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2010年6月28日 (月)

宇宙ヨット、イカロスは金星に向かえるのか?

 

宇宙ヨットは、海の風を受けて走るヨットのように、風上すなわち太陽の方角に向かって、航海できるだろうか?

 

海を走るヨットの駆動力は、帆に受ける風の力です。

ところが、この駆動力は実はそれほど単純ではないのです。

 

ヨットの帆は、図のように上から見ると少したわんでいます。

それはまるで飛行機の翼の様になっています。

Photo_2

実は、ヨットは飛行機が飛ぶのと同じ理由で、推進力を得ているのです。

もう一点、大事なことは、ヨットの船底から出ているフィン(ひれ)です

このひれによって、横からの風に対して、ヨットが横方向に流されるのを抑えています。

 

図のように、このひれによる力と、帆による力の合力で、ヨットは前に進むのです。

風が帆にほとんど平行に入ってきても推進力が出るのです。

その結果、ヨットは、風上約45°の角度までは、遡ることが出来ます。

(グライダーにはこのひれはありませんが、重力による下向きの力との合力で前に進みます)

 

Photo_3

ところで、イカロスの場合は、まずこのひれがありません。

そのために帆に対してかなりすれすれに光が入射したとしても、入射光と反射光による合力は矢印の方向が図の点線より太陽側ならば、太陽に向かって航行できますが、図のように、太陽光がすれすれに入っても、太陽から離れる方向(太陽に対して図の点線よりも外側)に向きますので、帆だけの力で、太陽に向かって航海を続けることは出来ないのです。


このように、イカロスは、初速で太陽や金星の方向に向かうことが出来ますが、

太陽光の圧力だけでは、太陽の方向には航行出来ず、次第に太陽から離れる軌道に乗るはずです。

 

 

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