラスタエンジンを起動すると消耗と同時に重量が減少するのですが、重量を測る事が出来ないので、スラスタを極力運転しない、スラスタが運転できなくなります。

一回目の接合は何とか終わったとしましょう。

さて二回目の接合を始めたとします。するといくつかの問題が発生します。
もう一回目にすでに高低伸ばされたので、接合端は静止軌道よりも離れた高低二か所になってしまいます。同時に二か所に接合しないと、重心位置の条件が満たせません。一回目に選べたような静止衛星本体には接合できません。

軌道が高低異なるので、二四時間一周の周期を満たすためには資材の速度が高低でそれぞれ静止衛星軌道と違います。それを計算し、高度差と重量が地上で決められそのまま接合されます。
このとき糸(テザー)がおとなしく静かに伸びていて、位置を変えないでいて欲しいのですが、糸は柔軟な繊維ですから自由運動をして、一定位置に静止している保証は全くありません。もし位置が変化していたら、引っ張り戻すでしょうが、引張れば必ず張力により静止衛星本体の軌道を変化させてしまう事になります。高低の両末端を掴み持って同時に引っ張ったとしても、本体が軌道からずれます。本体を軌道にとどめて引っ張り合う保証はありません。さらに高低の両端はちょうどそのままの高度にあると保証できず、予定された調和の位置で建設が進行せず、計算の調和が成り立ちません。計算の諸元いずれも不定なので予定は達成されません。もちろん速度も方向も制御状態には戻れません。

さらに本体はスラスタが使えないのですが、わずかな姿勢の変化を戻すため、姿勢のずれを検知するたび、スラスタが使われねば宇宙(軌道)エレベータは目的を達成できません。

困難だらけです。

Ａ>何故ランデブーが関係してくるのですか？前述しました通り、ランデブーなど必要ありません。

新Ｑ＞ランデブーする瞬間に回答者は気が付いたようですが、それが与える現象と影響を回答者は想像できないのが私には残念です。

回答No.14

kagakusuki

>多重に何度も衝突し徐々に減速するのです。

　質問者様は原理の適用を誤っています。
　気体分子は非常に多数存在しているため、1万分の1秒間に何万回も衝突するため、1個の分子が衝突せずに進む事が出来る距離は数百万分の1m程度に過ぎません。
　又、燃焼ガスの分子の質量と空気を構成していガスの分子の質量には、大きな差が存在しないため、1～2回の衝突で減速してしまいます。
　そのため、燃焼ガスと周囲の空気との速度差は一瞬の内に無くなってしまいます。

>もし回答者の述べる様に「燃焼ガスは空気抵抗によって・・止まってしまう」のなら、径の延伸方向でたなびいた炎と同程度に、回転の方向と反対に回転角の遅れにたなびく炎でも延伸方向と同等程度に短いはずです。

　質問者様は原理そのものを理解しておられません。
　燃焼ガスが空気に対して止まってしまうからこそ「回転角の遅れにたなびく炎」の周方向のに長く伸びるのです。
　もし仮に、「燃焼ガスは容易には減速しない」などと言う質問者様が考えている様な事があれば、燃焼ガスはバトンと共に動く事になるのですから、炎はバトンの先端の近くにしか生じない事になり、長くたなびく事は無いという事になってしまいます。

>親ガメ子ガメに対を多重に繰り返せないと考えるのが私の主張です。

　静止衛星本体とけん玉との間が何かの構造物で繋がっている訳ではないのですから、静止衛星とけん玉はそれぞれ独立して存在しているものであり、親ガメ子ガメの関係にはなっておりません。
　従って質問者様の考えておられる様な事にはなりません。

>さらに宇宙(軌道)エレベータの姿勢が鉛直にできると考えるならやはりもう一度2重の振り回しという多重の振り回しをお考えということでしょう。

　質問者様は原理の適用を誤っています。
　軌道エレベータも静止衛星内のけん玉もどちらも多重振り回しなどと言う現象は起きていません。
　単純な公転と自転と、それらの回転によって生じる遠心力の問題です。

