宇宙飛行

宇宙飛行(うちゅうひこう、英語: Spaceflight)とは人工の構造物を宇宙空間で飛行させること、もしくはその技術である。

宇宙飛行技術は宇宙開発の根幹を成す技術であり、宇宙旅行通信衛星のような商業活動にも使用されている。宇宙飛行技術の非営利的な用途としては宇宙望遠鏡偵察衛星地球観測衛星等が挙げられる。

宇宙飛行は通常、射場からのロケット等の打ち上げで始まる。まずは地球の周回軌道に乗るために宇宙機を加速させなくてはならないからである。宇宙機の動き(推進中、非推進中(慣性移動中)の両方)は天体力学によって計算される。宇宙機のほとんどは宇宙空間に残されたままとなっており、これらは大気圏再突入の際に崩壊するか、または墓場軌道に放置されるか、そのままスペースデブリとなる。月着陸の際に放棄されたものは月への衝突の道を辿る。

宇宙飛行の歴史

宇宙飛行の現実的な提案はソビエト連邦の研究者であったコンスタンチン・ツィオルコフスキーによってなされた。ツィオルコフスキーは1897年ツィオルコフスキーの公式を発表し、ロケット推進による公式を確立した。また、1903年には「反作用利用装置による宇宙探検」(ロシア語: Исследование мировых пространств реактивными приборами)で液体水素液体酸素を燃料とする流線型のロケットの設計図を発行したが、これらの理論的な研究はロシア以外では著名ではなかった。1920年代には多段式ロケットジェットエンジンの理論を完成させ、世界で初めて宇宙ステーションを考案した[1]

ロバート・ゴダード1919年に発表した論文である「月飛行の可能性」で、宇宙飛行技術は工学分野の可能性へ移った。ゴダードが製作した世界初の液体燃料ロケット1926年3月16日に打ち上げられ、2.5秒間で約12.5メートル(41フィート)上昇した。このロケットで使用された ラバル・ノズル(一旦直径が小さくなり、後に広がっていく、途中がくびれた形状のノズル)と液体燃料ロケット技術は後の宇宙飛行技術の重要人物となるヘルマン・オーベルト及びヴェルナー・フォン・ブラウンにとっての重要な鍵となった。

宇宙に到達した史上初のロケットはV2ロケットの原型であるA4ロケットである。1942年10月3日に行われた3回目の打上げでA4は宇宙空間に到達し、打ち上げ地点から192キロメートル先の地点に落下した。1957年10月4日にはソビエト連邦のスプートニク1号が打ち上げられ、世界初の人工衛星となった。この打ち上げによってスプートニク・ショックが引き起こされ、アメリカ合衆国は震撼した。1961年4月12日には世界初の有人宇宙飛行となるボストーク1号が打ち上げられ、ユーリ・ガガーリンが世界初の宇宙飛行士となった。

ロケットによる打ち上げは現代でも宇宙に到達する最も主要な手段である。スクラムジェットエンジンなどの他の技術は地球重力圏を脱出する手段としてはまだ速度が足りず、実用にはほど遠い[2]

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