ロケットの耐久度

質問

ブラックホールにロケットが突っ込んでいくと、やがて潮汐力が
かかりロケットは壊れてしまうと思います。

１０太陽質量くらいのブラックホールに近づいていくロケットは
無事に（壊れることなく）事象の地平面をこえられるかどうか、
ロケットの長さ、質量、耐久度を自分で設定して答えなさい。

という問題があるんですが、長さや質量はウィキペディアかなんかで
代表的なロケットの値がわかるんですが、耐久度というのはどれくらい
に設定すればいいか全然わかりません。
現代の技術ではありえないような耐久度でも適当に設定して答えても
いいんでしょうが、実際のところはどれくらいなのか教えていただき
たいです。

回答No.1

rabbit_cat · ベストアンサー

ロケットは、普通は、必要な耐久度ぎりぎりに作ってあります。そうしないと重くなって燃料の無駄ですので。
で、想定している力ぎりぎりまでは耐えて、それよりもちょっとでも大きな力がかかったら全ての部品が同時に一気に破壊して粉々になる、というのが最良の設計です。もしある部品だけが先に壊れるのであれば、他の部品の強度がありすぎる（もっと軽量化できるはず）ということです。
ここらへんの考え方は、エレベータ（安全係数＝１０以上）なんかとは
全く違います。ロケットは安全係数はせいぜい1.1程度でしょう。（飛行機で、1.3～1.5程度）

で、必要な耐久度は、地球から打ちあげることを想定すると、大気中を高速で飛んでいくことによる空気抵抗が一番大きなものになります。
スペースシャトルの打ち上げ時にかかる空気抵抗の大きさの推移が下にのってます。
http://www.aerospaceweb.org/question/aerodynamics/q0025.shtml

空気抵抗が最大になるのは、高度40kmくらいのときで、圧力が、700lb/ft^2 = 3.5トン/m^2
といったところでしょうかね。
ロケットは、この力に耐えるぎりぎりに作られているはずです。

もし、ロケットを地球からではなくて、月から打ちあげることにすれば、空気抵抗がほとんどないので、打ち上げ時に加速によるＧにだけ耐えればいいんで、もっとずっと軽くできるはずです。

お礼

安全係数という言葉は初めて目にしましたし、難しい話はよくわから
ないのですが、簡単に言うとロケットはだいぶ壊れやすく設計されて
いるということでしょうか。
私はスペースシャトルなどはとても頑丈に作られているのだろうなと
思っていましたので、このお話はとても新鮮で興味深いと感じました。

参考ベージありがとうございます。しかし私はそれほど英語が得意では
ないので^_^;
時間があるときに辞書を片手に読んでみようと思います。

ご回答本当にありがとうございました。

回答No.2

SortaNerd

現在の技術で作れるもっとも頑丈な物質を想定してはいかがでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。

現在の技術で作れるもっとも頑丈な物質ですか・・・
潮汐力は引っ張る力ですので、引っ張る方向に強い物質ですよね・・・

すいません、私はそういうのにあまり詳しくないので^_^;
もしご存知でしたら教えていただけるとありがたいです。
厚かましくて申し訳ありませんm(__)m