ロケットはどうやって飛ぶのか？

ロケットが飛ぶ原理はどのようなものか？

科学技術の進歩の分かりやすい点として、宇宙開発を挙げることができます。
人間の到達することができなかった領域にロケットを飛ばすことによって行けるようになり、様々な新しい発見をもたらしています。
次第に宇宙に行くということが難しいものではなくなり、ついには民間人が民間企業の運行するロケットなどで宇宙に行ける時代になりつつあります。

ロケットが飛んで宇宙まで行くことができる原理というのは、膨らませた風船を放すと空中に飛んでいくのと同じ考えです。
風船の中にあった空気が強い勢いで押し出されて、それが飛ぶ力となって上昇するわけです。
ロケットの場合は、液体燃料を燃焼させてガスを作り出すことによって推進力を生み出します。
このガスがロケットの下方、もしくは後方に噴出して上昇するというわけです。

多くのロケットは、いくつかのエンジンを積んでいます。
地上から飛ぶ際に一つのエンジンを使い、一定の高さまで到達したらそのエンジンを切り離して、二段目のエンジンを使ってさらに上昇するという仕組みを採っています。
こうすることで、ロケットの加速力を高め、安定させて宇宙まで飛び立つことができるのです。

ロケットが宇宙まで到達するためになぜ加速が必要なのか？

ロケットの一つの目標地点となっているのが、宇宙空間に浮いている宇宙ステーションです。
これは地上から400キロほどの距離にあります。
これだけを聞くと、かなり近く感じるもので宇宙というのは意外と身近に思えるポイントの一つです。
しかし、その宇宙ステーションまで行くのに、ロケットは時速3万キロ程度まで加速する必要があります。

どうしてこれほどの速度が必要なのかというと、これはロケットや衛星が地球の軌道に乗らないといけないからです。
地球の周りを同じ高度で回り続けるためには、地球が持つ重力に抵抗できるだけのスピードを保つ必要があります。

これを理解するためには、ボールを投げる時のことをイメージすると良いです。
ボールを投げてスピードが速い時には落ちてきませんが、スピードが落ちると地球の重力に引っ張られて地面に落ちてきます。
速度の速いものほど重力に打ち勝てるとも言えるでしょう。

ロケットは打ち上げた後に、地球の周りを回ることが求められます。
その軌道を保てるように、重力に見合うだけの速度を保たないといけないということです。
そのため、ロケットを打ち上げる際には、どの高さの軌道に到達することになるのか、その軌道をキープするためにはどのくらいの速度が必要なのかを計算します。
そして、それに合わせた加速をするために、最適のエンジンを積んで飛んでいくというわけです。