紙飛行機を大気圏に

質問

先日のロシア隕石、衝撃波は驚きですね。
質量・速度・重力・大気　いろんな要素が作用して落下してくる訳ですが。
例えば、紙飛行機を大気圏外から地球に向けて飛ばすとどうなるでしょう？
軽くて、空気抵抗は少ない紙飛行機、条件しだいで地表に到達するのでしょうか？

回答No.12

Kunfu · ベストアンサー

JAXAの計画では「通常の紙 に，アルコキシシラン溶液を出発原料として，ゾル－ゲル法でシロキサン結合を持つ薄膜をコーティングする。」ということで、２００数十度に耐えられる紙飛行機を作りました。
空気抵抗を大きくして、高度１００kmで秒速５kmまで減速て、温度を２００度までに抑えることで燃えないんです。
ご丁寧に風洞実験までやってます。
やっぱ、普通の紙では燃え尽きるようです。
ちなみに、成層圏くらいでは宇宙とは言いますまい。
宇宙に気球で行けると言ったら笑われるでしょう。
サムスンの紙飛行機をホントに宇宙から飛ばしたらＳＤカードごと燃え尽きます。

さて、紙飛行機が首尾よく帰還したとして、レーダーや光学望遠鏡でも追尾不可能なため、１０ヶ国語で「宇宙から帰還した紙飛行機を拾った方は、JAXAまでご連絡ください。」と書いてあります。

これには問題があります。
中国語では「莫大な賞金が贈られます。」
英語では「これを拾った紳士は英雄です。」
ロシア語では「ウォッカ１年分と交換します。」
ドイツ語では「JAXAに連絡する決まりになっています。」
と書かなければなりません。
そうでないと、拾った子どものオモチャにされて終わりです。

お礼

ご回答ありがとうございます。
なんかワクワクするような実験ですね～
発射方法や回収方法をクリアすれば実施出来そうですが
特に回収方法は難問ですね、回収される国の文化に合った文面にしないと回収できない。（笑）
いっその事、
「あなたはウイルスに感染しました回収物を隔離し速やかにJAXAに連絡しワクチン接種を受けてください。」
なんてどうでしょうね？　(≧▽≦)う
重さをクリア出来ればGPSとかレザー誘導とか自動制御で最寄りの改修ポイントに帰還出来れば・・・本題からズレて来ましたね失礼しました。
とても興味深い情報ありがとうございました。
今後のJAXAの動向に注目したいと思います。

回答No.13

kamobedanjoh

度々登場して申し訳ありません。
NO.８，１１の kamobedanjoh です。前回（no.11）はふざけた回答を差し上げ，大変失礼いたしました。
NO.１２ Kunfu さんのご回答で，小生の最初の回答が，まんざら根拠のない空想でもなかったこと，
JUXA の実験計画があることで，裏付けして戴きました。
小生，こんな計画のことなど露知らず，どんな風にご説明申し上げたら良いのかと，思い悩んだ結果が前回の皮肉っぽい回答文に成って仕舞いました。
上空に熱圏が存在することは，Kunfu さんのご回答で，納得して戴けたかと思います。
Kunfu さんには，小生からも心から御礼申し上げたいです。

日食の観測可能地点が，世界地図上で豆粒程の点の移動として示されることで，夜間でも超高空では日射が十分届き得ること，ご理解戴けると思います。

Kunfu さんのご回答に VA差し上げて下さるようお願いし，併せて前回失礼の段，お詫び申し上げます。

お礼

kamobedanjoh 様
コメントありがとうございます。
どうかお気になさらないようにお願いします。
玄人にとって素人の問いかけは時に苦痛に
感じる事もあるものです。
Kunfu さんのご回答は、私もkamobedanjoh 様も
納得の回答ですね(^.^)

回答No.11

kamobedanjoh

グーグルの衛星写真を見ると大気圏が何層にも重なっているなんて思えませんね。
　熱圏・・・いかにも大気圏のイメージですね～
　不思議な現象ですね、落下の速度が無いとなると落ちてこないと言う事？
　夜の側だったら影響を受けないと言う事？

