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人工衛星(日本) - (2018/01/08 (月) 16:46:49) の最新版との変更点
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異世界への転移によって日本がそれまで保有していた人工衛星は全て失われてしまった。加えて、アメリカが運用しているGPSといった測位衛星も利用できない。
そのため、日本は単独で大量の人工衛星を打ち上げる必要が発生した。
[[web版53話>https://ncode.syosetu.com/n6408bv/53/]]時点で4機の[[情報収集衛星>https://ja.wikipedia.org/wiki/情報収集衛星]]が運用されていることが確認されているが、その他の人工衛星については不明。
また、今後の予定として[[日本版GPS衛星>https://ja.wikipedia.org/wiki/衛星測位システム]]の打ち上げが予定されており、中央暦1645年の実用化を目指している。
&anchor(打ち上げ重量低下問題){}
**打ち上げ重量低下問題
#openclose(show=クリックで表示,border:1;){
転移先である新惑星は地球よりも巨大であり、この影響は人工衛星を打ち上げるロケットにも''打ち上げ重量の大幅な低下''という形で発生している。
これについて、web版ではH-ⅡBの能力を説明する際の文頭に“地球であれば”と記される形で仄めかされる程度であったが、書籍版第3巻ではロケットの打ち上げ能力が大幅に低下している事が明記されている。
また、上記の情報収集衛星を2機打ち上げる為に用いられたH-ⅡBに(突貫で)改造が施されていることが言及されており、この経験をフィードバックした新型ロケットの登場が示唆されている(登場する場合の時期は中央暦1642年頃)。
}
&anchor(上記問題の独自研究){}
**上記問題の独自研究
#openclose(show=クリックで表示,border:2;){
''※注意:以下に記載されている記事は読者個々人による独自の考察によるものであり、公式の情報ではありません。''
なお、この問題が明確に提議されたのはブログの感想欄に投稿されたリンク先[[8月8日23時57分のコメント>http://mokotyama.sblo.jp/article/180485631.html#comment]]であり、この方の計算によると(前述、およびリンク先の[[09月21日8時1分のコメント>http://mokotyama.sblo.jp/article/180679924.html#comment]])によると、新惑星での打ち上げ能力はH-ⅡA/Bで低軌道に対して1.7t程度となるとの事。これは地球での打ち上げ重量である15t~19t(低軌道)と比較して''10分の1前後''の大幅な減少である。
これの裏付けとして、ペイロード1.7tをH-ⅡBで打ち上げたと仮定した時のΔVの計算を以下に示す。
①新惑星での第一宇宙速度
新惑星の半径は、外周(10万Km)÷π÷2より、15,195km。重力加速度は地球と変わらず9.8m/s^2である。
これを第一宇宙速度を求める式、v=√g×R(g:重力加速度、R=惑星の半径)に代入すると
v=√15,915×10^3×9.8より、12,488m/s。
以上より第一宇宙速度はおよそ12.5km/sとなる。(地球の第一宇宙速度は7.9km/s)
②H-ⅡBで低軌道に投入可能なペイロード
全質量:202 +(76.5×4)+ 20 + 3.2 + 1.7 = 532.9(t)
SRB燃焼終了時質量:142.2 + 42.2 + 20 + 3.2 + 1.7 = 209.8(t)
ΔV = 9.8m/s^2 * 307.3 * ln(532.9 / 209.8) = 2807.3(m/s)
SRB分離後質量:142.2 + 20 + 3.2 + 1.7 = 167.1
MECO時質量:24.2 + 20 + 3.2 + 1.7 = 49.1
ΔV = 9.8m/s^2 * 440 * ln(167.1 / 49.1) = 5281(m/s)
