小学生でもわかる!「ロケットのしくみ」

小学生でもわかる!「ロケットのしくみ」

はじめに

みわたるかって、まっすぐにそびえ巨大発射場きわたるカウントダウンの音声。 「3、2、1……点火!」

瞬間地面らすほどの地響きとごうがとどろき、ロケットのおしりからまぶしいオレンジ一気します。巨大機体はゆっくりと、しかし確実がり、やがて猛烈なスピードで大空彼方へとまれていきます。

テレビのニュースや動画でロケットのげシーンをて、がドキドキしたことがあるいのではないでしょうか。

あのロケット、さがビル20階分(50〜60メートル以上!)もあり、さはなんとジャンボジェット何機分にもなる数百トンもあります。あんなにくて巨大金属のかたまりが、地球重力らって宇宙までしていけるなんて、とても不思議ですよね。

といえば「飛行機」もありますが、なぜ飛行機では宇宙けないのでしょうか? もしジャンボジェットって「このまま宇宙までっちゃおう!」とけたらどうなるといますか?途中空気くなってエンジンがまり、宇宙さまにちてきてしまうのです!

では、空気のない宇宙空間をロケットはどうやってんでいるのでしょうか?

今回は、ロケットが宇宙てる科学のひみつを、身近実験かりやすいたとえして、一緒しくかしていきましょう!

はると
はると
、テレビでロケットの発射たとき、ものすごい地響きで鳥肌ったよ!あんなにいのに、どうして宇宙までんでいけるんだ?
ひまり
ひまり
ふふ、本当大迫力よね。は、学校理科うことや身近道具仕組みといつながりがあるのよ。一緒調べてみましょう!

なぜ宇宙けるの?ロケットがぶ「風船

まず、たちがよくっている「飛行機」と「ロケット」のいについてえてみましょう。

飛行機は、機体についているきな「」を使ってんでいます。むことで上下空気れがまれ、機体をふわっと空中かびがらせる揚力)が発生します。つまり、飛行機ぶためには絶対に「空気」が必要なのです。

しかし、地上から100キロメートル以上れた宇宙空間には、空気がまったくありません」空気がなければかぶこともできないため、どんなにエンジンのパワーをげても、飛行機宇宙くことができないのです。

風船をパッとすとどうなる?

空気がまったくない宇宙で、ロケットはどうやってんでいるのでしょうか? そのえをえてくれるのが、空気れたゴム風船です。

ゴム風船をパンパンにふくらませて、ばずにをパッとしてみてください。 すると、「ピューッ!」としいてて、空気ろからいよくしますよね。そして風船本体は、空気きとは反対方向へビュンビュンいよくんでいくはずです。

ロケットが宇宙原理も、これとまったくじです! ロケットはおしりのエンジンから、ガス(気体)をものすごいスピードでろへばしています。すると、その反対方向かってロケット本体がぐんぐんと力強されるのです。

プールのをキックするのとじ「作用反作用

理科では、この作用反作用法則びます。 しい名前こえますが、プールでぐときのことをかべるとすぐにかります。

プールのっこで、をつけていっぱいグッとると、一気にスーッとみますよね。 自分ろへした(作用)のとさので、自分してくれた(反作用)のです。

ロケットもじように、大量のガスをろへいっぱいばすことで、自分自身宇宙げています。りに空気がなくても、ろへかをいよくしさえすればむことができるのです。

空気ぶ「飛行機
りの空気ててかびがる!
空気がまったくない宇宙空間ではべない。
エンジンで空気んでぶ。
ガスを噴射してぶ「ロケット」
ろへガスを反動)でむ!
空気がまったくない宇宙空間でもスイスイめる。
風船から空気けてぶのと仕組み!
はると
はると
プールのをキックするのとじか!サッカーのシュートでも、芝生むほどいキックがてるもんな!
ひまり
ひまり
そのりね、はると!かをろにすと、めるの。これがロケットが基本なのよ。
風船から空気が抜けて飛ぶ様子とロケットがガスを噴射して飛ぶ作用反作用の仕組み

酸素のない宇宙べる秘密!「燃料」と「酸化剤

ロケットがガスをぶことはかりました。 でも、ここでたな疑問かんできます。

「ガスをすためのは、どうやってやしているの?」

小学校理科授業う「える3つの条件」をしてみましょう。

  1. えるもの(燃料
  2. 温度
  3. 酸素

この3つがそろわないと、絶対えません。 バーベキューで木炭やすとき、うちわでパタパタとあおいでると、がボッといよくがりますよね。空気にある「酸素」をたくさんけているからです。 自動車飛行機のエンジンも、りの空気から酸素んでガソリンをやしています。

ところが、宇宙には空気がありません。つまり、酸素がゼロ」世界です! それなのに、なぜロケットのエンジンは宇宙でもえることなく、しいけられるのでしょうか?

