簡単に作れる！ペットボトルロケットを作って実験をしてみよう！

宇宙飛行士が滞在する事で有名な「国際宇宙ステーション(ISS)」は、どのぐらいの速度で移動しているかご存知でしょうか？意外とゆっくり動いている姿をイメージしたという人も多いですよね。実は、国際宇宙ステーションはかなりの速度で移動しています。今回は、国際宇宙ステーションの移動速度がマッハより速いという噂の真相を調べてみました。 国際宇宙ステーションの速度は驚きの秒速7.7km！ 現在は、You Tube等の動画配信サイトで国際宇宙ステーション(ISS)から見た地球のライブ映像を気軽に見る事ができます。その映像を見てみると、かなりゆったりとした速度で移動しているように感じますよね。ですが、国際宇宙ステーションは「秒速7.7km」という驚きの速度で移動をしています。いきなり秒速7.7kmと言われてもピンと来ないという人がほとんどだと思います。時速約27,500kmで地球をたった90分で1周してしまう速度なんですよ。超音速旅客機「コンコルド」の最大速度が「マッハ2(時速2,450km)」の10倍も速いスピードで宇宙を移動しています。もし、目の前を通過しても肉眼で確認する事は難しそうな速度ですよね。 なんでそんなに速く移動する必要があるの？ 「重力がない宇宙なのになんでそんな高速で移動しているの？」ふと、そのような疑問が思い浮かびました。実は、国際宇宙ステーションは地上から400kmと意外と低い高度を飛んでいます。この高度で地球に落ちる事なく移動するためには、秒速7.9km前後で移動しなければいけません。また、国際宇宙ステーションだけではなく、地球軌道上をグルグルと周回している人工衛星は全て秒速7.9km前後で移動しています。この速度の事を「第一宇宙速度」と呼びます。「第一宇宙速度」以外にも「第二宇宙速度」と「第三宇宙速度」も存在します。因みに、もしも国際宇宙ステーションが秒速7.7kmで地球上を周回したら、空気抵抗によって一瞬で燃え尽きてしまうとの事です。空気抵抗の少ない宇宙だからこそ、マッハ2のコンコルドより10倍も速い速度で周回し続けられるようです。 国際宇宙ステーションはたまに軌道修正をしている 秒速7.7kmの速度で移動している国際宇宙ステーションですが、実はたまに軌道修正を行っています。宇宙空間も完全な真空状態ではない事から、移動の際には多少の空気抵抗を受けます。ですので、少しずつ移動速度が下がっていき、それにつれて高度も下がってしまいます。高度が下がった際は、小型のロケットエンジンで元の高度まで軌道修正をしているようです。 まとめ 国際宇宙ステーション(ISS)は、マッハ2で移動できる超音速旅客機コンコルドの10倍という驚きの速度で宇宙空間を移動していました。ニュースや動画配信で見る映像からは想像できないほどの速さで国際宇宙ステーションは宇宙空間を周回しています。

