1。ロケット推進:
* ニュートンの第三法則: ロケット推進の背後にある基本原則は、ニュートンの第三の動きの法則です。「すべての行動には、平等で反対の反応があります。」ロケットは、高温の高圧ガス(推進剤)を下方に追放し、ロケットを上向きに推進する上向きの力を作成します。
* ロケットエンジンの種類: ミッションに応じて、さまざまな種類のロケットエンジンが使用されます。最も一般的なタイプは、液体プロペラントロケットエンジンです 、灯油や液体酸素のような液体燃料を燃やします。ソリッドプロペラントロケットはよりシンプルですが、制御不能です。
* マルチステージロケット: ほとんどの宇宙船はマルチステージロケットを使用しています。各ステージは、独自のエンジンと燃料を備えた独立したロケットです。 1つのステージが燃料がなくなると、剥離し、全体の体重が減り、次の段階が宇宙船をさらに加速させることができます。
2。重力と脱出速度:
* 地球の重力: 地球の重力はすべてを中心に向かって引っ張り、逃げるのが難しくなります。
* エスケープ速度: 地球の重力を逃れるために、宇宙船は脱出速度と呼ばれる特定の速度に達する必要があります。これは毎秒約11.2キロメートル(毎秒7マイル)です。 この速度では、宇宙船の運動エネルギー(運動のエネルギー)が地球の重力プルを克服します。
3。空力と軌道:
* 空力設計: 宇宙船の形状とそれを運ぶロケッツは、打ち上げ段階での空気抵抗(抗力)を最小限に抑えるように慎重に設計されています。これにより、効率的な加速が可能になります。
* 起動軌道: 宇宙船は特定の軌跡をたどります。通常、効率を最大化し、建物や山のような障害を回避する湾曲した経路です。この軌跡は、宇宙船が目的の軌道に到達するのにも役立ちます。
4。ガイダンスおよび制御システム:
* コンピューターとセンサー: 高度なコンピューターとセンサーは、発売中の宇宙船の位置、速度、態度(方向)を継続的に監視します。
* 制御システム: 制御システムはアクチュエーター(スラスタなど)を使用して、ロケットの推力と方向を調整して、目的の軌道を維持し、安全で成功した打ち上げを確保します。
5。宇宙船の分離:
* ペイロードフェアリング: 宇宙船自体は、通常、打ち上げ中に保護的な「ペイロードフェアリング」に囲まれています。このフェアリングは、抗力を減らし、大気上昇中の激しい熱と圧力から宇宙船を保護します。
* 分離: ロケットが十分な高度に達すると、ペイロードフェアリングは宇宙船から分離され、目的地への旅を続けることができます。
要約すると、宇宙船は、地球の重力を克服し、望ましい軌道に押し込む強力なロケットを使用して宇宙に発射されます。このプロセスには、洗練されたエンジニアリング、正確な計算、および物理学の深い理解が含まれます。