宇宙飛行

宇宙航行学（または宇宙航行学）は、地球の大気圏外の宇宙空間に宇宙船を送る行為です。宇宙飛行はその主な応用分野の 1 つであり、宇宙科学はその包括的な分野です。

宇宙航行学（もともとはフランス語でastronautique ）という用語は、1920年代にゴンクールアカデミーの会長J.-H.ロズニーによって、航空学との類似性から造られました。^[1] 2つの分野にはある程度の技術的重複があるため、航空宇宙という用語は両方を同時に表すために使用されることがよくあります。1930年に、ロバート・エスノー・ペルテリエがこの新しい研究分野に関する最初の本を出版しました。^[2]

宇宙航行学（もともとはフランス語でcosmonautique ）という用語は、1930年代にアリ・シュテルンフェルドが著書『宇宙航行学入門』^[3]で導入した（この本により、彼は1934年にフランス天文学会のPrix REP-Hirsch賞（後にPrix d'Astronautiqueとして知られる）を受賞した^[4]）。

航空学と同様に、質量、温度、外力の制限により、宇宙での用途は、高真空、惑星間空間の放射線衝撃、低地球軌道の磁気帯などの極端な条件に耐える必要があります。宇宙打ち上げロケットは巨大な力に耐える必要があり、衛星は非常に短い期間で大きな温度変化を経験する可能性があります。^{[5]質量に対する極端な制約により、宇宙技術者は、}軌道に到達する実際のペイロードを最大化するために、設計で質量を節約する必要に常に直面しています。

宇宙飛行の初期の歴史は理論的なものである。宇宙旅行の基礎数学は、アイザック・ニュートンが1687年に著した論文『自然哲学の数学的原理』で確立された。^{[6]スイスの}レオンハルト・オイラーやフランス系イタリア人のジョゼフ・ルイ・ラグランジュなどの他の数学者も、18世紀と19世紀に重要な貢献をした。それにもかかわらず、宇宙飛行学は20世紀半ばまで実用的な学問とはならなかった。一方、宇宙飛行の問題は、ジュール・ヴェルヌやH・G・ウェルズなどの文学者の想像力を悩ませた。 20 世紀初頭、ロシアの宇宙論者 コンスタンチン・ツィオルコフスキーは、ロケットによる推進力を支配する方程式であるロケット方程式を導き出し、宇宙船の質量 ( )、推進剤と宇宙船の合計質量 ( )、および推進剤の排気速度 ( ) からロケットの最終速度を計算できるようになりました。 ${\displaystyle m_{1}}$${\displaystyle m_{0}}$${\displaystyle v_{e}}$

${\displaystyle \Delta v\ =v_{e}\ln {\frac {m_{0}}{m_{1}}}}$

1920 年代初頭までに、ロバート H. ゴダードは液体燃料ロケットを開発していました。このロケットは、わずか数十年後にはV-2やサターン Vなどの有名なロケットの設計において重要な構成要素となりました。

フランス天文学会が授与する宇宙航行賞は、この分野で最初の賞でした。航空および宇宙航行の先駆者であるロバート・エスノー・ペルテリーとアンドレ・ルイ・ヒルシュによって設立されたこの国際賞は、惑星間旅行と宇宙航行の研究を称えて 1929 年から 1939 年まで授与されました。

1950 年代半ばまでに、ソ連と米国の間で 宇宙開発競争が始まりました。

多くの人が宇宙飛行学自体をかなり専門的な学問とみなしていますが、この分野で働くエンジニアや科学者は、多くの異なる分野に精通していなければなりません。

• 天体力学– 軌道運動の研究。この分野を専門とする人は、宇宙船の軌道、弾道学、天体力学などのテーマを研究します。
• 宇宙船の推進力- 宇宙船がどのように軌道を変え、どのように打ち上げられるか。ほとんどの宇宙船には何らかのロケット エンジンが搭載されているため、ほとんどの研究努力は化学、原子力、電気などの何らかのロケット推進力に焦点を当てています。
• 宇宙船の設計– 特定の打ち上げロケットまたは衛星に必要なすべてのサブシステムを組み合わせることに重点を置いたシステムエンジニアリングの特殊な形式。
• 制御- 衛星またはロケットを目的の軌道（宇宙船のナビゲーションなど）と方向（姿勢制御など）に保ちます。
• 宇宙環境– 宇宙飛行学というよりは物理学の分野ですが、宇宙天気やその他の環境問題の影響は、宇宙船設計者にとってますます重要な研究分野となっています。
• バイオ宇宙工学

• 航空宇宙​
• 機械工学
• 物理

ウィキメディア・コモンズには、宇宙飛行に関連するメディアがあります。

• 大気圏再突入
• 宇宙飛行
• フランク・マリナ
• フランスの宇宙計画
• ヘルマン・オーベルト
• セルゲイ・コロリョフ
• ヴェルナー・フォン・ブラウン

• マイク・グラントマン(2007)。『宇宙飛行から宇宙航行学へ』Booksurge。ISBN 9781419670855。