空のずーっと上、宇宙まで飛んでいくロケット。
どうしてあんなに速く、まっすぐ飛んでいけるのか不思議に思ったことはないかな。
この記事では、ロケットが飛ぶためのすごい仕組みを、だいち君とさくらちゃんと一緒に、先生がわかりやすく解説していくよ。
難しい言葉は使わないから、安心して読み進めてね。
ロケットが空を飛ぶヒミツは「押す力」にあった！
だいち
先生！ロケットって、どうして空を飛べるんですか？
羽もないのに、すごい勢いで上がっていきますよね。
羽もないのに、すごい勢いで上がっていきますよね。
先生
いい質問だね、だいち君。
そのヒミツを体験するために、まず風船を思い浮かべてみようか。
風船をいっぱいにふくらませて、口をつまんだ状態を想像してみて。
そのヒミツを体験するために、まず風船を思い浮かべてみようか。
風船をいっぱいにふくらませて、口をつまんだ状態を想像してみて。
さくら
うん、パンパンにふくらんだ風船！
先生
そのつまんでいた手をパッと離すと、風船はどうなるかな？
だいち
ピューッて言いながら、あっちこっちに飛んでいく！
先生
その通り！
風船は、中の空気をうしろに「プシュー！」と押し出すよね。
実はその時、空気も風船を前に「グッ」と押し返しているんだ。
ロケットは、この風船と同じ原理で飛んでいるんだよ。
風船は、中の空気をうしろに「プシュー！」と押し出すよね。
実はその時、空気も風船を前に「グッ」と押し返しているんだ。
ロケットは、この風船と同じ原理で飛んでいるんだよ。
作用・反作用の法則ってなんだろう？
さくら
押し返す力…？
先生
そう。
例えば、だいち君が壁を手でグーッと押すと、自分の体も少しうしろに押されるような感じがしないかな？
例えば、だいち君が壁を手でグーッと押すと、自分の体も少しうしろに押されるような感じがしないかな？
だいち
あ、確かに！
押した分だけ、押し返されてる感じがします。
押した分だけ、押し返されてる感じがします。
先生
それが「作用・反作用（さよう・はんさよう）の法則」なんだ。
ロケットは、ものすごい勢いでガスを地面の方向（下）に噴き出す。
これが「作用」。
その反対に、ガスがロケット本体を空の方向（上）へ押し上げる力。
これが「反作用」なんだ。
ロケットは自分で出したガスを押し出す力で、自分自身を空高く持ち上げているんだね。
空気がない宇宙で、なぜ前に進めるの？
さくら
風船が飛ぶ理屈はわかりました！
でも、宇宙には押すための空気がないですよね？
どうして進めるんですか？
でも、宇宙には押すための空気がないですよね？
どうして進めるんですか？
先生
さくらちゃん、素晴らしいところに気づいたね！
そこが、飛行機とロケットの決定的な違いなんだ。
飛行機は翼を使って空気を下に押すことで飛んでいるから、空気がない宇宙では飛べない。
でもロケットは大丈夫。
なぜなら、ロケットは自分で押す相手（ガス）を地球から持っていくからなんだ。
そこが、飛行機とロケットの決定的な違いなんだ。
飛行機は翼を使って空気を下に押すことで飛んでいるから、空気がない宇宙では飛べない。
でもロケットは大丈夫。
なぜなら、ロケットは自分で押す相手（ガス）を地球から持っていくからなんだ。
ロケットが持っていく「燃料」と「酸化剤」
だいち
自分で押す相手を持っていく？
どういうことですか？
どういうことですか？
先生
物が燃えるためには「酸素」が必要だよね。
理科の実験で、ビンをかぶせたロウソクの火が消えちゃうのと同じだ。
宇宙にはこの酸素がない。
だからロケットは、燃やすための「燃料（ねんりょう）」と一緒に、燃やすのを助ける「酸化剤（さんかざい）」という酸素の仲間を、巨大なタンクに入れて持っていくんだよ。
理科の実験で、ビンをかぶせたロウソクの火が消えちゃうのと同じだ。
宇宙にはこの酸素がない。
だからロケットは、燃やすための「燃料（ねんりょう）」と一緒に、燃やすのを助ける「酸化剤（さんかざい）」という酸素の仲間を、巨大なタンクに入れて持っていくんだよ。
さくら
なるほど！
自分の力で燃えることができるんですね！