あなたも不思議な人ですね～。
人々の空想力を知りたい為の質問かなと思ったら，こんな惨めなお礼が返ってくるとは思いもしませんでした。グーグルの衛星写真で，大気の成層が判別できると，真面目に信じている訳ではありませんよね。ググるなら「対流圏」，「圏界面」，「成層圏」，「電離層」，「熱圏」で試して欲しかったな～。
不思議な現象ですね。性質の異なる流体は，成層を成して互いに混じり合わないんですねー。何故なのでしょうか。
不思議な現象ですね～。地上が夜で真っ暗でも，人工衛星の軌跡が見えるなんて？　大気圏外では，人工衛星が自己発光しているのでしょうか？　不思議な現象ですね～。地上で熱せられた空気が圏界面を超えて成層圏まで突入できないなんて？　成層圏の空気が圏界面以下まで降りられないなんて？　不思議な現象ですね～。流体中では浮力が働くなんて？
お分かりなら教えて頂けませんでしょうか。

補足

ご返答ありがとうございます。
【人々の空想力を知りたい為の質問かなと思ったら・・・】
確かにそのつもりでした・・・が、熱圏の不思議な現象に興味をそそられ、つい反応してしましました。
私は無知な素人です、しかし無知な素人なりに興味や疑問もあります「対流圏」，「圏界面」，「成層圏」，「電離層」，「熱圏」を調べてみても原子分子がどうとかオゾンがあるとか・・・だからどうなの！の世界で結果的に素朴な疑問の解決にはならないと考えます。同じ興味を持ついろんな方が居ます、いろんな方の考えを聞いて一生かけて答えを見つけて行くのが楽しいと私は思っています。

回答No.10

Hayashi_Trek

もし、紙飛行機の重さがわずか1グラムでも
運悪く、正面衝突（秒速15km）すると

その運動エネルギーは
重さ３トンの車（例えばハマー等）が時速30kmで衝突する場合と同じです。
ぶつけられた人工衛星は大破してしまいます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
とてもわかり易い例えで助かります
紙飛行機が手から離れた時点で、すでに秒速１５kmですよね
人工衛星が同じ軌道なら、まず当たる事は無いでしょうが
真逆や交差する軌道もあるわけで当たれば２倍の衝撃ですか・・・

数年前、衛星携帯の衛星にデブリが当たったとか言うニュースもありましたね。
確率的には低いがゼロではないですね。

ハップル望遠鏡の修理で宇宙飛行士が太陽パネルを交換し古いパネルを宇宙に破棄した映像がありました。その時代はまだ、問題にならなかったのでしょうね。

回答No.9

Hayashi_Trek

＞間違った方向？地球に向けて飛ばしゃいいじゃん！！
人力で投げた程度では、大気圏に突入して地上に落下するまでに時間がかかります。
投げられた飛行機は新たな楕円軌道になるだけで、一直線に地球に向かうわけではない。

希薄な空気抵抗によって少しずつ高度を落とすことになります。
おそらく何か月もかかって大気圏に突入することになるでしょう。

その間、地球の周りを何回も回り続けるので、他の人工衛星にぶつからないように、
投げる速度と方向を慎重に決める必要があります。

もちろん、投げる時に時速5000kmで投げることが出来れば、
もっと短い時間（数時間～数日）で大気圏突入させることが出来ます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
高度５００km高速自動車道で５～６時間　人の腕力で飛ばす紙飛行機はいったい何キロ？って事ですよね
時間は掛かりそうですね。

回答No.8

kamobedanjoh

「紙飛行機、条件しだい」では，地表に到達するかも知れません。
その条件とは，光を全反射するくらいに純白であること。

成層圏とは，大気圏内上空のこと。対流圏の上のことです。成層圏を越えた上空では，気温は急速に上昇します。大気圏外でも，５０km程度から数百km程度までは，僅かながら気体分子が存在し，それらの分子が電離・発光することでオーロラ現象が発生します。数百kmでは，「電離層」という電波の反射層を形成します。無線電信全盛の頃は，この現象を利用して，地球の裏側とも交信できました。
この様な高度では，気体分子は極めて希薄ですが，太陽の直射を受けて数百度の高温になります。この様な高さを「熱圏」と言います。

紙飛行機が黒色だと，数百度の高熱を受けて蒸発してしまいます。酸素が足りないので，燃焼には至りません。成層圏まで落ちてきたとしても，高熱のままでは，浮力が働いて落下の速度が失われます。

対流圏の天気次第と言うことも有り，余程条件が揃わないと，地上での回収は困難かと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。

グーグルの衛星写真を見ると大気圏が何層にも重なっているなんて思えませんね。
熱圏・・・いかにも大気圏のイメージですね～

（成層圏まで落ちてきたとしても，高熱のままでは，浮力が働いて落下の速度が失われます。）

不思議な現象ですね、落下の速度が無いとなると落ちてこないと言う事？
夜の側だったら影響を受けないと言う事？

回答No.7

ultraCS

#3です

不謹慎の誹りを受けるかも知れませんが、実例として

スペースシャトルコロンビアの再突入時の事故発生高度はおよそ70Kmです。
この事故では多くの燃えかすではない残骸が回収されており、少なくともこれらに関してはこの高さから落下しても燃え尽きると言うことはなかったということです。

