ロケット燃料にはどのような種類がありますか?固体および液体ロケット燃料と、ロケット燃料が時間とともにどのように変化したかについて学ぶ

ロケットの設計は、すべてトレードオフに関するものです。ロケットが地球の表面から離陸するために必要な貨物が 1 ポンド増えるごとに、より多くの燃料が必要になりますが、燃料が少し増えるたびにロケットの重量が増加します。火星と同じくらい離れた場所に宇宙船を取得し、そこに着陸し、再び戻ってきようとする場合、重量はさらに大きな要因になります。したがって、ミッションの設計者は、宇宙に向かう船に何を詰め込み、どのロケットを使用するかを決定する際に、できるだけ慎重かつ効率的に行う必要があります。

セクションへジャンプ

2種類のロケット燃料
ロケットには燃料以外に何が必要ですか?
ロケット燃料は時間とともにどのように変化しましたか?
クリス・ハドフィールドのマスタークラスの詳細

クリス・ハドフィールドが宇宙探査を教えるクリス・ハドフィールドが宇宙探査を教える

国際宇宙ステーションの元司令官が、宇宙探査の科学と将来の展望について教えてくれます。

もっと詳しく知る

2種類のロケット燃料

ロケットを地球から打ち上げるために使用される燃料には、主に固体と液体の 2 種類があります。米国では、NASA と民間の宇宙機関が両方を使用しています。

固体燃料ロケットは、ローマンキャンドルのようにシンプルで信頼性が高く、一度点火すると止まることはありません。燃え尽きるまで燃焼し、推力を制御するためにスロットルを調整することはできません。固体燃料は、通常、エネルギー化合物 (つまり、HMX、RDX)、金属添加剤 (つまり、 . ベリリウム、アルミニウム)、可塑剤、安定剤、および燃焼速度調整剤 (すなわち、酸化銅、酸化鉄)。
液体ロケットは生の推力が少ないが、制御可能であり、宇宙飛行士はロケットの速度を調整したり、ロケットのオンとオフを切り替えるために推進剤のバルブを開閉することさえできる。液体燃料の例には、液体酸素 (LOX) が含まれます。液体水素;または四酸化二窒素をヒドラジン (N2H4)、MMH、または UDMH と組み合わせたもの。

一部の用途ではガス推進剤が使用されることがありますが、宇宙旅行にはほとんど実用的ではありません。ゲル推進剤は、液体推進剤と比較して蒸気圧が低いため、一部の物理学者に興味を持っています。これにより、爆発のリスクが軽減されます。ゲル推進薬は、保管中は固体推進薬のように、使用中は液体推進薬のように動作します。

物干しの入手方法

ロケットには燃料以外に何が必要ですか?

物体を宇宙に送るには、もちろん燃料が必要です。また、燃焼するための酸素、操縦するための空気力学的な表面とジンバルエンジン、そして十分な推力を提供するために高温のものが出てくるための場所も必要です。

燃料と酸素はロケットモーターの内部で混合されて点火され、爆発して燃焼した混合物が膨張してロケットの背面から流出し、ロケットを前進させるために必要な推力を生み出します。大気中で作動し、空気を取り入れて燃料と結合して燃焼反応を起こす飛行機のエンジンとは対照的に、ロケットは酸素のない空虚な空間で作動できる必要があります。したがって、ロケットは燃料だけでなく、それ自体の酸素供給も運ぶ必要があります。発射台のロケットを見ると、ほとんどの場合、宇宙に行くために必要な推進剤タンク (燃料と酸素) が見えます。

クリス・ハドフィールドが宇宙探査を教えますジェーン・グドール博士が保全を教えますニール・ドグラース・タイソンが科学的思考とコミュニケーションを教えますマシュー・ウォーカーがより良い睡眠の科学を教えます

ロケット燃料は時間とともにどのように変化しましたか?

宇宙飛行の開始以来、ロケット燃料の基本的な化学的性質にはほとんど変化がありませんでしたが、より燃料効率の高いロケットの設計が進んでいます。

ロケットの効率を向上させるには、燃料をあまり消費しないようにする必要があります。つまり、必要な運動量を与え、同じ推力を得るには、燃料をできるだけ早く後方に排出する必要があります。磁気加速器を使用してロケットノズルを介して推進されるイオン化ガスは、従来のロケット燃料よりも大幅に軽量です。イオン化された粒子は、ロケットの後部から信じられないほど高速で押し出され、その小さな重量または質量を補います。

イオン推進は、長く持続的な推進には適していますが、比推力が低いため、これまでのところ、すでに軌道上にある小型衛星でのみ機能し、大型宇宙船向けには拡大されていません。これを行うには、強力なエネルギー源、おそらく核、またはまだ発明されていない何かが必要になります。

Chris Hadfield の MasterClass で宇宙探査について学びましょう。