>地球の引力を原因とする振り回しだけを考える時、2度目2重の多重な振り回しは不可能です。

　軌道エレベータの自転運動の原因は地球の引力などではありません。
　軌道エレベータの建材を運搬する際に与えられた運動量の差が原因です。
　外力によって自転運動が生じるのは極ありふれた現象であり、不可能と見做す理由は何もありません。

>なぜなら宇宙(軌道)エレベータの資材は最初のロケットの運搬では当然ロケットと同じ速度と向きで運動しています。2どめ3度目と資材を運ぶ時にもランデブーして資材を静止軌道衛星に渡します。するとすべての資材は同一運動同一速度になり軌道を運行します。

　そうですよ。だから軌道エレベータを建築する際には、ロケット等の何らかの推進装置を使用して、建材の速度をその建材を配置する高度に合わせて調整するのです。

>宇宙でけん玉を振り回すとき、宇宙飛行士が縄跳びして振り回す縄と同じです。縄跳びの縄は宇宙飛行士がまわしたのであって、地球が回したのではありません。地球が多重にものを振り回すことはありません。

　それならばけん玉も宇宙飛行士が回せば済む話です。
　飛行士の筋力や推進器の推力を使ってもけん玉を回す事が出来ないとする理由は何もありません。

お礼

ご回答ありがとうございます。
Ｑ>多重に何度も衝突し徐々に減速するのです。

　A>・・る距離は数百万分の1m程度に過ぎません。・・速度差は一瞬の内に無くなってしまいます。・・なびく事は無いという事になってしまいます。

新Ｑ＞「Ｑ>・・径の延伸方向でたなびいた炎と同程度に、・・に短いはずです。
というように観察できます。回答者の言う様に速度差がなく、燃焼ガスに飛び出す力が急激に減少するならもちろん炎は伸びたりしないはずです。
　ところがバトンの棒が掃く円周内ではバトンの角速度に比例する様子で円周方向に炎が伸びます。

　バトンの回転に比例して円周に伸びる炎がある一方、バトンの回転に比例せず、径の拡大方向には炎が全く現れないのです。現実を観察すれば一目瞭然です。
　激しく主張すれば現実が変わるわけではありません。ここでこの点に関して議論はやめ保留にしましょう。

Ｑ>親ガメ子ガメに対を多重に繰り返せないと考えるのが私の主張です。
Ａ＞静止衛星本体とけん玉との間が何かの構造物で繋がっている訳ではないのですから、静止衛星とけん玉はそれぞれ独立して存在しているものであり、親ガメ子ガメの関係にはなっておりません。・・　単純な公転と自転と、それらの回転によって生じる遠心力の問題です。・・外力によって自転運動が生じるのは極ありふれた現象であり、不可能と見做す理由は何もありません。

新Ｑ＞観察力を鍛えて下さい。そして想像力を鍛えて下さい。
親ガメ子ガメを一旦不問にあなたの言うとおりとここで仮定します。別な方法で解説します。
　静止衛星は地球の引力によって振り回されます。するとケプラーの第２法則に従うように、だ円の焦点に地球があり静止衛星は楕円の軌道を描きます。
楕円軌道は静止衛星の高度(約400ｋｍ)で１周２４時間の周期を描き、その静止衛星の楕円はただ一つ一個だけです。高度が異なるとたとえ同じ周期で運行しても軌道はその楕円上ではありません。１周２４時間の周期を描き、静止軌道より高度が低くても高くても軌道はやはりその楕円上ではありません。
　そのような状態で、回答者の述べる様に宇宙(軌道)エレベータが完成したと仮にしましょう。