秘密は「酸素もぜんぶ自分っていく」こと!

そのえは、とてもシンプルで豪快工夫にありました。 なんとロケットは、やすための酸素自分でタンクにめて宇宙っていく」のです!

ロケットの胴体には、やすための「燃料液体水素特別など)」がったタンクのほかに、酸化剤気体酸素をマイナス183までやして液体にした液体酸素)」のタンクがぎっしりまれています。

ぐダイバーさんが、水中をするために背中空気ボンベを背負ってるのとじです。 「りに酸素がないなら、自分背負ってっていけばいい!」というわけですね。

ロケットのエンジンのでは、この燃料酸化剤出合い、ものすごいいでざりって燃焼します。だから、空気のない宇宙空間でも、太陽のようにしいけることができるのです。

Q. 宇宙普通をつけるとどうなるの?
A. マッチやライターを宇宙空間空気のない場所)でっても、はつきません。けるには酸素必要だからです。ロケットはエンジンの自分ってきた酸素直接んでいるから、宇宙でも元気けられるんだよ!
はると
はると
酸素がないなら自分っていけばいいって、めちゃくちゃ力技だけどいいな!
ひまり
ひまり
ふふ、ダイバーさんの酸素ボンベと発想よね。ロケットの中身のほとんどは、この燃料酸素められているのよ。
ロケット内部の燃料タンクと酸化剤タンクの仕組み

スピードアップの秘密!「ロケットのし」

ロケットが宇宙くためには、もうひとつ絶対えなければならないきながあります。 それが、地球重力です。

地球はとてもで、地上のすべてのものを地面かってっています。たちがジャンプしてもすぐに地面着地してしまうのは、この重力があるからです。

この重力って宇宙し、地球りをちずにけるためには、じられないほどのスピードをさなければなりません。 そのスピードは、なんと秒速7.9キロメートル(時速28000キロメートル!)」

これは「1宇宙速度」とばれるスピードで、新幹線100さの23(マッハ23)という想像するスピードです。東京から大阪まで、たったの1ほどでいてしまうさです。

ロケットの体重の90%は燃料

これほどのスピードをすためには、とてつもないパワーと大量燃料必要です。 なんと、発射台っているときのロケット全体さのうち、90%が燃料酸素なのです! もし体重30キロのがロケットだとしたら、荷物水筒だけで27キロ!体本体はたった3キロしかないようなものです。 ロケット本体金属さやエンジン、てっぺんにせている人工衛星さは、全部わせても全体のたった10%しかありません。

ここで、ひとつのきな問題まれます。 「燃料をたくさんめばむほど、ロケット全体くなってスピードがにくくなる」ということです。 荷物をパンパンに背負ったままでは、ることはできませんよね。

途中でリュックをてる「多段ロケット」

そこでされた素晴らしい知恵が、「ロケットのし(多段式)」です。

たとえば、くへるマラソン大会想像してみてください。 荷物背負ってし、途中中身んでっぽになった水筒やリュックを「ポイッ」とてていけば、がどんどんくなって、後半になればなるほどスピードをげることができますよね。

ロケットもまったくじことをしています! ロケットは何段かにかれてられていて、燃料使いきった下半身巨大なタンクを、途中次々しててていきます。身軽になったところでのエンジンに点火し、さらに加速していくのです。

STEP 1 超巨大パワーでげ!1ロケット点火
地面重力るため、一番きくて力持ちの「1エンジン」に点火全身をふりしぼって空高がります。
STEP 2 っぽのタンクをして身軽変身
燃料使いきってっぽになった1タンクをします。身軽になったところで「2エンジン」に点火し、一気スピードへ加速
STEP 3 宇宙到達大切荷物宇宙ける
ついに宇宙到着!てっぺんにんでいた人工衛星宇宙船かにし、目的軌道へと正確けます。
はると
はると
東京から大阪まで1って、すぎて想像もつかないぜ!っぽになったタンクをしてくなるなんて、ゲームのパワーアップみたいだな!
ひまり
ひまり
ふふ、無駄さをどんどん手放していくことで、あのものすごいスピードをせるのね。世界中科学者たちの知恵結晶だわ。
多段式ロケットがタンクを切り離して宇宙へ加速する様子

日本しいロケット「H3」と未来宇宙旅行

ここまでロケットの仕組みをてきましたが、日本は、世界でもトップクラスのれたロケット技術っているなんです!

