site.CSWブログ北海道に生まれた民間宇宙開発企業カムイスペースワークス。ブログはこちらに引越しました。camuispaceNASAが深宇宙探査用大型ロケットの開発に着手するというニュースが話題になってます。NASAからの正式発表はこちら。メインエンジンはシャトル用SSMEをベースにした液酸−液水。密度が小さい液体水素エンジンは大推力を出しにくいため、固体ロケットブースタも併用だそうです。ええと、有人ですよね?一応確認ですが、使い捨て、ですよね?正直、やっちまったなあ、という第一印象なんですけど、取り敢えず続報を待ちます。して「やっちまったなあ」と思うのか色々理由が有りますが、例えば下記記事を参照ください。移転前のURLで2007年1月に掲載した記事です。補足すると、シャトルにおいては、「高空まで使用する再使用エンジンを目指した技術開発だから、まあ、しようがないかなあ」と思ってました。今回の設計はどう考えても理解できないです。17:54----------------いいロケットとは、排気速度が大きいロケットです。排気速度は推進剤の組合せでほぼ決まります。CAMUI君の排気速度が固体ロケットよりも大きいのは、ポリエチレンと液体酸素という組合せを選んだのが理由です。そこには技術的オリジナリティはありません。ポリエチレン−液体酸素の組合せで燃料過剰な燃焼条件を実現するというのは凄いことではありますが、これはCAMUI君の技術的価値の中のおまけみたいなものです。最大の技術的価値は、燃料のガス化速度が大きいことにより推力が大きい、という点にあります。推進剤流量は酸化剤(液体酸素)流量と燃料(ポリエチレン)流用の和です。酸化剤流量を増やすのは簡単です。バルブを開けばいいんですから。対して、燃料流量を増やすのは難しいです。ポリエチレンをガス化させるのは大変ですからね。これを増やさないと、燃料過剰な最適条件を保ちつつ推進剤流量を増やすことはできません。これを可能にしたのがCAMUI君の偉いところです。それでは、どうして推力を増やすことがそんなに重要なんでしょうか。ロケット工学者は運動量こそ最大の価値だと思っています。大きな運動量を得るためであればエネルギをドブに捨てることを何の躊躇も無く平気でやります。運動量は、推進剤の質量[kg]×排気速度[m/s](=運動量[kg・m/s])で決まります。kg・m/s^2]に次元が等しくなりますね。推力とは、単位時間当たりに得られる運動量のことです。逆に、推力に時間をかけると力積になり、これが運動量の変化に等しいのでした。従って、限られた量の推進剤でより多くの運動量を得ることにしのぎを削るロケット工学者にとって、何よりも大事なのは排気速度です。ロケットの性能は排気速度で評価されるのでした。いうことは、ロケット工学者は推力×時間で表される力積=運動量が大事なのであり、推力には興味が無いのだ、というと、実はそうではない場合があります。いう場合かというと、地上からの打上げで最初に働く初段ロケット、すなわちブースターロケットを設計する場合です。地球周回軌道に衛星を投入するために必要なことは水平方向の速度ベクトルを獲得することなのですが、地表近辺には大気層が有って高速で飛行するには邪魔なため、まずは上昇するという非本質的なことが行われます。これがブースターロケットの仕事です。上向きに加速することになるわけですが、これは地球の重力加速度と競争しながら加速するということを意味します。9.8[m/s^2]です。m/sの速度になっているわけです。この加速度を1Gといいます。