宇 宙 衛 星 について
H 25-9 Up s - 37
小 惑 星 イトカワ の 探 査 機 はやぶさ の 快 挙 に 感 激 、 【 はやぶさ の 大冒険 】
宇 宙 衛 星 に 興 味 を 魅 せ られ、 記 事 拾 い してみます。
★ 宇 宙 衛 星 は ロケット に 搭 載 して、宇 宙 に 向けて発 射 されます。
ロケットが 大気圏 を 脱 出 して、地球の 重力の影響 を受けない 高 度まで 到 達すると
宇宙衛星は ロケット から 脱 出 します。そして、畳み込まれたソーラーパネルを 広げます。
その姿は、まさに 蝶 の 羽 化 です。
★ 宇 宙 衛 星 の 宇宙飛行 について
宇宙速度 とは、宇 宙で 各種慣性飛行行 うために 必要な 最小初速度 の大きさをいう。
地球 から 水平に打ち出された 砲弾 は 重力 に引かれて 地表に落下 する ( A B )
◆ 第一 宇宙速度 (7.9 km/s、 時速 2.8万 km/s) で打ち出された場合は 人工衛星 となる ( C )
◆ 第二 宇宙速度 (脱出速度 11 km/s、 時速 4万 km/s)
地 球 の 重 力 を 振り切る ために 必要な 最小初速度
太 陽 を 回る 人工衛星 になるためには 第二宇宙速度 が必要
◆ 第三 宇宙速度 (17km/s 、 6 万km/s) ( E )
地 球 表面から 慣性飛行 をおこなって、太陽の重力を振り切る ために必要な 最小初速度 ( F )
◆ 右上 図 イラスト は 小惑星イトカワ の 探査機 はやぶさ が ロケット発 射 後加 速 を続けて イトカワ と
ランデブー 飛行 するまでの 飛 行 航 跡 です。
◆ 図 は 地球 上空 を 周回する 人工衛星の 範囲 を示すこ
シアン ( 青 色 ) 低 軌 道 高度 2000キロｍ 以下地球周回軌道 国際宇宙ステーション
黄 色 中 軌 道 高度 2000〜36．586ｷﾛｍ 地球同期軌道
ミドリ 破 線
黒 破 線
★ 宇 宙 衛 星 の 種 類
◆ 人工衛星 とは、 惑 星、主に 地 球 上の軌道上 に存在し、具体的な目的を持つ 人工衛星
人類初の人工衛星は、1957年にソビエト連邦 が打ち上げた スプートニック 1号 である。
21世紀初頭 までに、数 千 もの人工衛星 が 地 球 周回軌道 に打ち上げられた。
◆ 宇宙探査機 とは、 惑 星 以外 の 軌道 (月 周回軌道 、 太陽 周回軌道) を周
回 する
人工天体 をいう。
★ 宇 宙 衛 星 の 実 用 例
人工衛星の用途は多岐にわたり、一般的なものは、軍事衛星、 通信衛星、 地球観測衛星
航行衛生、 気象衛星、 科学衛星 などである。
◆ G P S 全地球測位 システム Global Positioning System 参 照
アメリカ合衆国が 軍事用 に打ち上げた 約 30個 の GPS衛星 のうち、上空にある 数個 の衛星 から
の信号を GPS受信機 で受け取り、受信者自身が 自身の 現在位置
を知るシステム です。
GPS 衛星は約20.000 km の高度を一周約12時間で動く準同期衛星である。
軌道上に打ち上げられた30個ほどのコンステレーションで地球上の全域をカバーできる。
元来は 軍事用 の システム であったが、現在では 非軍事的な用途 (民生的用途) でも
さかんに用いられております。
携帯電話 、 カーナビゲーション 、 google map
など
原 理 GPS 衛星からの電波を受信し、発信・受信の時間差に電波の伝搬速度(30万
km/s)を
掛けることによって、その衛星からの距離がわかる。
3個のGPS 衛星からの距離がわかれば、空間上の一点は決定できる。
3脚の原理 3脚の足の先端がそれぞれの衛星の位置、カメラの位置が地球上の受信位置。
3脚の長さが、衛星と地球上の受信位置との距離である。
ここで、 衛星の 発信時刻 を TT 、 受信時刻 を TR とすると