自分の力で燃えることができるんですね！
先生
その通り！
ロケットのおしりにあるエンジンの中で、燃料と酸化剤を混ぜて大爆発させる！
それによって生まれた高温・高圧のガスをものすごいスピードで噴き出すことで、空気のない宇宙でもグングン前に進むことができるんだ。
ロケットのおしりにあるエンジンの中で、燃料と酸化剤を混ぜて大爆発させる！
それによって生まれた高温・高圧のガスをものすごいスピードで噴き出すことで、空気のない宇宙でもグングン前に進むことができるんだ。
どうしてどんどん速くなるの？【多段式ロケットの謎】
だいち
そういえば、ロケットの映像を見ると、途中で部品みたいなものを切り離していますよね？
あれは何をしているんですか？
あれは何をしているんですか？
先生
よく見ているね！
あれは「多段式（ただんしき）ロケット」といって、もっと速く、もっと遠くへ飛ぶための賢い工夫なんだ。
想像してみて。
だいち君がスケートボードに乗って、すごく重いランドセルを背負っているとする。
そのランドセルをうしろにポーンと投げ捨てたら、だいち君の体はスッと前に進んで速くなるよね？
あれは「多段式（ただんしき）ロケット」といって、もっと速く、もっと遠くへ飛ぶための賢い工夫なんだ。
想像してみて。
だいち君がスケートボードに乗って、すごく重いランドセルを背負っているとする。
そのランドセルをうしろにポーンと投げ捨てたら、だいち君の体はスッと前に進んで速くなるよね？
さくら
あ、わかる！
重いものがなくなって、体が軽くなるからだ！
重いものがなくなって、体が軽くなるからだ！
先生
まさにそれ！
ロケットが切り離しているのは、使い終わって空っぽになった燃料タンクなんだ。
もういらなくなった重たい部分を捨てることで、ロケット全体がどんどん軽くなって、少ない力でさらに加速できるようになるんだよ。
ロケットが切り離しているのは、使い終わって空っぽになった燃料タンクなんだ。
もういらなくなった重たい部分を捨てることで、ロケット全体がどんどん軽くなって、少ない力でさらに加速できるようになるんだよ。
1段目、2段目…それぞれの役割
だいち
なるほど、どんどん身軽になっていくんですね！
先生
そうなんだ。
打ち上げの時に一番下に付いている一番大きなロケットが「1段目」。
打ち上げの時に一番下に付いている一番大きなロケットが「1段目」。
そして、1段目の燃料を使い切ったら、そのタンクを丸ごと切り離すんだ。
次に、身軽になった状態で「2段目」のエンジンに火をつけて、さらに加速していく。
引越しでいらない荷物をどんどん捨てて、身軽になって新居に向かうのに似ているかもしれないね。
このおかげで、ロケットは最終的に人工衛星や宇宙飛行士を宇宙空間まで届けることができるんだよ。
これで君もロケット博士！仕組みをまとめてみよう
先生
さあ、今日のおさらいをしてみようか。
ロケットが飛ぶ秘密、3つのポイントを覚えているかな？
ロケットが飛ぶ秘密、3つのポイントを覚えているかな？
だいち
はい！
まず1つ目は、風船みたいにガスを噴き出す力（作用）と、その反対に押し返される力（反作用）で飛ぶ！
まず1つ目は、風船みたいにガスを噴き出す力（作用）と、その反対に押し返される力（反作用）で飛ぶ！
さくら
2つ目は、空気のない宇宙でも進めるように、燃やすための燃料と酸化剤を自分で持っていく！
だいち
そして3つ目は、使い終わった重い燃料タンクを切り離して、どんどん身軽になって加速していく「多段式」！
先生
完璧だね、二人とも！
この3つの秘密を知っていれば、もう君もロケット博士だ。
ロケットの仕組みは、たくさんの賢い人たちの知恵と工夫でできているんだ。
今度ロケットの打ち上げを見るときは、ぜひこの3つのポイントを思い出してみてね。
きっと、もっとワクワクするはずだよ。
この3つの秘密を知っていれば、もう君もロケット博士だ。
ロケットの仕組みは、たくさんの賢い人たちの知恵と工夫でできているんだ。
今度ロケットの打ち上げを見るときは、ぜひこの3つのポイントを思い出してみてね。
きっと、もっとワクワクするはずだよ。