宇宙(軌道)エレベータは静止衛星の高度も横切りますが何万キロメートルも高度の高いカウンターもあれば、地上基地の海抜０ｍ、高度０もあります。
　すると静止衛星軌道部には静止衛星軌道の楕円軌道があります。しかし地上基地では楕円を描かず、静止衛星の楕円の焦点に接した点でしかありません。
　また宇宙(軌道)エレベータのカウンターは数万キロメートルの高度で２４時間の周期の楕円軌道にあるので、静止軌道衛星の楕円軌道とは全く異なります。
　宇宙(軌道)エレベータの各部の高度ごとに静止軌道衛星の楕円軌道と異なる楕円を無限数個も要するのです。
　ところが宇宙(軌道)エレベータにはそれらの楕円軌道を作り出す装置がありません。装置がなければ、楕円軌道を作り出せず、宇宙(軌道)エレベータ構想は失敗です。
　そして宇宙(軌道)エレベータのすべての資材は静止軌道上の建設基地から展開され建設が進むのです。すると静止軌道上の建設基地に資材は運び込まれ、基地と運搬ロケットはランデブー飛行します。もちろん積載された資材の総てもランデブー飛行の運動をすることになります。
　そこでの楕円軌道はただ一つ静止衛星の軌道です。楕円が必要数分化させられるでしょうか。

静止衛星から自由にたわむ糸(テザー)を伸ばすのが宇宙(軌道)エレベータなのです。伸ばした各部の資材が地球に対して行う楕円軌道は静止軌道衛星の楕円そのものです。全く楕円が分化して個数を増やしていきません。同時に釣り合わせて２つの高度へ竿を伸ばせば必要な別個の楕円軌道を得るでしょう。高い高度と低い高度の運動エネルギーの変化分をつりあわせるのです。
しかし糸は自由に曲がりくねり、糸の端も自由端です。糸は竿と異なるので思った位置予定の位置に一定できないから釣り合わせることができません。
　したがって宇宙(軌道)エレベータは建設できません。構想は破たんしています。

Ａ＞・・軌道エレベータを建築する際には、ロケット等の何らかの推進装置を使用して、建材の速度をその建材を配置する高度に合わせて調整するのです。　

宇宙(軌道)エレベータの末端に地上から資材を運ぶ構想は聞いたことがありません。低い高度に建設すると、自由落下運動中ですから、宇宙(軌道)エレベータ本体を引きづり下し出します。墜落してしまいます。墜落を防ぐなら、釣りあい分の建設が必要です。
下端の建設の瞬間に宇宙(軌道)エレベータの上端でも同時に工事しなくてはなりません。３体のランデブーは宇宙(軌道)エレベータの建設構想にありません。
やったとしても糸(テザー)は自由運動の柔軟な繊維なので、次のランデブーに真っ直ぐ伸びている保証はありません。末端の位置が不明なので釣り合いも調和できないのです。
２かいめからのランデブーは保証できず不可能な工事です。

回答No.13

CC_T

No.10再。

> 移動の速度が遅いことは、加速度がミクロに小さいということです。
⇒持ち手を衛星に固定し、ほぼ同一の衛星軌道上に玉を放置すると仮定してシミュレートしたために数週間を見たにすぎません。
重力や遠心力の場合はその働く方向は変化しないので、速度は文字通り加速度的に上昇し、累積変位も大きくなります。
例えば単純な等加速度運動なら、初期加速度が１μm／s^2であっても、
　１秒後の速度：　１μm／s
　10秒後の速度：　10μm／s
　１分後の速度：　60μm／s
　10分後の速度： 600μm／s
１時間後の速度：　3.6mm／s
10時間後の速度：　36mm／s
　 1日後の速度：　86mm／s
　10日後の速度：86.4cm／s　　・・・このとき、すでに初期位置から既に370km離れていますね。
重力加速度一定の地上で物が落ちるとき、速度がどんどん早くなるのと同じです。

テザーの繰り出しでも、すぐに繰り出しドラムを減速するための「ブレーキ」が必要なほどの速度に達するでしょう。加速しようとするテザーに対し、ブレーキをかけながら送り出すという形になるわけです。

