宇宙で加速するには?
どうも、はだしです。突然ですが、最近の宇宙の流行は圧倒的に火星だと思っています。少なくとも僕のTwitterでは火星探査機Perseveranceと火星ヘリコプターIngenuityで埋め尽くされています。
しかし!ここはあえて流行には乗らずにスイングバイの話をしていきたいと思います。スイングバイといえば遠くの星に行くには欠かせない技術で(あの探査機はやぶさも使っていた!)仕組みはなんとなく知っていましたが…仕組みを知っていたら実際に試したくなりますよね!!(なったので試しました)
スイングバイを一言で説明するなら「星が回る力を利用して加速する方法です」。図を使って説明するなら…
宇宙には空気など妨げるものはないので、惑星が止まっていたら近づいて遠ざかっても速度は変わらないのですが、惑星は公転しているので、惑星が進むエネルギー分だけ加速できるわけです!!
さてこれを再現してみたいのですが…
用意した装置はこちら!
封筒にタイヤをつけたものです。封筒には磁石がついています。タイヤはモーターに繋がっていて自動?で動きます。(なおこの装置を作るために台湾旅行の時に現地で作ったクリップモーターとマウスの電池が犠牲になりました)
つまりこういうこと!鉄球が今回加速する被験者「なんちゃって人工衛星」鉄球を引きつける磁石は「疑似惑星」。
封筒は湾曲していて磁石の位置が最下点になっています。手を放すと赤の線の方向に進んでいきますが、磁石に近づいて加速します。その後封筒の坂によって減速してしまいます。
ですがこの封筒自体が自動で前に進んでいくのでその分の力が加算されて加速するのでは?!
判定方法はこうです。力学的エネルギー保存の法則からだいたい同じ高さに戻ってくるはずですがそれよりも上がったら成功です。(実際には空気抵抗や摩擦、モーターの振動でエネルギーは全然保存されていないと思うけど)
では1回目。いざ!
(あ、動画のタイトルにネタバレしてた…)近づきすぎて磁石にひっついてしまいました。もっと離してみましょう。
この磁石思ったより強力ですね…
どこかにとんでいってしまいました…離しすぎです。ちょっと、いやかなり難しいですね。
実験を繰り返し、画像フォルダーの実験動画の割合が99%を占め…
そうして2年後…(嘘です…1時間後)
え、え、見た?見た今?!引きつけられてた!
はぁ疲れた。
えっ?結果?
そうでした。やってみましたが「ん?加速した?」というのが、まず僕の感想です。
動きが複雑すぎるしそのまま左にいってしまったのでどこを最も上がった点とすればいいか…実際に加速するかどうかはもっと精密に実験装置作らないと確かめられないと思いました。でも理論の中だけだった話が実際に見ると「こういう現象は本当に起こるんだな」と感慨深いものがあります。
それはそうともし僕が同じだけ宇宙で実験したらどれくらい損失がでるのでしょうか。今回32回目で成功したのですが…はやぶさ2は1機と運営費合わせて164億円らしいです。
つまり…
5084億円の損失!エグすぎですね。そのうち20回ほどは惑星に墜落し、10回ほどは宇宙のチリと化しました。
そんなことは許されないから宇宙開発は頭のいい人ばかりが関わっていて、すごい時間をかけられて幾度もの確認と実験がされてるんですね。
今回の実験で宇宙開発をしている人のすごさが実感できたし宇宙への思いも増しました。(宇宙ステーションに合体するのとかすごいよね!軌道とか全部予測してからロケットで打ち上げてるんだよ!)
また何か面白い実験思いついたらやってみようと思います!!
(なお今回の実験は全て自分一人で考案したため、鵜呑みにしないでください。間違ったところがあれば教えてください~)
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