こんにちは。宇宙大好き主婦カエデです。
今日は宇宙ステーションついて気になった疑問について。。
地球が自転と公転をしているのは、わかっている。。
そしてその速度がきっと遅くはないことも何となくわかっている。。
でも、具体的にどのくらいのスピードなのか、
そして、地球の上空にある宇宙ステーションはどのくらいの速さで動いているのか、
すっごく気になったので調べてみた！
地球の自転と公転の速度は？
地球の自転速度
地球の自転速度は赤道上で時速約 1674.4kmです。（秒速約0.465km）
上の図の通り経度によって変わります。
日本の経度の場合、時速約 1350km 前後になります。
地球の公転の速度
地球が太陽の周りを回る公転速度は、時速約 10万7280km です。（秒速約 30km）
うーん、どちらにせよやっぱりすごい速さですね。。
宇宙ステーションも同じくらいの速さで動いてるのでしょうか？
船外活動とかしてるけど、こんな速さで動きながら、
身一つで宇宙空間に出て大丈夫なの！？
宇宙ステーションの速度は？
国際宇宙ステーション（ISS）は、
地球の上空400kmを時速27,700kmのスピードで動いています。（秒速約7.7km）
約90分で地球1周できてしまう速さです。
ここで、また疑問が沸いてきちゃいました。
そもそも、なぜこんなに早く動く必要があるのか？
そして、上空400kmって低い気が。。東京～大阪間位しかないよね？
なぜこの位置になったんだろう？？
そもそもISSとは何をしているところ？
ISSの主な目的は、宇宙だけの特殊な環境を利用したさまざまな実験や研究を長期間行える場所を確保し、そこで得られた成果を活かして科学・技術をより一層進歩させること、そして、地上の生活や産業に役立てていくことにあります。
なぜ地上400kmにあるの？
まず、あまり高すぎると、宇宙から来る紫外線や放射能、太陽粒子線といった
有害な宇宙線が、地球上にいるよりも多く届いてしまいます。
（ISSの被ばく線量は地球よりも数百倍高い）
宇宙線に関してはまだわかっていないことも多く、実験をしている段階ですが、傷を治しやすくなるなどのメリットもあるのではないかと言われています。
そして、ISSには宇宙飛行士が長期間滞在することになりますので、
そこまで行く時間やロケットの燃料、生活に必要な食糧や燃料なども増えてしまいす。
そして、もう一つの大きな理由は「スペースデブリ」が関係しています。
（スペースデブリとは軌道上にある不要な人工物体の事で、使用済みの人工衛星やミッション中に出たロケットの破片などのゴミのこと）
スペースデブリについて詳しくはこちら↓
高度300km程度だと、使用済み人工衛星など大きなスペースデブリが3500個以上、地球の周りを回っています。
逆にもっと高度（800km～850km）になると1㎝～ほどの小さなデブリが50万個以上はあるといわれています。
なるほど、、高すぎても低すぎてもデブリの影響があったり、宇宙線の影響あったりするんですね。。
なぜとても速いスピードで動いているの？
ISSの中の映像なんか見ると宇宙飛行士たちは浮いて見えるけど、無重力で浮いているわけではないらしい。。
地球の重力が80％も残っている状態で、50㎏の人が40㎏くらいになる程度だそう。
ではなぜ浮いているのか？
それは、ISSが「自由落下」しているからです。
自由落下とは何ぞや！？と思ったあなた！ではなく私。。
自由落下とは
重力だけの力によって落下すること。空気の抵抗や回転の影響がないと考えられる時にいう。
つまり、空気抵抗のない場合は重いものも軽いものも同じ速さで落ちますよね。
だけど、重いものと軽いものでは、かかる重力が違う（重いもののが強い）はずなのになぜ同じスピードで落ちるのか。。
落下とは地球が｢引っ張っているから｣落ちるのですが、
重たいものには大きな重力がかかるかわりに、
大きな質量のものを動かさなければ(落下させなければ)ならないので
落ちる速度は同じになりますちょっと角度を変えてみましょう。
一定の摩擦のある板の上を軽いものと重いものを水平に引っ張る場合
同じ速さで動かすためには重いものは強い力で引っ張らなければなりません。
それと同じです。
なるほど！！なんとなくわかったぞ！
話はそれましたが、
ISSは地球に向かって落下しているが、速いスピードで地球を回ることによる遠心力で落ちずにとどまっている。
遠心力は、水が入ったバケツをグルグル回したときに、速く回せば水が落ちてこないってやつですね。
ISSも同じで、高速で地球の周りを回っているのでその遠心力で地球の外側に向かって飛んでいく力が働いています。
地球が外側に行こうとする遠心力と、地球にむかって落ちてる重力とがつりあってる状態だから国際宇宙ステーションは落ちてこないのです。
これを「無重量状態」と言います。
船外活動をしている宇宙飛行士はなぜ振り落とされないの！？
すごいスピードで地球の周りを回っている宇宙ステーション。
よく宇宙飛行士が船外活動している動画なんか見たりするけど、なぜ振り落とされないの？
それは、宇宙飛行士も宇宙ステーションと同じ速度で動いているから。
そして、宇宙ステーションのある空間は大気がほとんどありません。そのため摩擦が非常に少なく風の抵抗もなく集中して作業が出来ます。
なるほど～。いろんな疑問が解決してスッキリ！
宇宙ステーションは地球の周りを早く回らなきゃいけない理由があったんですねぇ～。
それにしても、スペースデブリってどうにかしない限り増え続けちゃうよね？？
掃除とかしないのかしら？
なんだかまた新たな疑問が沸いてきてしまったので
次回はスペースデブリについて調べてみようと思います！！