1段目/フェアリング分離後質量:20 + 1.7 = 21.7
SECO時質量:3.4 + 1.7 = 5.1
ΔV = 9.8m/s^2 * 448 * ln(21.7 / 5.1) = 6357.6(m/s)
2807.3 + 5281 + 6357.6 = 14445.9(m/s)
なぜ第一宇宙速度の12.5km/sに対して約14.5km/sも?、と思われるでしょうが、第一宇宙速度はあくまで“これを越えると人工衛星になる”という最低限のラインであるため、ある程度速く打ち上げないと軌道投入してすぐに大気圏突入してしまう。
実際の(地球での)打ち上げの場合でも第一宇宙速度である7.9km/sよりも2km/s程速く軌道投入されている。
作中で言及されている強化型H-ⅡBについて
-書籍版で示唆された新型ロケット(強化型H-ⅡB)については登場予定時期が中央暦1642年頃(=西暦2018年)であるため、現在開発中で西暦2020年実用化予定の[[H3ロケット>http://www.rocket.jaxa.jp/rocket/h3/]]とは別のロケットである。
}
(順次加筆をお願いします)
- 24機もGPS衛星打ち上げるなら他の衛星も打ち上げるべきじゃね(通信や気象など) -- 名無しさん (2017-12-25 19:04:16)
- 足らなくね(常時監視するには、100機以上位欲しいし) -- AGM-88 (2017-12-25 19:10:00)
- ↑×2転移前から受注した分のロケットがあるから偵察衛星の他に何かしらの人工衛星10機弱が打ち上がってるはず。 -- Mk 41 (2017-12-25 19:16:54)
- H3ロケットは「射場整備作業期間をH-IIAから半減させ、年間打ち上げ可能回数を6回に増加」らしいがH2でも三ヶ月ぐらいの間隔で二回打ち上げているから年四回は何とかなるはず -- 名無しさん (2017-12-25 19:29:33)
- 気象衛星は絶対に必要ですし通信衛星もグ帝との付き合いが起きれば必要です。太陽観測衛星や惑星の大気や磁場の観測衛星も必要ですからロケットと衛星はいくらあっても足りません。 -- 名無しさん (2017-12-25 20:06:46)
- 後、地図製作用の測地衛星や海洋観測衛星も必要ですから、打ち上げ場の増設や魔法の応用がないと辛いですね。 -- 名無しさん (2018-01-07 23:51:52)
- 赤道近くにアメリカやロシアぐらいのスペース確保するのが理想かも -- 名無しさん (2018-01-08 01:03:03)
- そういやこちらの世界なら宇宙エレベーター実現できるかもしれないな……所有国居なければ良いけど。 -- 名無しさん (2018-01-08 16:46:49)
#comment
&link_edit(text=ここを編集,page=人工衛星(日本))
&setpagename(人工衛星)&font(b,#555){じんこうえいせい}
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異世界への転移によって[[日本>日本国]]がそれまで保有していた人工衛星は全て失われ、GPS等の測位衛星も利用できなくなった。
しかしながら人工衛星は現代社会にとって不可欠な技術である上、召喚先の世界情勢は緊迫しており軍用衛星の需要は地球時代以上に増しており、結果、世界で唯一人工衛星を配備運用可能な日本は、単独で大量の人工衛星を打ち上げねばならなくなった。
中央暦1640年1月21日(転移翌年)に[[情報収集衛星]]2機((外伝Ⅱによると、中央歴1640年2月にエスペラント王国を発見する事になるJAXA運用の観測衛星が打ち上げられた、とある。しかし、情報収集衛星打ち上げからあまりにも間がない事から、JAXAが地表観測のために光学衛星の運用に協力していたのでなければ、種子島のH-2系ではなく内之浦のイプシロン系で別の観測衛星を打ち上げたと推測される。実際には2016年12月20日に打ち上げられたイプシロン2号機の組立を1年近く繰上げられれば、ではあるが))、中央暦1642年4月25日(転移から3年後)時点で情報収集衛星4機が運用されていることが確認されているが、その他の人工衛星については不明。
