ホリエモン2号が爆発炎上で失敗?宇宙ロケットのしくみってどうなってるの?

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ホリエモンこと堀江貴文が資金を集めて宇宙ビジネスを展開しているのは有名な話ですね。

 

そのビジネスには宇宙空間にロケットを打ち上げることが必要なのですが、またまた失敗してしまいました。

 

今回は、MOMO2号爆発の原因について考察してみます。

 

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ニュース記事情報

 

北海道大樹町のベンチャー企業「インターステラテクノロジズ」は30日早朝、同町の実験場で小型ロケット「MOMO(モモ)」2号機の打ち上げを行ったが、直後に落下して爆発炎上し、失敗した。

 

 同社によると、けが人はいないという。

 

 民間企業が単独で開発したロケットでは日本初となる高度100キロ以上の宇宙空間到達を目指したが、昨年7月の初号機に続く2度目の失敗となった。

 

 成功すれば、これまで国主導だった日本の宇宙開発に民間が本格的に参入する節目となるはずだった。

 

 2号機は当初、今年4月に打ち上げる予定だったが、直前に機体のバルブを動かすための窒素ガスに漏れが見つかり延期。機体の設計を一部見直し、今回の打ち上げに臨んでいた。

 

 計画では、打ち上げ約4分後に宇宙空間に到達。その後は地球の重力で落下し、同約7分後に北海道沖の太平洋に着水する予定だった。

 

 MOMOはエタノールと液体酸素を燃料に使う1段式のロケットで、全長10メートル、重量約1トン。重さ20キロの荷物を運ぶことができ、2号機は高知工科大が開発した観測装置などを搭載していた。

 

 

 同社は元ライブドア社長の堀江貴文氏らが創業。MOMOの技術を生かして超小型衛星用のロケットを開発し、宇宙ビジネスへの参入に向けて平成32年にも打ち上げることを目指していた。

 

 初号機は強い圧力がかかる高度約10キロで機体が破損し、通信が途絶したためエンジンを緊急停止した。機体の強度不足が原因とみられ、改良した2号機で再挑戦した。

 

http://news.livedoor.com/article/detail/14940945/より引用


宇宙ロケットの仕組み

 

宇宙ロケットって結構巨大なイメージがあると思います。

 

あの中身って何だと思いますか?

 

人を乗せている場合は、宇宙飛行士が乗り込むスペースがあるっていうことはわかりますが、今回のMOMO2号みたいに無人の場合は一体どうなっているのでしょう?

 

実は、内部のほとんどは「燃料」と「液体酸素」なんですよ。

 

無人ロケットは、ほとんどの場合、先端に人工衛星が入っていて、他はほとんど燃料と液体酸素です。そして、一番下に小さなエンジンがついているっていう感じです。


ロケットエンジンとは?

 

まあ簡単に言うと、ぴゅーって飛んで空中で「パンッ」ていう花火と同じです。

 

つまり、物質が燃えると体積がすっごく増えるので、それを地面に向けて噴射すると空に向かって飛んでいくってわけです。

 

エンジンっていうと車みたいに、何かを回すっていうイメージがありますが、ロケットとかジェット機のエンジンは単に「燃やして」いるだけです。

 

その燃える時に増える体積を利用しています。

 

花火の場合は、火薬と空気中の酸素が結びついて燃えているわけです。

 

ロケットエンジンの場合は、火薬の代わりに液体水素、または純度の高い灯油などが使われます。

 


爆発と燃焼の違いとは?

 

燃えるだけで、ロケットが飛ぶの?って思いますよね。

 

車だって、ガソリンが燃えるだけで大きな力が生まれるとは思えません。

 

そうなんです。

 

単に燃やすのではなく、「爆発」させているのです。

 

燃焼と爆発、その違いはなにか?

