前回、書き切れなかったので、今回は大気圏再突入時のカプセルの操縦方法を説明しよう。

一般的に、カプセル型宇宙船は操縦しようが無く、一度大気圏に突入したら、後は何処に降りるか運任せ（風任せ？）のイメージがある。だが、実際はカプセル型宇宙船も操縦が可能だ。

大気圏再突入時の姿勢のロール、ピッチ、ヨーは、イラストのように進行方向に対して決めている。

イラストの右下のスペースシャトルを見れば判ると思うが、機軸方向と進行方向が大きく異なる。飛行機の場合、機軸方向と進行方向が、ほぼ一致しており、ロール、ピッチ、ヨーを機軸と進行方向の何れでも同じ。だが、大気圏再突入時は、そうはいかない。

カプセルの場合、重心位置で、ピッチとヨーは決まってしまうので、コントロールできるのはロールだけだ。カプセルは、主にスラスタと言う超小型の姿勢制御用ロケットエンジンで、ロール方向の姿勢をコントロールする。

私は、スラスタを使わなくても重心移動でロールをコントロールできるのでは？　と密かに考えている。この場合、サーフィンとかスノーボードとそっくりのコントロールになる。

ロールを右に傾けると右に曲がり、左に傾けると左に曲がる。飛行機や自転車と同じである。右や左に曲がると降下する。これまた飛行機と同じだ。

飛行機の場合もエルロン（補助翼）でロールを傾けただけだと降下する。普通は、ピッチをコントロールするエレベーター（昇降舵）で降下しないようにする。

スペースシャトルのような有翼機の場合は、飛行機と同じように、エルボン（エルロンとエレベーターを合わせたもの）やボディフラップを用いて、ロール、ピッチ、ヨーをコントロールできる（時には、スラスタも併用する）。ロールやヨーの効果は飛行機と同じだが、ピッチは、「より上へ向くと下降」「より下へ向くと上昇」と逆なので、スペースシャトルを操縦する機会が有ったら、注意しよう。

カプセルのように、ロールしか制御できない場合、どうやって操縦するかを説明したのが、このイラストだ。

ロールを傾ける事なく高いところを飛べば、遠くまで行ける。

ロールを右に傾ければ右に、左に傾ければ左に行くことができる。

連続して左右に傾ければ、スラロームして手前に降りる。この場合、地上でのスラロームのように回る事で距離を稼ぐより、高度を下げて、より濃い大気の抵抗でスピードを落とす効果の方が大きい。

左右にロールしている内は良いが、上下逆の背面飛行になったら大変だ。揚力が逆に働き、濃い大気の中に突っ込むので、異常に発熱し、急減速Ｇを受け、危険である。普段はジャイロセンサーとコンピュータで、背面飛行にならないように制御する。万一、ジャイロセンサーかコンピュータに不具合が起き、上下が判らなくなったら、ロール方向にをグルグルと回そう。こうすると揚力の効果が消える。減速時の加速度が、ボストークやマーキュリー並の８Ｇになるが、死ぬよりましだ。多分、荷重に耐えられなくて、気を失うが、生きて帰る事は可能だ。

このように、ロールを傾けたり、傾けなかったりで、降りる場所をコントロールすることができる。前後方向は最大で数千キロもの範囲で降りる場所を選べる。まあ、あまり手前に降りると急降下して濃い大気の中で高Ｇで減速するので、数百キロくらいに抑えた方が安全だ。一方、左右方向は５０キロ程度しか選択範囲は無い。

アンバランスな気がするが、問題は無い。軌道離脱マヌーバーの誤差や気圧の変化の影響が前後方向に出るが、左右方向は、最初の軌道で決まってしまい、その後の影響は、ほとんど無いからだ。

実際、ジェミニでは、降下場所が目標から５キロ程度に降りることができた。これなら、パラフォイル（方向制御可能なパラシュート）と併用することで、ピンポイントの帰還が可能となる。サッカーグラウンド程度の広さがあれば、着陸できるだろう。

スペースシャトルの場合は、揚抗比の効果で、左右方向に千キロを超る範囲に選択できる。しかし、一般的な使い方なら、こんなに広い範囲は不要な筈だ。

裏庭から打ち上げた「僕の宇宙船」は、小学校の校庭か河原に帰ってくるのが相応しい。

注意

ブログのコンテンツの内、「告知」など時期よって情報価値が無くなるのは除いてある。また、コンテンツに付いたコメントは書き込み者に著作権があるものと判断し、ここに持ってきていないので、コメントを見るときは、元々のブログコンテンツを参照してもらいたい。

その他、ブログ発表後、コメントなどの内容を反映するなど、内容を変更しているものもあるので、注意してほしい。