>質量と加速度の積が力ですから、すなわちカウンター宇宙(軌道)エレベータへ生み出す力は
>ミクロに小さいという結果になります。
⇒上記の通り、テザーを繰り出す限りは加速度がミクロのまま留まることは無いので、その結果は棄却されます。

>さらに宇宙のどの高度で試しても、けん玉は玉が浮き上る事はありません。
>玉はつかから上にも下にも離れないのです。
⇒前回答最後に書いた通り、けん玉の軸が地球中心を向いていれば、いずれ離れていきます。

>方位磁石のように重心を支持した針を宇宙に置いて、針の指示方向が鉛直に
>一定方向を向けばあなたの理論の勝ちです。
⇒はい、そうなります。それが潮汐力というものです。ただし無重力ですから重心を支持する必要はありません。中性子性など高重力の星が比較的低軌道に衛星を持つ場合、その衛星は潮汐力でラグビーボール状に変形してしまっていることでしょう。
シューメーカー・レビー彗星が木星に接近した際、潮汐力で崩壊して複数の破片に分かれ、前後に連なった状態で木星に落下していきましたね。

>末端に質量を集めた長い棒状ストローを作り、空気抵抗すらない衛星外の宇宙空間に
>静かに浮かせるだけで判定は下ります。
⇒数日で回転し始めているのが観測され、１か月程で振り子運動状態にあることが観測されるでしょうね。地球に「鉛直」で静止したと判定されるまでには…千年単位でかかるかな？

>ケプラーの第2原理の扇は2体の物体が互いに異なる運動をするか、一方だけが
>運動をする必要があります。
⇒なぜ資材同士の関係で扱おうというのか理解できません。一方が地球で他方が資材とするのが正しい見方です。衛星の一室にある資材は、そのすべてが地球の周囲を回る等速運動している状態です。等速「直進」運動するところを、地球の重力が引っ張っているために周回軌道になる。荷物が2方向へ散らばろうとするのを部屋の壁が受け止めているにすぎません。

>その高度ごとに特有の鉛直と直交した地平に水平な東西向きの速度が各資材それぞれに必要です。
～
>ところがそのような速度はそれぞれの部位にエンジンが必要ですが、
⇒資材はすべて衛星軌道上で移動しているわけですから、既に「東西向きの速度」を持った状態でそこにあるわけです。衛星全体の軌道（重心を通る線）に対して地球側にあるものは地球の重力が勝り、外宇宙側にあるものは遠心力が勝るためにそれぞれの方向に対する加速度がかかった状態です。「部屋」などによって剛体連結されているために離れて行かないだけです。
ちなみに、ISSは平べったい形をしているのは潮汐力の影響を排するためでもあります。
潮汐力により、外宇宙側端と地球側部には１μｇ程度の引き裂き力が働いています。

>燃焼ガスが回答者の原理なら径を増加する方向に吹き出すはずですが、燃焼ガスには
>径を増加したようすが発生しません。
⇒ファイヤーダンスの火の玉では、空気抵抗による効果が遠心力の効果を上回っているだけ。回転により、風が吹きつけているのと同じ状態ですからね。
あなたの火の玉理論に従えば、回転式脱水機では脱水できないことになります。洗濯物と水が同じ軌道を描きますか？　そんなことない。洗濯機（脱水槽）が回転すれば、洗濯物の水は脱水槽から外に飛び散ります。それが遠心力です。
ご自身で水入れたバケツの底に穴をあけて振り回し、漏れた水がどう動くか見てください。

>けん玉の玉は宇宙では振り回せないのです。重力がなく、張力も発生できないので振り回せません。
では、タイマー付きの電磁石を中心として２本の鉄棒を１本にくっつけ、宇宙で回転させたとします。回転の途中で電磁石が切れるとどうなるでしょうか。あなたの火の玉理論では、鉄棒は分かれずにそのまま同じ軌道を回るようですが、実際は両側に分かれて飛び去ります。