 

それは、燃えた瞬間に発生するエネルギーの違いなんです。

 

燃えた瞬間に音速以上のスピードで空気が移動すれば「爆発」です。

 

それ以下だと「燃焼」なのです。


音速とは

 

秒速340メートル。

 

時速1225キロメートルです。

 

燃焼した瞬間に、何かが1秒で340メートル以上移動したら爆発というわけです。

 

まあもちろん、移動する際には空気抵抗がありますから、そんなに飛ばないでしょう。

 

しかし、多くの「爆発」は「すごい燃焼」のレベルでしかないと言えますね。


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爆発を生むための仕組み

 

普通に酸素と燃えやすい物質を合わせただけでは「爆発」レベルに達しません。

 

ですから、車のエンジンでもロケットエンジンでも燃料を「噴霧」するのです。

 

つまり細かい霧状の燃料を吹き出して点火するというわけです。

 

すると、燃料の表面積が大きくなるので、一気に燃えて「爆発」します。

 

これが液体のままだと、表面から段々と燃えていくので爆発しにくいわけです。

 

今回、打ち上げに失敗したMOMO2号は燃料として「液体エタノール」を積んでいました。

 

普通は純度の高い灯油を積むのですが、おそらくコストを押さえるためにエタノールを選んだのでしょう。

 

そのエタノールが爆発したとは考えられません。

 

液体のままでは爆発しません。

 

爆発の後の炎上はエタノールが燃えたのだと思います。


爆発した理由

 

それではなぜ、打ち上げ直後に爆発したのでしょう?

 

動画を見た感じからすると、液体酸素に引火したのではないかと思われます。

 

宇宙ロケットは、高度100キロメートルより上に行こうとしています。

 

そこから先は「宇宙」と定義されていて、今のところ「国境」はありません。

 

そしてそこには空気もありません。

 

しかし実際は、上昇すればするほど空気は薄くなります。

 

チョモランマ(エベレスト)山頂は高度8キロあるわけですが、かなり空気が薄くて登山者を苦しめています。

 

つまり酸素が少ないわけです。

 

ロケットはそこからさらに何十キロも上昇します。

 

当然、燃料を爆発させる酸素は不足します。

 

そこで、宇宙ロケットは「液体酸素」を搭載しています。

 

今回はその液体酸素に何らかのトラブルで炎が入ってしまったのではないかと思います。

 

液体酸素が爆発する様子はこんな感じです。

 

 


どこから引火?

 

本当は2018年のゴールデンウイークに打ち上げ予定だった今回のMOMO2号。

 

しかし燃料を噴射する開閉弁をコントロールする部品の不良で延期となりました。

 

不良というのは、「ガス漏れ」です。

 

つまり、ロケットの内部は、高圧になる部分が多いのです。

 

部品がその圧力に耐えられるかどうかをテストして発射を迎えるわけですが、実際に爆発させてテストしているわけではありません。

 

発射時に現れる様々な外的要因や連鎖しておこる要因は「想定外」のこともあります。

 

今回は、液体酸素とエタノールをエンジン内で混合して爆発させた時に、液体酸素を気化するパイプに亀裂が入った可能性があります。

 

そうなったら液体酸素に引火して大爆発となります。

 


まとめ

 

ホリエモンロケットは、いくらでも予算を使える種子島のロケットとは違います。

 

しかしこれが成功すれば、民間の人工衛星がどんどん打ち上げられるようになります。

 

そうなればGPSの精度はミリ単位にまで上がるでしょう。

 

自動運転と高精度GPSが組み合わされば無人運転も可能になります。

 

高速道路のトラックは運転手がいない状態になるでしょう。

 

そこには飲酒運転も居眠り運転もありません。

 

 長距離ドライバーという非人間的な労働もなくなります。

 

そして、さらにその先にあるのが宇宙旅行です。

 

ロケットの安全性が高まれば、一般人が月や火星にいけるようになります。

 

50年前には多くの人の夢だった海外旅行が、今や国内旅行よりも安くなったように、宇宙旅行もお手軽になっていくでしょう。

 

そして人類はどんどん大きな幸せをつかんでいくのです。

 

宇宙ビジネスというのはそういうものです。

 

ホリエモンの挑戦は夢への挑戦なのです。

 

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  • 2018 06.30
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