弾道飛行のソースを表示

[[File:Newton Cannon.svg|thumb|非常に高い場所から大砲を水平に発射した際の弾の飛行経路。図のうち、AとBがここでいう弾道飛行にあたる。]]
'''弾道飛行'''（だんどうひこう、{{lang-en-short|sub-orbital flight}}）は、[[大砲]]の[[砲弾|弾]]のように[[円 (数学)|弧]]の[[弾道]]を描く飛行形態。一般的には、[[弾道ミサイル]]や[[軌道 (力学)|軌道]]に到達しない[[ロケット]]の飛行経路を指す言葉として使われる。[[宇宙開発]]の分野では'''宇宙弾道飛行'''や'''準軌道飛行'''と呼ばれることもある ({{Lang|en|sub-orbital spaceflight}})。

[[大陸間弾道ミサイル|ICBM]]などの弾道ミサイルの中には、高度1000kmという[[スペースシャトル]]の飛行高度（～578km）以上の高さに達するものもあるが、弾道飛行では速度が[[宇宙速度#第一宇宙速度|第一宇宙速度]]（28,400 km/h）を超えないため、いずれは地表に到達し、[[地球]]を回る軌道となることはない。

== 有人弾道飛行 ==
[[宇宙飛行]]という観点から見ると、弾道飛行は宇宙空間に到達でき、かつ必要な速度は抑えられるため、最初の目標とされてきた。[[1961年]]、[[アメリカ合衆国|アメリカ]]初の[[有人宇宙飛行]]を実現した[[マーキュリー計画]]も、当初は16分間の弾道飛行であった。また、[[2004年]]に[[Ansari X Prize]]に参戦した民間企業による[[宇宙船]]として初めて有人宇宙飛行を実現した[[スペースシップワン]]も、高度100km、[[マッハ数|マッハ]]3の弾道飛行であった。[[2010年]]現在、[[カーマン・ライン]]を超える弾道飛行は[[宇宙旅行]]の対象となっている。

=== BP-190計画 ===
{{main|BP-190計画}}
ソビエト連邦で1946年から1947年にかけて接収した[[V2ロケット]]を基に有人弾道飛行を実施する計画がロケット技術者のMichael Tikhonravovと化学者のNikolai Chernyshevによって策定され、[[クレムリン]]で協議された<ref name="ВЕЛИКОЛЕПНАЯ ШЕСТЕРКА">[http://epizodsspace.airbase.ru/bibl/pervushin/vel6/vel6.html ВЕЛИКОЛЕПНАЯ ШЕСТЕРКА]</ref><ref>[http://itgsol.ucoz.com/news/71_god_pervomu_uspeshnomu_poljotu_rakety_fau_2/2013-10-03-371 71 год первому успешному полёту ракеты Фау-2]</ref><ref>[http://bibliotekar.ru/index.files/1/924.htm из Энциклопедии чудес, загадок и тайн]</ref><ref name="Astronautics">{{Cite book |author=Anatoli I. Kiselev |author2=Alexander A. Medvedev| author3=Valery A. Menshikov |title=Astronautics: Summary and Prospects |translator=V. Sherbakov, N. Novichkov, A. Nechaev|publisher=Springer Science & Business Media|volume= |issue= |date=2012年12月 |asin= |pages=1-2|naid= |isbn=9783709106488}}</ref>。

この計画では[[姿勢制御装置]]や[[生命維持装置]]を装備した[[与圧]]式カプセルを備え、[[カプースチン・ヤール ]]から打ち上げ、高度190kmまで上昇後、カプセルが分離して[[パラシュート]]で降下して着地寸前に減速用の[[逆噴射]]小型ロケットを使用して[[軟着陸]]する予定だった<ref name="astronautics30">[http://space-era.com/astronautics30.htm Проект ВР-190]</ref>。[[S.P.コロリョフ ロケット&スペース コーポレーション エネルギア|OKB-1]]の一員だったM.K.Tihonravovが提案した。この計画にはBP-190の名称が与えられ、1947年に作業に着手して1940年代末から1950年代初頭にかけて国内で入手可能な技術で軌道周回と人工衛星の軌道投入に到達可能な速度の実現可能性を実証した<ref name="Astronautics" />。1950年から1953年にかけてTihonravovのチームはロケットの問題の解決に注力した<ref name="Astronautics" />。[[セルゲイ・コロリョフ]]は当初、彼らを支援していたものの、有人飛行は時期尚早であるとして後に反対の立場にまわる事になる<ref name="ВЕЛИКОЛЕПНАЯ ШЕСТЕРКА" />。同時期[[S.P.コロリョフ ロケット&スペース コーポレーション エネルギア|OKB-1]]は[[R-5 (ミサイル)|R-5]]の受注を抱えていて有人飛行に着手する余裕が無かった<ref name="Пилотируемые ракеты">[http://thelib.ru/books/pervushin_anton/108_minut_izmenivshie_mir-read-6.html Пилотируемые ракеты]</ref>。