さて、人工衛星がすべて同じ速度で地球の周りをまわっているわけではありません。ケプラーの第2原理に従い、高度によってその角速度が異なっていることは理解されていると思います。
更に言えば人工衛星自体が地球に対して真円軌道にあるわけではなく、楕円軌道を描いているのがほとんど。だからこそスイングバイなんて技術も成り立つわけですが。

衛星からテザーを伸ばすことは、内軌道や外軌道に移動する事と同じ。軌道速度が変化する。実験衛星イカロスの太陽帆展開の初期も、テザーを伸ばすほどに回転が遅くなりました。重心が回転中心から遠くなると、ケプラーの第2原理に従い速度が遅くなる。そのままです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

Ｑ>移動の速度が遅いことは、加速度がミクロに小さいということです。
　A>⇒・・速度は文字通り加速度的に上昇し、累積変位も大きくなります。
例えば単純な等加速度運動なら、初期加速度が１μm／s^2であっても、・・　10日後の速度：86.4cm／s　　・・・このとき、すでに初期位置から既に370km離れていますね。
・・加速しようとするテザーに対し、ブレーキをかけながら送り出すという形になるわけです。

新Ｑ＞そのような夢の現象があればいいですね。でも現実ではありません。
高度が高くなるほど地球の引力加速度は小さくなります。
さらに回答者は速度と加速度を混同しています。速度は加速度が働いていれば加速により時間がたてば早まりますが、加速度は速度に無関係、そして高度に反して減じるので、したがって回答者の計算は全く誤りです。

いつもの宇宙旅行ではどの地点でも漏れ出た水滴はロケット室内で浮いたまま丸いまま、室内のなかを漂い続けるのみで、１０日たっても天に向けて鉛直に移動したことはありません。そして水玉はまるいままで鉛直を向いた楕円球の形状になった事もありません。
静止軌道より低くても高くても、月旅行の軌道でも結果は同じです。

Ｑ>質量と加速度の積が力ですから、すなわちカウンター宇宙(軌道)エレベータへ生み出す力は・・ミクロに小さいという結果になります。
Ａ>⇒上記の通り、テザーを繰り出す限りは加速度がミクロのまま留まることは無いので、その結果は棄却されます。

新Ｑ＞等加速度は引力にもない。地上近辺のＧは等加速度と仮に定数に見立てますが、本来の引力は高度の関数です。
静止軌道付近では距離に反比例で弱まった地球のＧ以外にはそのたの天体の引力はほとんど測るほどないのです。
　月までの付近では地球のＧは弱く、そして等加速度ではありません。離れるほど高度が高くなるほど地球の引力加速度は小さくなります。
さらに回答者は速度と加速度を混同しています。速度は加速度が働いていれば加速により時間がたてば早まりますが、加速度は速度に無関係、そして高度に反して減じるので、したがって回答者の計算は全く誤りです。

回答No.12

kagakusuki

>南洋のミクロネシアのバトンを手でくるくる回しバトン両端に燈された炎の現象ではどうでしょう。

　質問者様は原理の適用を誤っています。
　燃焼ガスは空気抵抗によって回転が止まってしまうのですから、遠心力の原理を適用する事は出来ません。

>けん玉の玉は宇宙では振り回せないのです。重力がなく、張力も発生できないので振り回せません。

　質問者様は原理の適用を誤っています。
　人工衛星には糸など繋がっていないのにもかかわらず、地球を中心にして振り回されております。
　又、人工衛星に重力が働いているのと全く同様に、静止衛星の内部のけん玉にも重力が働いています。
　けん玉は衛星本体とほぼ同じ速度で振り回され続けているのです。
　軌道エレベータも静止衛星と同様に、地球を中心として振り回されている構造体であり、尚且つ、エレベータの最頂部から見て、それよりも下にある部分が静止衛星の公転周期と同じ周期・同じ方向に自転していますから、けん玉を例にするのであれば、同様に