お礼

ご回答ありがとうございます。

私も回収されたヘルメットやグローブの写真を見ました。
よくもまあ回収されたものだと関心しました。
成層圏まで来ればそれ以上加速することは無いのかもしれませんね。

コロンビア号の通過地点を重点に市民に回収を呼びかけ疑わしい物もすべて回収したそうです。中にはトイレや風呂場のタイルや猫や犬の死骸なども届けられたとか・・・

回答No.6

princelilac

>結局ぐしょぬれの紙として自由落下し、摩擦熱で燃えつきてしまうでしょう。
これはないはずです。もしそうなら雨がすべて蒸発してしまい、地上には一滴も降らないことになります。
そもそも雲は氷の粒なので、紙を濡らすことはないはずです。霧や靄は液体なので濡らしますが、これは地上すれすれで発生します。

大気圏外といえども地球の重力圏内であれば、紙飛行機はゆっくりと落ちてくるでしょう。ゴルフボール大の雹が降ったというニュースを見ることがありますので、上空ではたとえ希薄でも相当強い気流があるようです。水分を含むのは雲を通り過ぎてから後ではないでしょうか。それからは加速するでしょうから、当たれば危険だと思います。

お礼

ご回答ありがとうございます。
上空は氷点下の世界、天気予報でも上空5000m-20℃とか-30℃の寒気団がどうのなどという言葉がをよく聞きますね。真夏でも雹は降りますし・・・湿気は無くても冷気が（霧氷？）があれば紙飛行機に付着（樹氷現象）するかもしれませんね。

回答No.5

mstk2

よく似た話で、ハーバードの学生がハンバーガーを宇宙へ打ち上げてましたね。
円形のバーカーをユーフォーに見立てて、burger in space ! とか騒ぐ内輪ウケでしたが、結構おもしろかった。
問題のバーカーは１時間ほど飛行したあと、パラシュートが開いて無事地上で回収されました。

紙飛行機の件ですが、落下速度が速いときは大気はうすく、大気が濃くなると落下速度は鈍りますから、紙飛行機が燃えてしまうほど過熱されることはないでしょう。
ただし、それはあくまで晴天状態の話。
実際は、対流圏には水蒸気がわんさかあるので、たとえば雨雲の中に飛びこんだら、水滴で濡れて重くなるので紙飛行機は用をなさなくなり、結局ぐしょぬれの紙として自由落下し、摩擦熱で燃えつきてしまうでしょう。

お礼

ご回答ありがとうございます。

天候次第では大気圏突破は可能という事ですね。
防水処理や耐熱処理をすれば可能性は大と・・・φ(..)

回答No.4

noname#215107

何年か前にJAXAが、バガス（サトウキビの搾りかす）を化学処理し、大気圏突入の高温に耐えられる紙で作った、重さ30ｇ以下の紙飛行機を、国際宇宙ステーションから地上へ向けて飛ばす実験を計画していましたが、
間違った方向に投げると宇宙ゴミになる危険性があり、他の衛星を破壊するおそれがあることから、中止されましたね。

お礼

ご回答ありがとうございます。
是非とも実施して欲しかったですね～
間違った方向？地球に向けて飛ばしゃいいじゃん！！
とは、言うもののどうやって追尾するの？GPS？
誰が回収してくれるの？
問題は山積みですね。(^_^;)

回答No.3

ultraCS

成層圏に気球を挙げてそこから紙飛行機を放つという試みは、サムソンがスポンサーになって宇宙から紙飛行機に乗せたSDカードの耐久性を試す「PROJECT SPACE PLANES」として既に実行されています。
http://projectspaceplanes.com/
http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Space_Planes

ドイツのウォルフスブルグ郊外から打ち上げられたヘリウム気球が高度37キロでSDカードをペイロードとした紙飛行機200機を放ち、ある程度の数が地上で回収されていますから、燃え尽きずに地上に達したようですね(残りは海とか人のいない地域に落下したのでしょう)。
成層圏は大気圏外ではありませんが、地球の重力圏であれば同じような結果になると思われます。

お礼

ご回答ありがとうございます。
ホームページ拝見しましたが英文でさっぱりわかりませんでした。(・_・)
瓶詰めメッセージの現代版ってところでしょうか？(^.^)
少々議題とは違いますが
しかしながら同じような事を考える人は居たって事ですね。