TR - TT = t c t = r ( 衛星 と 受信位置 との 距 離 )
★ 追 記 2015−12−2
◆ は や ぶ さ 「 はやぶさ の 大 冒 険 」 参 照 ください
◆ は る か 電波天文観測 衛 星
「はるか」 は、1997年2月12日、M-Vロケット1号機によって打ち上げられました。
電波天文衛星 として、大型展開 アンテナ、VLBI干渉実験などさまざまな工学実験を重ねて、
スペースVLBI観測を実現し、大きな国際共同によるVSOP計画の中心となった衛星です。
当初の予想を上回っての観測運用が続けられましたが、8年9ヶ月の長い年月の後、2005年11月30日に
最期の運用が行われ、静かに引退しました。万一の破裂による爆発を防ぐため残った燃料を吐き出し、
最期の電波停止コマンドキーは、この日のために出てこられた前プロジェクトマネージャー広澤春任先生
によって押されました。日本標準時間11時28分08秒の時刻付きのコマンド送出確認のオペレーターの声は、
死のときの医師の宣告のようにも聴こえました。
24時間態勢で懸命の運用を続ける「はやぶさ」チームの傍らで、集まってきた「はるか」チームは立ち並んで
静かに最期の運用を見守りました。平成元年から始まった「はるか」プロジェクト、残務処理をして、
今年度末に終了の予定です。17年は、さまざまな想い出を擁しています。とても簡単には語りきれません。
「はるか」はゆっくりと回転しながら、これからも静かにあの羽を広げて飛び続けます。
かつて日本の空には、朱鷺（とき）が美しく飛んでいたといいます。「はるか」が消えずに飛び続けてくれる
のはうれしいことです。いつか、夕日に光る 「はるか」 を眺めてみたいと思います。
005年12月 「はるか」プロジェクトマネージャー 平林 久
ロケット 頭 部 に 格 納 された はるか は 地上発射後 宇 宙 に到達してロケットから 離 脱 します。
畳み込まれた 傘 形 の 6 角 パラブラアンテナ を 蝶 が 羽 化 するようにゆっくりひらきます。
地 球 上 における 電 波 望 遠 鏡 と 共 同 して 軌 道 上 で 電 波 観 測 を行う。
地球上の電波望遠鏡 と 宇宙衛星の電波望遠鏡 との 距 離 を 直 径 とする巨大アンテナとして機能する
宇 宙 の かなた から 飛んでくる 微 弱 電 波 を 受 信 することができる。
◆ ハップル 宇 宙 望 遠 鏡
アメリカの航空宇宙局（NASA（ナサ））によって大気圏外の地球を回る軌道に打ち上げられた
スペース望遠鏡。口径2.4メートルの光学望遠鏡で、地球を取り巻く厚い大気の層にじゃまされずに
遠くの天体などを観測でき、地上の望遠鏡に比べ約10倍、鮮明とされる。
1990年4月にスペースシャトル「ディスカバリー」で打ち上げられた。
観測は可視光線だけでなく近赤外線・近紫外線にも及び、1050オングストロームから1.1ミクロンの
波長帯で可能である。望遠鏡はカセグレン式の反射鏡と、その焦点に設置した各種の検出器で
構成されている。観測の精度は、天体を1000分の7秒角で撮影したり、100分の3オングストロームまでの
スペクトル分析ができるものである。外形は直径4.3メートル、長さ12.8メートルで、重さは約11トン
である。打上げは、スペースシャトルで行われ、地上から約500キロメートルのほぼ円軌道を回っている
観測されたデータはデータ追跡用の通信衛星を中継して効率よく地上に伝送される。
修理や焦点面の検出器の交換はスペースシャトルを用いて行われる。こうして10年間以上にわたって
有効に利用されることが見込まれている。この望遠鏡を用いれば28等星、つまり、これまでの
約50分の1もの暗い天体の観測が可能である。
またこれまでの約8倍もの遠くにある天体まで観測ができる。
ハッブル宇宙望遠鏡は星雲や銀河のいままで地上では得られなかった鮮明な画像をとらえ、