>衛星の公転周期と同じ周期でけん玉と玉を回転

させてやらなければ、軌道エレベータの原理の例には全くならないのです。

>宇宙ではけん玉のつかをもてば糸で結ばれた玉はその周囲にふわふわいるだけです。玉が動き離れることはありません。

　質問者様の認識は誤っています。
　例え宇宙であってもけん玉を振り回せば、遠心力によって玉は動いて離れて行きます。

>そう相対的にその正誤は定まるのです。私なのか、それとも回答者のあなたなのか

　勿論、質問者様が誤っている事は明らかです。
　何故なら、私が申し上げている事に内部無人が無いのに対し、質問者様の仰る事には明らかな内部矛盾があるからです。
　その矛盾に関しては前回の回答で既に述べているというのに、質問者様は現実から目を背けております。

お礼

現象を目でよく観察するのが基本です。

補足

ご回答ありがとうございます。
A> 質問者様は原理の適用を誤っています。　燃焼ガスは空気抵抗によって回転が止まってしまうのですから、遠心力の原理を適用する事は出来ません。

新Q　＞バトンの高速回転の遠心力を受けて燃焼ガスはバトンの長軸線上に回転の中心から径を増加する方向に運動します。周りに無運動で停止中の空気があるので空気粒子と燃焼ガス粒子は衝突するでしょう。しかしガスの衝突は衝突断面積と衝突確率の積が小さいためすぐには衝突せず、また一回の衝突で急停止するわけでもありません。多重に何度も衝突し徐々に減速するのです。

徐々に減速する炎が観測できるので判断することができます。

したがってもし遠心力の原理を適用できるなら燃焼の炎の向きと、炎の伸び方にはバトンの回転速度に比例して変化する筈です。

ところが全く兆候がありません。すなわち燃焼ガスに対して遠心力の原理を適用できないのです。バトンの炎は確かにたなびくのですが、たなびく炎はバトンの長軸線上に回転の中心から径を増加する方向ではまったくありません。回転の方向と反対に回転角の遅れを示して回転速度に比例して大きくたなびきます。
もし回答者の述べる様に「燃焼ガスは空気抵抗によって・・止まってしまう」のなら、径の延伸方向でたなびいた炎と同程度に、回転の方向と反対に回転角の遅れにたなびく炎でも延伸方向と同等程度に短いはずです。ところがはるかに長い炎が高速シャッターの写真にも写ります。したがってお答えはそぐわないのです。

Ｑ>・・人工衛星には糸など繋がっていないのにもかかわらず、地球を中心にして振り回されております。・・　けん玉は衛星本体とほぼ同じ速度で振り回され続けているのです。

新Q　＞ご質問者の仰る通り、衛星とけん玉という対は地球に振り回されていますが、親ガメ子ガメに対を多重に繰り返せないと考えるのが私の主張です。

回答者はその衛星軌道から何かのもの、たとえば宇宙(軌道)エレベータの各部材をもう一度振り回せるとお考えのようです。違うならごめんなさい。宇宙船も宇宙飛行士もけん玉もただ地球に振り回されているのですから、お互いつかず離れずしずかに軌道上を浮いているわけです。

　さらに宇宙(軌道)エレベータの姿勢が鉛直にできると考えるならやはりもう一度2重の振り回しという多重の振り回しをお考えということでしょう。
　もし多重に振り回していないなら宇宙飛行士につかを持たれたけん玉の球は静かにどこにも行かずに浮いているのです。地球から見たら衛星を振り回す1つ目に続き2つ目の振り回しが多重に2重になるとお考えでしょうか。
　地球の引力を原因とする振り回しだけを考える時、2度目2重の多重な振り回しは不可能です。
　なぜなら宇宙(軌道)エレベータの資材は最初のロケットの運搬では当然ロケットと同じ速度と向きで運動しています。2どめ3度目と資材を運ぶ時にもランデブーして資材を静止軌道衛星に渡します。するとすべての資材は同一運動同一速度になり軌道を運行します。
ここで遠心力を得るためにはニュートンの引力の発見のもとになった法則であるケプラーの第2法則に則る運動を資材がしている必要があります。
「ケプラーの第二法則：面積速度一定 の法則」という法則に宇宙(軌道)エレベータの軌道や構造は従うからです。
もちろん地上局もカウンターも静止衛星もです。3か所其々その法則が同一条件で成り立たねばいけないのです。残念ながら無理です。