「キロボ(KIROBO)」が人類で初めて国際宇宙ステーション(ISS)に行ったニュースは記憶に新しいですよね。ロボット宇宙飛行士として活躍したキロボが宇宙に行くためには「ロケットエンジン」の存在は欠かす事が出来ません。ここでは、ロケットエンジンの仕組みについて簡単に解説していきます。 ロケットエンジンが推力を得ている方法 ロケットエンジンの仕組みの中でも特に多くの人が気になっているのが「推力を得る方法」ではないでしょうか？あれだけ大きなロケットをどうやって宇宙まで運んでいるのか気になるのは当たり前ですよね。ロケットエンジンには「推進剤」が搭載されています。燃料と酸化剤を化学反応で燃焼させる事で高温高圧のガスを発生させています。このガスを高速で噴射させる事でロケットは推力を得ています。 さらに詳しく解説すると、推進剤は「固体ロケット」と「液体ロケット」の2つに分けられています。固体ロケットは、推進剤をゴムに練り込んで作られていて、液体ロケットは液体の燃料と酸化剤を分けていて、それぞれを燃焼室に送り込んでガスを発生させています。固体ロケットは、一度点火させると推進剤がなくなるまで燃焼を続けるので、推力の調整を行う事が出来ません。一方、液体ロケットは、燃焼室に送る量を調整する事が出来るので推力を微調整する事が出来ます。 液体ロケットのエンジンの仕組み 液体ロケットは「副燃焼室での燃焼ガスの発生」と「ノズル冷却に用いた燃料蒸気」の2種類のガスの発生方法があります。さらに、処理方法も「主燃焼室に戻す」と「外に捨てる」の2種類があり、2×2の4通りのサイクルが存在します。 二段燃焼サイクル 副燃焼室でガスを発生させる事で大きな力でターボポンプを動かす事ができます。ガスを捨てずに利用する事ができる効率の良いサイクルです。ですが、ターボポンプでの圧力増加が大きくなるためシステム全体が高圧環境下で作動する事になります。 ガスジェネレーターサイクル 副燃焼室でガスを発生させる事で大きな力でターボポンプを動かす事ができます。しかし、ガスを捨てる事になるので効率が少し下がります。ターボポンプ下流で必要になる圧力が主燃焼室の圧力以上で済む事から、二段燃焼サイクルよりも開発費用を抑えられます。 フルエキスパンダーサイクル ガスを捨てる事なく利用できる効率の良いサイクルです。ですが、燃焼室圧力を大きくしようとするとタービンの排圧も大きくなりバランスが取れなくなってしまいます。その結果、あまり大きな推力を得る事はできません。主に上段ロケットエンジンに採用されています。 エキスパンダーブリードサイクル ガスを捨てる事になるので効率は低めです。タービンの排圧が小さく高効率でターボポンプを駆動させる事が可能です。さらに、燃焼室圧力を高くする事で大きな推力を得る事もできます。H-Ⅱロケットの2段目エンジンとして日本で初めて実用化されたエンジンとして有名になっています。 まとめ いかがだったでしょうか？なるべく難しい専門用語を使う事なく、わかりやすく大まかなロケットエンジンの仕組みを解説してみました。ここでの解説で面白い！とさらに興味を持ったという人は、ぜひもっと詳しいロケットエンジンの仕組みを調べてみてください。ロケットエンジンには様々な夢や驚きの技術が詰め込まれているので時間を忘れて楽しむ事ができます。

キロボ(KIROBO)以外にも、様々なメーカーがロボット開発を行っています。実は、産業用ロボットメーカーには「世界4強」というものがあり、そのうち2つが日本のメーカーだったりします。今回は、世界4強に入っている注目の産業用ロボットメーカーの特徴を紹介していきます。 多関節ロボットでトップシェア！ファナック 世界4強の産業用ロボットメーカーの1つが「ファナック」です。メーカー名を聞いた事があるという人も意外と多いのではないでしょうか？ファナックと言えば「多関節ロボット」で有名な産業用ロボットメーカーで、自動車工場などにはかなりの確率でファナックのロボットが導入されています。ファナックの産業用ロボットは、黄色に塗装されている事が多いので工場見学の時に黄色の多関節ロボットを見かけたら、ファナックが生産している産業用ロボットの可能性が大です。ファナックが得意としているのは、・塗装・溶接・洗浄・パレタイジングといった工程です。その中でも、特に溶接工程に関する需要が高くなっていると言われています。ファナックが得意な工程を並べてみると、想像できるように大型ロボットの開発で高い評価を得ています。さらに、ファナックでは製造業向けに「FIELD system」というオープンプラットフォームの開発も行っています。IoTにも注力していて、産業用ロボットにもその技術がいくつも活かされています。 日本の全電気式ロボットを牽引！安川電機 現在は「全電気式産業用ロボット」が当たり前になっています。全電気式になる前までは「油圧式」の産業用ロボットが主流でした。日本ではまだまだ油圧式ロボットが当たり前だった1977年に全電気式産業用ロボットを開発したのが「安川電機」です。今では産業用ロボットメーカーとして世界トップクラスのシェアを誇る安川電機ですが、実はロボット以外にも、モーションコントローラーやサーボモーターといったメカトロニクス分野に関係する制御部品を数多く製造しています。もちろん、全電気式産業用ロボットの開発に、自社の技術が詰め込まれています。安川電機が開発・販売した「MOTOMAN(モートマン)」は、自動車関連産業を中心に50万台以上の販売実績を残しました。現在の安川電機の主力産業用ロボットは、・溶接ロボット・塗装ロボットの2種類になります。先ほどのファナックとは異なり、安川電機の産業用ロボットには「青色」のデザインが施されているといった特徴があります。ファナックと同様に安川電機もIoT分野のロボット開発にも力を入れています。 まとめ 今回の記事では、世界で活躍する日本の産業用ロボットメーカーを2社紹介しました。どちらのメーカーも工場に行けば、高確率で見かける事ができるほどのシェアを誇っています。トップメーカーとして、今後の産業用ロボットの開発に注目が集まっています。