=== マーキュリー・レッドストーン3号 ===
[[ファイル:Freedom 7 U.S. Naval Academy.JPG|thumb|180px|[[マーキュリー・レッドストーン3号]]]]
{{main|マーキュリー・レッドストーン3号}}
マーキュリー・レッドストーン3号は、[[アメリカ航空宇宙局]]の[[有人宇宙飛行]]計画のひとつで[[マーキュリー計画]]において最初に打ち上げられた有人機である。[[コールサイン]]はフリーダム7。[[1961年]]5月5日に打ち上げられ、宇宙空間までの弾道飛行に成功した。これは、[[アメリカ合衆国]]における初の有人宇宙飛行となった。

マーキュリー・レッドストーン3号は飛行時間15分28秒、最高高度187.42kmの弾道飛行を行い、地上に帰還した。着水地点は射場より487.26km離れた[[大西洋]]上であり、[[アラン・シェパード]]および宇宙船は[[ヘリコプター]]により[[航空母艦]][[レイク・シャンプレイン (空母)|レイク・シャンプレイン]]に回収された。

=== X-15 ===
[[ファイル:X-15 in flight.jpg|thumb|200px|[[X-15 (航空機)|X-15]]]]
{{main|X-15 (航空機)}}
'''X-15'''は、[[アメリカ合衆国|アメリカ]]で開発された高高度[[極超音速]]実験機。[[ノースアメリカン]]社によって3機が製作された。[[ジェットエンジン]]ではなく[[ロケットエンジン]]により高高度まで上昇可能な能力を持つ[[ロケットプレーン]]であり、この機体で得られた[[極超音速]]下での空力特性や熱力学的影響などの研究結果は、やがては[[スペースシャトル]]の開発にまで貢献した。

[[1963年]]8月22日に行われた91回目のフライトで、[[ジョセフ・ウォーカー|ジョセフ・A・ウォーカー]]の操る機体が[[カーマンライン]]を超えて高度107,960mに到達した。これがX-15計画中の最高到達高度となった。

=== スペースシップワン ===
[[ファイル:SpaceShipOne Flight 15P photo Don Ramey Logan.jpg|thumb|200px|[[スペースシップワン]]]]
{{main|スペースシップワン}}
[[スケールド・コンポジッツ|スケールド・コンポジッツ社]]によって開発された有人[[宇宙船]]であるスペースシップワンは、[[2004年]]6月21日に高度約100 km（[[カーマン・ライン]]）の[[宇宙空間]]に向けた弾道飛行を成功させ、世界で初めての[[企業|民間企業]]による[[有人宇宙飛行]]を実現した。

=== スペースシップツー ===
{{Main|スペースシップツー}}
[[スペースシップワン]]の後継機であるスペースシップツーは、弾道飛行による宇宙旅行の実現を目指しており、[[2018年]]12月に高度82.7kmの有人宇宙飛行を実現した<ref>一般的には高度100km以上を[[宇宙空間]]とするが、[[アメリカ空軍|米空軍]]のように高度80km以上を宇宙空間とする基準もあり、後者に基づいている。</ref>。

=== ニューシェパード ===
{{main|ニューシェパード}}
[[ブルーオリジン]]によって開発された有人[[宇宙船]]である[[ニューシェパード]]は、同じく弾道飛行による宇宙旅行の実現を目指している。名称は、前述の[[マーキュリー・レッドストーン3号]]の[[アラン・シェパード]]宇宙飛行士に由来する。[[2015年]]11月23日に高度100 km（[[カーマン・ライン]]）を超え[[宇宙空間]]に向けた初の無人弾道飛行を、次いで[[2021年]]7月に有人宇宙飛行を実現した。

== 軌道力学の比エネルギーとの関係 ==
自由落下（ここでの自由落下はただ落下する運動ということではなく、水平投射後に重力の影響を受けて落下する運動である。）中の軌道は[[軌道方程式]]で与えられる[[楕円軌道]]の一部分として表すことができる。[[近点・遠点|近地点距離]]は大気も含めた [[地球半径|地球の半径]]Rよりも小さいため、ここでの軌道の[[楕円]]は地球と交差する。この時宇宙船は宇宙に飛び立つことはできない。 長軸は地球に垂直で、[[半長軸]] '' a ''は '' R '/ 2以上である。'' [[比軌道エネルギー]]<math>\epsilon</math>は以下のように与えられる。

<math>\varepsilon = -{\mu \over{2a}} > -{\mu \over{R}}\,\!</math>

ここで<math>\mu\,\!</math>は[[標準重力パラメータ]]である。

また、ほとんど常に''a'' < ''R''が成り立ち、<math>\epsilon</math> は[[周回軌道]]での最小値<math>-{\mu \over{2R}}\,\!</math>の値より低くなる。

したがって宇宙船をただ単に宇宙空間まで持ち上げるだけの場合と比較して、宇宙空間に行くために余分に必要な比エネルギーは0と<math>\mu \over{2R}\,\!</math>の間である。

== 脚注 ==
{{脚注ヘルプ}}
{{Reflist|30em}}

== 関連項目 ==
* [[人工衛星の軌道]]
* [[宇宙速度]]
* [[軌道宇宙飛行]]

{{宇宙飛行}}
{{aviation-stub}}
{{デフォルトソート:たんとうひこう}}
[[Category:ロケット]]
[[Category:弾道ミサイル]]
[[Category:サブオービタル宇宙飛行]]