アポロの司令船の大気圏突入

質問

エアフォースミュージアム（旧名）で実物見てきました。

あの円錐状の形ですが、丸い部分を常に進行方向に向けて落下できるのでしょうか。融解熱で船内への影響を防ぐ部分は丸い部分だけだと思います。

これには姿勢制御がついていたのでしょうか。それともアポロチョコのあの形なら自然に姿勢が安定するのでしょうか。

回答No.7

lupin__X · ベストアンサー

下の方の「大気圏再突入」
https://plamo-diary.com/2009/11/op180-11/

アポロのミッションのアニメ　(3:50～)
https://www.youtube.com/watch?v=8VvfTY-tVzI

詳しくは、英語で調べればわかります。
司令船(command module)の前に機械船(service module)を先に
地球に落とします。その時、司令船の底が地球側を向いています。
司令船にも、4組のエンジンはついてます。
(negative pitch,positive pitch,roll,YAW)
英語は読めなければ読まなくても画像でだいたいわかります。

かなり下の方に司令船の再突入(re-entry)の体勢があります。
http://heiwaco.tripod.com/moontravel1.htm

重いものの配置で重心をずらして突入姿勢をバランスとってます。
http://nassp.sourceforge.net/wiki/Entry_Monitoring_System

お礼

頑張って英文を読みました。
何となくわかりましたが、左右にロールさせることで重りが移動し、発生する揚力をコントロールするんですね。
このあたりは基本的な物理の知識がもう少し必要ですね。

回答No.10

tetsumyi

司令船の形の模型を作って落下させると自然に安定します。
ただ、相当の速度で空気抵抗が大きくなった段階でそうなるはずです。
低速度の場合は軽くすれば実験できます。
またこの形は重心は自然に下の方になりますから、これも安定する理由の1つです。
これは専門家が空気力学的に考えた形状です。

お礼

ありがとうございます。
非常に興味があります。
右に傾いたらこう修正され、左に傾いたらこう修正されるような説明はありますでしょうか。

回答No.9

tetsumyi

内部で流動はしませんし、重心を移動する必要もありません。
この形では、少し斜めに傾いたとすると傾いた方向に横滑りし、下の面を腹にして横に移動すると同時に姿勢が元に戻ることになります。
これらは何回も実験して確信を持って設計された形状でしょう。

お礼

再度ありがとうございます。
液体ではなく、肉まんを空気中で落下させると安定するでしょうか。

補足

正確には、雨滴の形を固体で作って、あるいは司令船の形の模型を作って落下させると自然に安定するのでしょうか。

回答No.8

tetsumyi

この形は空気中で抵抗を受けて落ちる時に自然に安定した状態となる形状です。
https://hello-iroha.com/books/ametsubu/
どちらかに傾くと空気の流れで元に戻る力が働きます。

お礼

有難うございます。雨粒は液体ですが、内部で流動しないのでしょうか。

回答No.6

nananotanu

No.2さんに補足

隕石は地球の重力に引かれて落ちてくるのではなく、自身が軌道上を移動している速度で『突っ込んでくる』のです。

ところで、アポロは全通新記録がNASAで公開されています。で、突入前に姿勢をキメる、で正解です。というか、その姿勢・突入角度で運命が決まっちゃう。
　→深過ぎれば燃え尽きる、浅すぎれば(水切り石のように)宇宙空間に弾き返される

お礼

ありがとうございます。
No.7さんの回答で疑問が晴れました。
大気圏にはじかれるというのは正確ではなく、地球は丸いので、大気で減速し切れなかった場合、大気圏を突き抜けて向こう側の宇宙に出てしまうというのが正解のようです。

回答No.5

sonohenno_rf

簡単な理由だと思うが。重量物（通信機、バッテリー、生命維持装置、座席、飛行士等）が底面の方に装着されているから。つまり重心が底面部に寄っているので安定して姿勢を維持出来るのでしょう。それだけの話です。

お礼

姿勢はある程度コントロールしていたようです。目からうろこでした。

回答No.4

skp026

姿勢制御のスラスターは付いています。
以下の図ではピッチエンジンという名称です。
http://www.space1.com/Spacecraft_Data/Handbook_Illustrations/Apollo/CM_Exterior/cm_exterior.html

再突入中、姿勢が安定する形状なのだと思います。

※
以下は推測です。
姿勢制御が、再突入前のみなのか、突入中もおこなうのか、
資料は見つけられませんでした。(どこかにはあるはずですが、、、)
とはいえ、再突入時にはおそろしい速度であることと、
滑空中の空気による圧力を考えると、
姿勢制御は突入前後に終了している可能性が高いと思いました。

再突入時に熱が出るのは、進行方向の空気が船体によって
圧縮されるからで、そんな熱が出るくらいの高圧力なのに、
ちっぽけなスラスターで、姿勢制御をし続けることは難しすぎます。
またスラスターの燃料も、それができる量が搭載できるとは、
さすがに思えないです。

お礼

No.7さんの回答で疑問が晴れました。
重量物が偏った位置に配置されていて、これをロールさせることで、ある程度コントロールできるみたいです。
ロールさせるのは、リアクションホイールは当時なかったので、２つあるスラスターを使ったのでしょうか。

回答No.3

中京区 桑原町（@l4330）

2010年6月に地球に帰還したはやぶさの帰還カプセルですら耐熱側とパラシュートを開く側を区別して大気圏再突入できてます。

お礼

回答ありがとうございます。
はやぶさのカプセルの場合は、どうやら切り離し時に回転を与えられていたらしいですね。ジャイロ効果によって姿勢を安定させていたようです。

回答No.2

seble

アポロだけでなく、マーキュリー、ジェミニ、ソビエトのボストークと数多くの宇宙船が地球へ無事帰還しています。大気圏突入角度が重要なんだそうで。
斜めに突入する事で、重力をもろに受けずに速度が極端には上がりません。
隕石のように無制御だと重力に引かれるまま、深い角度で落下しますから速度もあがって燃え尽きます。
アポロは底面から突入ですね。
司令船にも姿勢制御ロケットが搭載されていたはずです。写真中央やや右下の空洞が噴射口だと思います。円周上にいくつかあり、それで角度調整ぐらいはできたかと。
https://www.apollomaniacs.com/apollo/cm.htm
底面2インチの断熱材、10個のRCS(reaction control subsystem)のロケットエンジン、燃料122kg
再突入技術があるからこそ、ICBMも成立します。アポロがねつ造なら、ICBMによる全面核戦争も有り得ない事になります。あれが全部絵に描いた餅だとでも？

参考URL：

https://japanese.engadget.com/2014/12/22/nasa-orion/

お礼

ありがとうございます。
写真の右下の2つの小さな穴がそのスラスターのようです。
調べてみると、司令船の重心が少し中央からずれているため、ごくわずかな揚力が働くようです。これを抑えるためのスラスターだそうです。

回答No.1

noname#235638

http://mirustar.blogspot.com/2016/10/88.html

かな？

お礼

アポロは月に行っていない派と、地球温暖化否定派の連中は共通しているって本当ですか？