天文学の発展に大きな影響を与えている。また、星が誕生するようすや、ブラック・ホ ールをもった
活動銀河核でおこっている高速に回転するガスのようす、ビッグ・バン直後にできた遠い銀河などの
新しい観測データを提供している。さらに、火星や木星、彗星（すいせい）など太陽系の天体についても
、地上からの望遠鏡では得られない鮮明な像をとらえている。超新星の爆発後に形成されたリング状の
像、レンズ天体のリングや分裂像など、地上の望遠鏡では見えなかった鮮明な構造を提供している。
執筆者：長沢光男・松岡 勝
スペースシャトル ディスカバリー から 見た ハップル 宇 宙 望 遠 鏡 (1997-2)
右 写 真 4 枚 は ハップル が 捉えた 宇 宙
左上 ; おたまじゃし銀河 右上 ; コーン星雲 左下 ;
カメガ星雲 右下 ; 融合銀河
◆ 宇 宙 ステーション
宇 宙 ステーション （英:Space station、露:Орбитальная станция、中:空?站）は、
地 球の軌道 上などの 宇宙空間 にあり、人 間 がそこで生活し続けられるように設計されている
人工天体 のことである
現在運用 されている 宇 宙 ステーション
国際宇宙ステーション (ISS) アメリカ航空宇宙局 (NASA)、 ロシア連邦宇宙局 (RFSA)、
有人宇宙ステーョン には、人間、水・食糧、機材・物資を運ぶ 宇 宙 船、スペースシャトル が必要です。
近い将来、宇宙 観光 用 の ホテル も 建 設 されることでしょう。 優 雅 な 時 代
◆ スペースシャトル
スペースシャトル （Space Shuttle） とは、アメリカ航空宇宙局 （NASA） が1981年から2011年にかけて
135回 打ち上げた、再使用 をコンセプトに含んだ 有人宇宙船※[1] のことである
１． 帰 還 方 法 ( 地 球 上 の 目的地 に 着 陸 )
地 球 への 帰 還 は、まずペイロードベイ（貨物室）のドアを閉じることから始まります。
（というのは宇宙空間では熱を放出するため貨物室は空けてある）そして次に姿勢を変え後部を
進行方向へ向けるのです。この 姿 勢 で 軌道制御用 エンジン を作動させることにより、
オービタ（本体）は減速され、地球周回軌道 から大気圏突入のための 楕円軌道 に突入するので
あります。 エンジンの作動が終了すると、オービタは再び機首を進行方向に向け大気圏突入に
備え、この時、オービタは仰角が 40度 になるように機首を引きおこします。
これは、大気の抵抗により十分減速できるようにするのと同時に、オービタが 加 熱 され過ぎない
ようにする役割がある。高度が 約 53キロメートル、速度が秒速 4キロメートルまで 減 速 して
きた時、ここまで 仰角40度を保って降下してきたオービタ は 次第に 仰角を減少させ、
以後普通の グライダーと同様に大気中を滑空しながら 着陸地点に 接近していきます。
こうして、大気圏に突入してから 約 40分後、スペースシャトルの 地 球への 帰 還 が終了する
地球への帰還 
耐熱タイル
２ ・ オービター ( スペースシャトル本体 ) の 耐 熱 構 造
スペースシャトル は 地 球 に帰還の際に 大気圏再突入時 10000 度 以上 の 高 温 にさらされます。
再突入する際、前方の空気激しく圧縮、その圧縮された空気中の分子が激しくぶっかり合って、分子の
運動エネルギーが 熱 になるのです。 ( 断熱圧縮 ) 軌道上 の 運航速度 約 8 km/s
スペースシャトル は 上右の 写 真 にみるような 耐 熱 タイル が 貼り付けられています。
また、機体本体 は 重量軽減 のため アルミ 金 属 です。
耐熱タイル材料 と 金属材料 との 間 に 熱 膨 張 の 差 があります。
これを緩和するために フェルト 挟んで 接 着 してあります。
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