中央歴1643年7月時点(転移から4年後)では、実用化された[[H3ロケット]]により観測((エスペラント王国事変の原因になった太陽風対策用の太陽観測衛星を含む))・通信・気象衛星などが多数打ち上げられている。
今後の予定として、経済効果や精密爆撃能力の獲得を目的に[[日本版GPS衛星>https://ja.wikipedia.org/wiki/衛星測位システム]]の打ち上げを行い、中央歴1642年から3年以内(web版はパーパルディア皇国戦から5年以内)の実用化を目指している。
この他にも、偵察衛星による常時監視体制の構築の必要性が作中で唱えられており、弾道ミサイル保有国家の出現に対する備えと合わせて、早期警戒衛星の機能を付与した偵察衛星の配備が計画されている((出典:第四巻P138~140))。
[[Xバンド防衛通信衛星>https://ja.wikipedia.org/wiki/Xバンド防衛通信衛星]]についても、仕様変更の上で数を10機に増やして中央暦1641年から順次打ち上げ予定((出典:外伝ⅡP13~14))。
しかしながら、転移先の惑星は地球よりも衛星打ち上げに不利な環境であることが書籍版で語られており、そのためのH-2B改造など関係者は対応に追われた(下記:打ち上げ重量の変化について、に詳細を記述)。
人工衛星の寿命は地球換算ではだいたい7~10年、試験衛星で2~4年ほどだが、打ち上げた時の燃料の量で決まるため、あくまで目安である。
&image(800px-H-IIA_F12_launching_IGS-R2.jpg)
&small(1){&font(Black){※出典:ウィキメディア・コモンズ H-IIA 12号機によるIGSレーダ2号機の打ち上げ([[https://ja.wikipedia.org/wiki/ファイル:H-IIA_F12_launching_IGS-R2.jpg]])}}
&anchor(打ち上げ重量の変化について){}
**打ち上げ重量の変化について
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転移先である新惑星は地球よりも巨大であり、このため''人工衛星打ち上げ重量の大幅な低下''という問題が発生した。
これについて、web版ではH-2Bの能力を説明する際の文頭に“地球であれば”と記される形で仄めかされる程度であったが、書籍版第3巻ではロケットの打ち上げ能力が大幅に低下している事が明記されている。
また、上記の情報収集衛星2機を打ち上げる為に用いられたH-2Bに(突貫で)改造が施されていることが言及されており、この経験をフィードバックした[[新型ロケット>H3ロケット]]が開発され、中央暦1642年頃から運用されている(第三巻時点)。
しかし、その後の打ち上げで「一定高度を過ぎると重力加速度が弱まる」という現象が起き、[[H3ロケット]]の実用化と合わせて、結果的に打ち上げ可能なペイロードは増加、問題なく多数の衛星が打ち上げられている(第六巻時点)。
&anchor(独自考察){}
独自考察&small(1){&font(Black){※公式からの情報ではないため注意}}
#openclose(show=クリックで表示,border:2;){
''※注意:以下に記載されている記事は読者個々人による独自の考察によるものであり、公式の情報ではありません。''
なお、この問題について[[リンク先のコメント>http://mokotyama.sblo.jp/article/180679924.html#comment]](09月21日8時1分)の方の計算によると、新惑星での打ち上げ能力はH-2A/Bで低軌道に対して1.7t程度となるとの事。これは地球での打ち上げ重量である15t~19t(低軌道)と比較して''10分の1前後''の大幅な減少である。
これに対する裏付けとして、ペイロード1.7tをH-2Bで打ち上げたと仮定した時のΔVの計算を以下に示す。
①新惑星での第一宇宙速度
新惑星の半径は、外周(10万Km)÷π÷2より、15,195km。重力加速度は地球と変わらず9.8m/s^2である。
これを第一宇宙速度を求める式、v=√g×R(g:重力加速度、R=惑星の半径)に代入すると
