ローンチ・ヴィークル

ローンチ・ヴィークルの概要

ローンチ・ヴィークル（launch vehicle）は、人類が宇宙空間に人工衛星や探査機などのペイロードを打ち上げるためのロケットです。日本では「打上げ機」とも称され、複雑な打上げシステムの一部として重要な役割を果たしています。ローンチ・システムと言った場合、これにはロケット本体だけでなく、発射台やその他の関連施設も含まれます。

弾道飛行と軌道

低速で打ち上げられたペイロードは、地表に戻る弾道飛行をすることになります。この弾道飛行は、軍事目的のミサイルや観測ロケットなどに見られ、通常は放物線を描きます。厳密には、これは楕円軌道の一部分であり、頂点は地球内部を潜る楕円軌道の遠地点に位置します。

この遠地点を越えてロケットエンジンが稼働すると、ペイロードは地球からの重力の影響を受けにくくなり、軌道が変化し続けます。近地点の高度が上がることで、ペイロードは地球に戻るのではなく、宇宙空間を周回する人工衛星の軌道に入ります。ここで言う「軌道」は、遠地点と近地点の高度が等しい場合が円軌道です。

ペイロードの種類

ペイロードはその目的に応じて、様々な種類に分けられます。地球周回軌道で機能する人工衛星は通常、第一宇宙速度（約7.9 km/s）まで加速されます。宇宙探査機の場合、地球脱出速度と呼ばれる第二宇宙速度に達する必要があります。また、軍事用のペイロードは弾道ミサイルとして区別されることがありますが、これらは基本的には同じ物理法則に従っています。

ローンチ・ヴィークルの種類

1. 使い捨て型ローンチ・ヴィークル（expendable launch vehicle）: 一度限りの使用を目的に設計され、飛行終了後、失われます。弾道飛行を行う際には、ペイロードが切り離された時に大気圏再突入時に崩壊します。
2. 再使用型ローンチ・ヴィークル（reusable launch vehicle）: このタイプは回収され、再度打ち上げに使用されます。現時点では、ロケットを使用しない打上げシステムは実用化が進んでいません。
3. サイズ別分類: ローンチ・ヴィークルは、ペイロードの質量によっても特徴付けられます。例えば、ヘヴィーリフト・ローンチヴィークルは20,000kgから50,000kgのペイロードを低軌道に運ぶことができます。

発射プラットフォーム

ローンチ・ヴィークルの発射には様々なプラットフォームが使用されます。これには、地上に設置されたスペースポートやミサイルサイロ、海上の固定式プラットフォームや移動式プラットフォーム、さらには航空機や気球を利用した空中発射式も含まれます。

まとめ

宇宙開発の進展により、ローンチ・ヴィークルはますます多様化しています。さまざまな種類と発射方法によって、ペイロードやその目的に応じた最適な打ち上げが可能となりました。これらの知識をもとに、未来の宇宙探査や技術革新に向けた理解を深めることができます。

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