なぜなら宇宙(軌道)エレベータの建設ではケプラーの扇図形のような面を描きません。描いた図形はただ１点で、点に面積はありません。扇面にはならないのです。
　説明しましょう。

宇宙(軌道)エレベータのすべての資材は軌道上の衛星の一室に一度集まり、部屋から通り抜けて宇宙(軌道)エレベータのかたちに拡げられます。ここで速度が異なるとランデブーできず、宇宙(軌道)エレベータはまったく建設できません。
要するに宇宙(軌道)エレベータのすべての資材はその部屋で同じ速度、同じ向きの運動をしたのです。
　すると全部の資材が同一運動なのです。

ところがケプラーの第2原理の扇は2体の物体が互いに異なる運動をするか、一方だけが運動をする必要があります。

宇宙(軌道)エレベータではすべてが同一速度の運動です。
だからの扇図形のような面を描きません。描いた図形はただ１点で、点に面積はありません。だから地球から見たら2度目の多重振り回しは振り回せないのです。多重振り回しが宇宙(軌道)エレベータ形状を形成する原動力なので形状がつくれません。

Ａ>・・　例え宇宙であってもけん玉を振り回せば、遠心力によって玉は動いて離れて行きます。

新Ｑ＞　宇宙でけん玉を振り回すとき、宇宙飛行士が縄跳びして振り回す縄と同じです。縄跳びの縄は宇宙飛行士がまわしたのであって、地球が回したのではありません。地球が多重にものを振り回すことはありません。宇宙船の中のけん玉は宇宙船と同等に同じ軌道で地球に振り回されているので、たまもふわふわとつかの周りに静かに浮いているのです。

もし宇宙飛行士が縄を回すように宇宙(軌道)エレベータのカウンターを衛星が振り回したら、こんどはカウンターは地球にぶつかったり、衛星に絡まったりという事故になります。

回答No.11

foomufoomu

すでに、静止状態の人工衛星からテザーを伸ばす実験は、何度も成功していますよ。
http://www.aeroastro-kait.net/blog-category-7.html

静止衛星は、地球の重力と、衛星の遠心力が、釣り合うところで静止しています。
この位置より、地球に近い側では重力のほうが強く、遠い側では遠心力のほうが強くなります。
これを利用して、地球に近い側と遠い側に、同時にテザーを、釣り合いを保ちながら伸ばしていきます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
　ご回答者＞すでに、静止状態の人工衛星からテザーを伸ばす実験は、何度も成功していますよ。・・釣り合いを保ちながら伸ばしていきます。

新Ｑ　＞テザーを伸ばしたら静止衛星は減速して墜落します。
説明しましょう。デブリの回収の一方法を知っていますか。
それが起きるのです。
http://www.oit.ac.jp/med/~tahara/jp/theme2009/details33.html
テザーはグラスファイバーです。
グラスファイバーは導電性です。釣竿が避雷針と同じように働いて海岸で釣り師が雷に打たれて死ぬ事例があります。
　宇宙には人口のデブリと呼ばれる浮遊物が高速で飛び交って衛星に衝突しては破壊し危険な状況です。
　そこでデブリにグラスファイバーのテザーを絡めて減速墜落させようというのがその回収の一方法です。

　静止衛星が墜落しちゃいます。それにテザーが鉛直に伸びるわけでもありません。

宇宙(軌道)エレベータではテザーが鉛直方向を目指して伸びてほしいという構想ですから、その構造を満たせません。