v=√15,915×10^3×9.8より、12,488m/s。
以上より第一宇宙速度はおよそ12.5km/sとなる(地球の第一宇宙速度は7.9km/s)。
②H-ⅡBで低軌道に投入可能なペイロード
全質量:202 +(76.5×4)+ 20 + 3.2 + 1.7 = 532.9(t)
SRB燃焼終了時質量:142.2 + 42.2 + 20 + 3.2 + 1.7 = 209.8(t)
ΔV = 9.8m/s^2 * 307.3 * ln(532.9 / 209.8) = 2807.3(m/s)
SRB分離後質量:142.2 + 20 + 3.2 + 1.7 = 167.1
MECO時質量:24.2 + 20 + 3.2 + 1.7 = 49.1
ΔV = 9.8m/s^2 * 440 * ln(167.1 / 49.1) = 5281(m/s)
1段目/フェアリング分離後質量:20 + 1.7 = 21.7
SECO時質量:3.4 + 1.7 = 5.1
ΔV = 9.8m/s^2 * 448 * ln(21.7 / 5.1) = 6357.6(m/s)
2807.3 + 5281 + 6357.6 = 14445.9(m/s)
なぜ第一宇宙速度の12.5km/sに対して約14.5km/sも?、と思われるでしょうが、ロケットによる打ち上げでは惑星の重力に逆らって飛ばねばならないため,衛星軌道上に到達するまでに速度ロスが発生する。これを重力損失と呼ぶ。
重力損失は,惑星の重力加速度と垂直方向への加速時間で決まるため,それらの要素が地球と変わらない異世界でも地球上での打ち上げと同じ計算方法で求めることが可能である。
今回の計算では重力損失を2.0km/sとして計算した(これは地球でも同様である)。
作中で言及されている強化型H-2Bについて
-強化型H-2Bで情報収集衛星2機が打ち上がっている事から、打ち上げ能力は低軌道で4t程度と推測される。
-上記の能力は第1・2段の燃料搭載量を1.5倍程にすれば達成可能なことから、大規模な改造が施されたことがうかがい知れる(独自計算のため、参考程度にご覧下さい)。
}
**作中での活躍
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[[アルタラス>アルタラス王国]]に存在する[[ムー]]の空港の使用許可を求める際に、日本外交官の[[柳田]]がムー大使の[[ユウヒ]]に人工衛星で撮影した写真を提示し、彼を驚愕させた。
同様の事は[[神聖ミリシアル帝国]]でも起きており、帝前会議にて[[グラ・バルカス帝国]]本土の場所を把握するために日本製の地図が提示された事から日本が人工衛星を有している事が知れ渡り、[[僕の星]]と同様の物を実用化している事から[[皇帝ミリシアル>ミリシアル8世]]は[[日本>日本国]]に対し興味を持つ様になる。
[[エストシラント沖大海戦]]では事前偵察によって、攻撃目標となる[[パーパルディア皇国]]海軍本拠地の場所を[[RF-4E]]と共に発見する。
また、衛星写真により[[アニュンリール皇国]]が他国に隠れながら高度な文明を築いている事や、[[魔導戦艦>魔導艦]]を有していることを暴いている。
なお、[[先進11ヵ国会議]]での時点では、[[偵察衛星>情報収集衛星]]は4機しか稼働しておらず((曰く常時監視には30基は最低必要))、また、観測所も不足していたため、さすがの日本も大きな動きや地形しか把握できず、グラ・バルカス帝国の神聖ミリシアル帝国強襲を察知することはできなかった。
[[グラメウス大陸]]に関する動乱では、同大陸の発見や[[岡 真司]]が日本との連絡のために活用された。
また、[[C-2]]墜落の原因となった大規模太陽風を監視観測するために太陽観測衛星が打ち上げられ、磁気嵐の予測体制が構築された。
(順次加筆をお願いします)
#table_color(#aae){}
|~&big(){関連項目}|
|&bold(){[[用語]]}|[[日本国]]|[[僕の星]]|[[情報収集衛星]]|&link_anchor(人工衛星について,page=小ネタ){人工衛星について}|
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