yam********

2021/2/20 7:26

55回答

火星に探査機が着陸しました。パラシュートで減速していました。 今後ヘリコプター(ドローンみたいな感じ)を飛ばして探索するそうです。

火星に探査機が着陸しました。パラシュートで減速していました。 今後ヘリコプター(ドローンみたいな感じ)を飛ばして探索するそうです。 火星は、重力が地球の40％とはいえ、空気(大気圧)は地球の130分の1です。 つまりほぼ空気がありません。それでパラシュートで減速 空気(大気圧)は地球の130分の1でも、パラシュートは有効でしょうか？ ヘリコプターは飛ぶでしょうか？ ちなみに、地球でのヘリの最高高度は12000mくらいだそうです。 大気は地表の1/4です。それでも火星の30倍以上あります、ですがそれ以上ヘリは高度をあげることができません。空気が薄いので。 わたしの質問からある疑惑を抱きませんか？

補足

できれば、定量的な回答をお願いしたいです。『理論的』に大気圧1/130で、パラシュートはどの程度減速効果があるのか？ヘリは浮くことができるのか？

サイエンス | 飛行機、空港・123閲覧

ベストアンサー

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zeo********

2021/2/21 20:45

空気抵抗は大雑把に空気圧に比例すると考えられます。 空気抵抗と重力が釣り合って一定の速度になる場合を考えてみましょう。(つまり終端速度) この場合、同じ条件で地球と火星でパラシュートを開くと ・空気抵抗は1/130倍 ・重力は0.4倍 なので、終端速度は130×0.4=52倍に増えてしまいます。 これをできるだけ防ごうと思えば簡単な方法として、 ・荷物を軽くする ・パラシュートを大きくする の二つがあります。例えばパラシュートを10倍の大きさにして、大雑把に空気抵抗が10倍に増えたとしたら、終端速度は5.2倍にまで抑えられます。 これはあくまでも非常に大雑把な計算ですが、パラシュートが全く役に立たないようなほどに絶望的な条件でないことはわかると思います。 https://www.isas.jaxa.jp/j/researchers/symp/2012/image/1016_balloon_proc/isas12-sbs-004.pdf 気になるのであれば上の文献を読んでみれば良いと思います。(終端速度9.5m/sまで減速するとあります) 地球の高度1万mでは気圧は1/4くらいに小さくなります。火星はここから更に30倍程度気圧が低いわけですね。 https://viva-drone.com/nasa-mars-drone/ この記事に書いてあるように、通常の何倍も大きいプロペラを通常より10倍程度の回転数で回せば、30倍程度の風力の低下であれば現実的に飛行可能です。

yam********

質問者

2021/2/22 20:17

ご回答ありがとうございます。 初めてちゃんとした回答がいただけてうれしいです。 まず、パラシュートですが、パーサヴィアランスは1トンくらいあります。CGを見る限り特別大きなパラシュートではないため疑問は解けてません。 なぜ高度1万mを基準に置いているのでしょうか？普通のヘリは1万mまでいけません、空気が薄いので。普通のヘリなら大気圧1/4でも深刻な影響があります。10倍速で回せば30～40倍の浮力が得られるのでしょうか・・・ ご回答に沿えない返信ですみません。

ThanksImg質問者からのお礼コメント

一番定量的なご回答をいただけたのでBAさせていただきました。 ですが、わたしの疑惑は晴れてません（すみません）。

お礼日時：2/24 14:48

その他の回答（4件）

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mor********

カテゴリマスター

2021/2/23 1:40

NASAの頭の良い人が計算して飛ぶと言ってるのだから我々が心配することは 無いと思います。

yam********

質問者

2021/2/23 14:51

ご回答ありがとうございます。 実験済みでしょうから、飛びます。 わたしが疑っているのは、火星の気圧です。 https://www.sankei.com/life/news/180726/lif1807260001-n1.html それなりに大気がないと青くならないようです。夕方に青くなるという説明がありますが、これは影が短いので昼かと思います。 地球に1/130ではなくそれなりに気圧があるならパラシュートが非常に有効ですし、ヘリも飛ぶでしょう。 本当に気圧が地球の1/130なら地球の成層圏レベルです。その場合、空の色は黒か、黒に近い青のはずです。

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gul********

カテゴリマスター

2021/2/20 13:52

＞パラシュートは有効でしょうか？ヘリコプターは飛ぶでしょうか？ そりゃあ有効だし、飛ぶ。 質問者さんが疑問に思おうが思わないが、実際にパラシュートは有効に働いてPerseveranceは火星の大地に降り立ったわけです。 NASAもバカじゃないから、膨大な予算と人員と手間をかけて飛行もできないヘリを遠く火星まで送ることなんてしない。 確かに大気も薄いけど重力も1/3しかないし、打ち上げ前に地球でも減圧チャンバーでの実験など何度もしているハズです。 なのでこんな質問掲示板で素人があーだこーだ言っても、何の解決にも回答にもなりません。

yam********

質問者

2021/2/21 8:30

実際にパラシュートは有効に働いてPerseveranceは火星の大地に降り立ったわけです。 ⇒今回に限らず、火星探査機はすべてパラシュートを用いて減速に利用しています。しかし、ご存知のとおり、大気圧は地球の1/130しかありません。 しかし、わたしは、パラシュート・ヘリコプターが有効ということと、大気圧が地球の1/130である、ということは両立しないと思っています。 もし、可能であるならそれを理論的にご説明いただきたいと思っています。

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ta_********

2021/2/20 10:09

パラシュートは2分間で1500km/hから320km/hまで減速します。その後はロケット噴射で減速します。 ヘリは機体を軽量化し通常よりも大型のプロペラを通常より高速で回転させることで飛行できると言われています。

yam********

質問者

2021/2/21 8:27

パラシュートは2分間で1500km/hから320km/hまで減速します。 ⇒これが事実として、大気圧が地球の1/130で、理論的な可能なのでしょうか？ ヘリは機体を軽量化し通常よりも大型のプロペラを通常より高速で回転させることで飛行できると言われています。 ⇒もちろん高速で回転させればいいでしょうけど、大気圧が地球の1/130と極薄で、理論的に可能でしょうか？

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my_********

2021/2/20 7:44

燃料エンジンなら構造上限界があるがドローンのようにプロペラを動かす動力が電気なら重力以外の影響(大気)は受けないかと思います パラシュートに関しては少ない大気でも効果はあると思いますが安全な速度で降下するには着いている重さに対して面積は必要かと思います 着地の際はガスによる反作用を用いるのでパラシュートはあくまでも減速補助具としての装備でしょうね

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