大気圏離脱時に熱が問題にならない理由

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大気圏再突入時にスペースシャトルが高熱になることはよく知られている。
では何故、大気圏離脱時は問題にならないのか?

大気圏脱出速度は、第一宇宙速度と呼ばれるが、秒速約7900mである。

シャトル再突入時に超高速で成層圏を通過すると、先端部が空気を断熱圧縮する。断熱圧縮された気体は温度が上がるが、1万度を超えることもある。(空気は気体からプラズマ状態になる。)この熱はシャトルと空気との摩擦熱ではない。この熱エネルギーにより、シャトルの速度は減少する。

つまり、空気があるうちはそこそこ加速すればよく、(減速するため燃料の無駄である)真空中で加速すればよい。そのため、大気圏脱出時は熱が問題になる速度にはならないということである。

この7.9㎞/sという速度はICBMの速度と一致する。実はスペースシャトルはV2ロケットというナチスドイツ時代に開発された弾道ミサイルが起源であり、人工衛星やスペースシャトルは同時に開発されてきたものである。