宇宙船
宇宙船（うちゅうせん spaceship）は、多くは有人宇宙機の意味で使われる[1]。
宇宙機（うちゅうき spacecraft）は、宇宙空間を飛行する人工物である。ただし飛行といっても、普段はみずから推進はせず自由落下状態である。
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[編集] 概要
[編集] 呼称と分類
[編集] 運用による種類
- 宇宙機
- 人工衛星・宇宙探査機などの無人機や宇宙ステーションを含む、宇宙空間における広義の人工構造物は宇宙機 (spacecraft) と総称される。人工物を宇宙空間まで運ぶ機械（ローンチ・ヴィークル）は、宇宙機とは別に考えることが多い。
- ローンチ・ヴィークル (launch vehicle, LV)
- 宇宙輸送システムのうち、宇宙機を宇宙空間まで打ち上げる（ローンチ[2]する）装置のこと。2000年代現在はほとんどが使い捨て型ロケット(ELV)である。ローンチ・ヴィークル自体は宇宙機ではないが、最終段は軌道に乗り宇宙機となることが多い。
- 宇宙ステーション
- 惑星や衛星近傍の軌道上に長期間滞在するための宇宙ステーションは、一般に宇宙船とは区別される。
- カプセル型宇宙船
- 使い捨てを前提とする宇宙船。アポロ司令・機械船やソユーズなどに代表される。スペースシャトルの登場でいったんは廃れたものの、コストなどの点から再評価されている。アメリカはシャトルの後継としてカプセル型のオリオンを採用した。
- 宇宙往還機
- 地上と軌道上とを繰り返し往復する宇宙船、ないしLVやブースターを合わせたシステム全体。システムの全体または一部の再使用を前提としており、宇宙船はふつう翼を備える。再使用型宇宙往還機(RLV)、再使用型宇宙輸送システムなどとも呼ばれる。スペースシャトルが代表的。狭義には、スペースプレーンは含まない[3]。ブースターを用いない単段式宇宙往還機 (SSTO) も研究されているが、技術的な面で課題が大きい。
[編集] 軌道による分類
- 人工衛星
- 惑星（ほとんどの場合地球）の周回軌道に乗る宇宙機。周回軌道上の有人宇宙船や宇宙ステーションも統計上は人工衛星として扱われる。
- 人工惑星
- 地球の重力を脱した宇宙機は、太陽周回軌道に乗る。道中の惑星探査機、一部の宇宙望遠鏡など。
- 弾道飛翔体
- 弾道軌道（軌道力学的には、近地点が地球の内部にある楕円軌道）をとる。観測ロケット、弾道ミサイル、記録達成用のスペースシップ1など。
- その他
- 太陽の周回軌道も脱し、星間空間へ向かうものもある。パイオニア、ヴォイジャーなど。
[編集] 条件
宇宙船は次のような条件を満たさねばならない。
- 打ち上げ時の振動に加え、宇宙空間における極低温から数千度の高温までの温度変化・宇宙線・高真空・磁気といった過酷な環境に耐え得る船体（構体）を有する。
- 様々な装置を動かすための動力源（通常は電力源）を持つ。
- 天体の重力や自身の慣性で動かされるだけではなく、自ら加速して推進する機能を持つ。
- 搭乗員が過酷な外部環境に晒されないよう閉鎖された部分を持ち、その内部では安全な環境が維持される。外部へ出入りする際には、エアロック（気閘）を利用する。
- 人間の生存のに必要な水や酸素など、宇宙空間で手に入りにくい物資は内部に蓄えている（蓄える事が可能である、生成可能である）。[要出典]
現在の代表的な宇宙船は次のようなものである[要出典]。化学反応を利用してガスを噴出する化学ロケットエンジンなどによって推進し、金属や複合材料製の船殻や構造材で宇宙線などを防ぐ一方で船体の耐熱塗装や冷却装置が熱の問題を解決する。乗員やコンピュータなどは与圧キャビンで保護され、太陽電池や燃料電池で稼動に必要な電力を賄い、液体燃料や酸化剤、酸素をタンク内に持つ。さらに地上への帰還、すなわち大気圏再突入時の空力加熱に対する熱防護システム (thermal protection system, TPS) が必要となる。
[編集] 代表的な有人宇宙船
[編集] カプセル型
- マーキュリー宇宙船（アメリカ合衆国 NASA、マーキュリー計画）
- ジェミニ宇宙船（アメリカ合衆国 NASA、ジェミニ計画）
- アポロ宇宙船（アメリカ合衆国 NASA、アポロ計画）
- オリオン（オライオン）（アメリカ合衆国 NASA
- ボストーク（ソ連）
- ボスホート（ソ連）
- ソユーズ（ソ連・ロシア 連邦宇宙局）
- 神舟（中国）
[編集] 往還機
- スペースシャトル（アメリカ）
- ブラン（ソ連・ロシア：地球軌道周回試験飛行のみで計画休止）
- スペースシップワン（民間：アメリカ スケールド・コンポジッツ社）
※ 1963年8月22日には、アメリカの実験機 X-15が、ジョー・ウォーカー飛行士によって高度107.960kmに到達した。この記録をもって、X-15を宇宙船に含めるべきとの意見もある。国際航空連盟 (FAI) による定義では、高度100km以上が宇宙とされる。
[編集] 無人宇宙船
通常は有人の宇宙機を宇宙船と呼ぶが、無人にもかかわらず宇宙船と呼ばれる宇宙機もある。
マーキュリー計画のA-5まで、ジェミニ計画の2号まで、アポロ計画の6号までなどでは、有人飛行のために設計された機体が試験のために無人で飛ばされた。このような宇宙機は宇宙船と呼ばれる。
国際宇宙ステーション (ISS) への無人補給船であるロシアのプログレス補給船、ESAのATV、日本のHTVは、しばしば宇宙船と呼ばれる。これらは、有人宇宙船に匹敵する大きさで、与圧室を備え、ISSにドッキング中は人間が中で活動することもできる。特にプログレスは有人宇宙船ソユーズの無人化であり、ATVも有人化構想があるなど、有人宇宙船と共通の設計が多い。
[編集] ボイラープレート
詳細は「:en:Boilerplate (spaceflight)」を参照
ボイラープレートとは機能しない宇宙船またはシステムで本来のペイロードと同一の重量、外形寸法の模擬宇宙船である。これを用いた試験の結果を本来打ち上げる宇宙船や人工衛星の開発に反映させる。その他、有人宇宙船においては非常時の脱出装置の試験にも用いられる。
有人宇宙船の開発には多く用いられ、1960年代初頭のNASAでは、多くのボイラープレートが打ち上げられた。ビッグ･ジョー 1や地上試験や大気圏内での飛行試験で使用されたスペースシャトル・エンタープライズ等も含まれる。 NASAのコンステレーション計画でも同様にアレスIロケットの初期の試験でオリオン宇宙船のボイラープレートが使用される予定だった。
[編集] 関連項目
「Category:架空の宇宙船」も参照
[編集] 脚注
- ^ Yahoo!百科事典（小学館ニッポニカ百科事典より）「宇宙船」
- ^ ランチとも。ローンチを参照。
- ^ “宇宙輸送用語集 (JAXA)” (2007年11月16日). 2009年9月20日閲覧。
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