スペースシャトルが発射する時には何が行われているのか!?

雑記

スペースシャトルってカッコいいですよね!

皆さんスペースシャトルってご存じでしょうか?
名前の通り宇宙へ行くための乗り物、宇宙船です。

宇宙船ってだけでなんかカッコイイですよね!


スペースシャトルは1981年から2011年まで
合計135回宇宙に打ちあがっています。


またスペースシャトルに用いた部品の数はなんと約250万個とのことで
これまで人間が製造した機械の中で最も複雑であると言われています。


そんなスペースシャトルの中で私が一番カッコイイと思うのが発射する瞬間です。

大勢の人が発射に携わっていて、それぞれが別々の作業をキッチリこなして
初めて打ち上げが成功する、あの感じがなんかいいんですよね。
ほぼ妄想なのですが、多分そんな感じなんだろうなーと思っています…。

例えるならエヴァンゲリオンの戦闘中のあの臨場感に似ているというか
むしろエヴァはスペースシャトルの発射を参考にしたんじゃないかと思うぐらいです。


発射の瞬間の映像は皆さんどこかで一度は見たことあるんじゃないでしょうか?



よく見るとあの数十秒で色々な事が起きているのが分かるかと思うのですが
映像だけでは結局どうしてそこであんなことしなきゃいけないのか?って
分からなかったので調べてみました!

そんなスペースシャトルの発射時に起きていることを以下にまとめていきます。
いやーしかしこれは男の夢ですね!!どこがやねん!ということでいきましょう!

スペースシャトルの基本情報

Photo by SpaceX on Unsplash

スペースシャトル以前にも宇宙に行くための乗り物は
色々あったのですが、基本的に1回しか使えない作りになっていたんです。

宇宙にいく乗り物を作るなんていうのはめちゃくちゃ費用がかかるわけで
そんな作りでは開発する費用がもったいない!

ということで1つの乗り物で何度も宇宙に行けるような物を作ろう
という概念で作り出されたのがスペースシャトルでした。


上記の通り総打ち上げ回数は135回です。その内失敗は2回
打ち上げ成功確率は98%を超えています。

失敗する瞬間が結構テレビとかで特集されたりしていたので
すごい数失敗しているイメージだったのですが
こんなに成功しているとは正直思っていませんでした。


初めての打ち上げは1981年4月12日と既に40年ほど前になります。
結構歴史が長いですねー。


またスペースシャトルは人間を乗せるだけではなく
宇宙に物資を運ぶことも出来るように設計されていました。
このおかげで国際宇宙ステーションが建造されたりハッブル宇宙望遠鏡が打ち上げされました。



そして発射時のスペースシャトルは大きく以下3つに分けることができます。
・軌道船(スペースシャトルの本体、飛行機のような部分)
・2本の白色で細長い固体燃料補助ロケット
・外部燃料タンク


なぜこんな構成になっているかというと
スペースシャトルは発射して地球に着陸するまで
燃料を使う必要があるため発射時に燃料を使い切るなんて出来ないんですね。
そのため発射時だけでも出来るだけ軌道船に積んである燃料を使いたくありません。


そこで発射時に必要なパワーを2本の固体燃料補助ロケットで補ってもらいつつ
軌道船のメインエンジンに必要な燃料は外部燃料タンクから供給するようにしています。

これによりスペースシャトルの本体である軌道船に積んでいる
燃料をあまり使わずに宇宙に飛び出していけるわけです。なるほど!

発射16秒前 放水を開始

Photo by Todd Trapani from Pexels

発射前の準備として発射台の付近に大量の放水を開始します。

意味が分からないですよね…。ロケット点火による火災予防?とか
考えましたが実は全然違う理由でした。


なぜそんなことをするかというとロケット発射時に起こる騒音が
200デシベルにも上るからだそうです。
デシベルは音の強さを表す単位です。


200デシベルがどれほどすごいのかというところなのですが
まず130デシベルで人間が苦痛に感じる限界の音らしく
この強さの音を聞くと聴覚に異常をきたすそうです。

更に165デシベルの音になるとその音のパワーによって
聞いた人の髪に火をつけることができるそうです。

最後に200デシベルなのですが、この音を聞いた人は死んでしまうそうです…。

まぁ165デシベルあたりで既に死の領域だと思いますので
200デシベルあたりでは一瞬で死んじゃうんでしょうね、怖い。

そんな殺人的な轟音が発射台付近に鳴り響くので
音によって打ち上げられるロケットが破損しないように
放水をして音のエネルギーを水に吸収させているんだそうです。
究極の騒音対策ですね!

発射10秒前 ノズル付近に火花を散らす

ノズルはロケットから火が出るエンジンの口の部分のことを言います。
そのノズル付近に火花を散らします。

エンジン点火時にノズル付近にガスが残っていると
エンジンが爆発する可能性があるようで
事前にノズル付近のガスを除去することを目的に火花を散らすんだそうです。

発射6.6秒前 エンジン点火開始

Image by Brent Connelly from Pixabay

3基のメインエンジンを点火しその推力(パワー)を90%に維持します。

この時点ではまだスペースシャトルは発射台に固定されています。
そしてその後3秒以内に推力を100%にするんだそうです。

なぜ3秒以内にしないといけないかというのがよく分かっていないのですが
どうも騒音用に放水した水がエンジン点火により
蒸発し大量の水蒸気になることによって
スペースシャトルが水蒸気によって見えなくなる、もしくは
水蒸気による気圧の変化によってロケットの運行が危うくなることが
原因なのではないかと考えています。

発射0秒 離陸

Image by NASA-Imagery from Pixabay

3秒以内に推力100%に達したらメインエンジンと発射台を固定している
ボルトを爆発しロックを外します
発射の瞬間に爆発が起きているなんて全然知りませんでした…!

更に補助エンジンも点火しスペースシャトルが離陸を開始します。

この時も補助エンジンからか排出される排気ガスが音速に近い速度で
噴出されるため、しばしば衝撃波が発生するのだそうです。
スペースシャトルからもの凄いエネルギーが放出されているのが
まざまざと分かりますね。

発射 2分6秒後 補助ロケットを分離

Image by Brent Connelly from Pixabay

発射から2分6秒でスペースシャトルは高度約45Kmに達し、
速度はなんと時速4800km以上にもなっているとのことです。
やばい速さですね…。
ここまできたときにまず補助ロケットを分離するそうです。

発射 8分58秒後

発射から8分58秒で外部燃料タンクを分離します。
この時のスペースシャトルは秒速8kmの速度に達しているとのことです。
時速に変換すると2万8800kmです…すごすぎて訳わかりません。

おわりに

以上でだいたいの発射時に起きていることは終わりです。
ちゃんと説明し出したらかなり細かくなってしまうと思いますので
ザックリな説明でしたがいかがでしたでしょうか。

こんなすごいことを135回もやり続けていたと思うと
やはりNASAはすごいですね。


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