その代表が、2024げに成功した日本しい大型主力ロケット、「H3(エイチスリー)ロケット」です。

ロケットは宇宙ける「もしい宅配便」!

ロケットの大切なお仕事は、ただ空高宇宙んでいくだけではありません。 宇宙空間にさまざまな荷物宇宙大型トラック(宅配便)」役割たしています。

たとえば、たちが毎日テレビやスマートフォンでている天気予報のための「気象衛星ひまわり」や、地図アプリで現在地えてくれる「GPS衛星」、地球環境調べる人工衛星などを宇宙けています。 さらに、宇宙飛行士たちがらす「国際宇宙ステーション(ISS)」へ、ごはんや実験道具けるのもロケットの重要なお仕事です。

日本のH3ロケットは、これまでのロケットよりも荷物宇宙べるパワーをちながら、自動車部品などをうまく使って、費用半分くまでくすることに挑戦しています。費用くなれば、世界中から「日本のロケットに荷物んでほしい!」とたくさんの依頼まるようになります。

ロケットは宇宙荷物ける「スーパー宅配便」!
ロケットのてっぺんには、天気予報かせない「気象衛星」や、道案内をしてくれる「GPS衛星」など、たちのらしをえる大切荷物まれています。ロケットは、過酷宇宙空間正確荷物ける、世界一番もしい宅配便なのです!

宇宙旅行たりになる未来へ!

ロケットの技術は、これからもどんどん進化していきます。

いま世界中では、人間む「アルテミス計画」というきなプロジェクトがんでいます。将来日本人宇宙飛行士月面ち、がやってきます。

さらに、使わったロケットをてずに、地上垂直着陸させて回収し、何度もキレイにして使す「再使用型ロケット」の開発急速んでいます。 ロケットを何度使えるようになれば、費用がぐっとがり、飛行機って海外くのとじように、もが宇宙ホテルへびにける時代本当にやってくるかもしれません!

はると
はると
日本のH3ロケットってそんなにすごいんだな!将来宇宙ホテルでサッカーの無重力リフティングをやってみたいぞ!
ひまり
ひまり
あはは、宇宙でサッカーなんてしそうね!でもはると、そのに「今日宿題」っていうごわい重力るのがじゃない?無重力だとどこまでもボールがんでいきそうだから、パスをすのも大変そうだけどね。
青空へ向けて力強く打ち上がる日本のH3ロケットの実写写真
日本大型主力ロケット「H3」げの瞬間出典: Wikimedia Commons)

まとめ:ロケットのしくみ 3つのポイント

📝 今日のまとめノート
1 は「作用反作用風船空気してぶのとじ!ガスをろへいよく反動む。
2 宇宙でもえる秘密は「酸化剤空気がなく酸素ゼロの宇宙ぶため、燃料一緒液体酸素もタンクにんでっていく!
3 スピードの秘密は「多段し」燃料使いきったいタンクを途中次々して身軽になることで、マッハ23のスピードをす!
🖍️ ✏️

ビルほど巨大いロケットが宇宙していけるのは、風船じ「作用反作用」のや、酸素自分背負ってっていく工夫、そしていタンクをして身軽になる知恵がぎっしりまっているからでした。

もしテレビでロケットのげをたり、夜空見上げたりすることがあったら、宇宙地球見守っている人工衛星や、それをけたロケットの科学工夫をぜひしてみてください。

いまこの記事んでいる大人になるころには、ロケットにって宇宙ステーションへかけることが、たりになっているかもしれませんよ!

はると
はると
風船ばす実験ならすぐでもできるな!理科のテスト勉強苦手だけど、ロケットの仕組みならバッチリえたぜ!
ひまり
ひまり
ふふ、実験するのはいいけれど、らかした風船はちゃんとお片付けするのよ。これからの宇宙開発がますますしみになったわね!
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