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宇宙実験室 どきどき実験で宇宙のフジギにちょうせん!

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02 卵宇宙船を着陸させよう 卵を守るしくみを考えちゃおう!

今回(こんかい)は、ビルの屋上(おくじょう)から生卵(なまたまご)を落(お)とします。え、こわれちゃうだろうって?もちろんそのまま落(お)とせば卵(たまご)は地面(じめん)にぶつかってこわれてしまいます。では、卵(たまご)がこわれないように地面(じめん)に降(お)ろしてあげるにはどうすればいいでしょう?パラシュート?エアバッグ?いえいえ、今回(こんかい)は紙(かみ)一枚(まい)でこの難問(なんもん)にいどみます。 これは『エッグドロップコンテスト』と呼(よ)ばれる競技(きょうぎ)。A2サイズのケント紙(し)1枚(まい)で、ビルの屋上(おくじょう)から生卵(なまたまご)をこわさずに降(お)ろせる『着陸船(ちゃくりくせん)』を作(つく)ります。

材料とルール

使(つか)う材料(ざいりょう)は「A2サイズ(420mm×594mm)のケント紙(し)」だけ。切(き)ったり貼(は)ったりするのは自由(じゆう)ですが、ケント紙(し)以外(いがい)の材料(ざいりょう)を使(つか)ったり(今回(こんかい)はケント紙(し)を貼付(はりつ)けるためのセロハンテープはOKとしました)、A2サイズをこえる紙(かみ)を使(つか)うのはルールいはんです。

まずは模型で実験!

じゃあさっそく…と言(い)いたいところですが、本番(ほんばん)のケント紙(し)+ニワトリの卵(たまご)で作(つく)る前(まえ)に、まず模型(もけい)を作(つく)って試(ため)してみます。本当(ほんとう)の宇宙(うちゅう)開発(かいはつ)でもいきなり本物(ほんもの)を作(つく)り始(はじ)めたりはしませんからね。使(つか)うのは「A4のコピー用紙(ようし)」と「ウズラの卵(たまご)」。これならちょうど本番(ほんばん)の半分(はんぶん)ぐらいのサイズになります。まずはこの材料(ざいりょう)でたくさん作(つく)って、テストをして、うまくいきそうなのを選(えら)んで本番(ほんばん)に臨(のぞ)みます。

A4のコピー用紙と
うずらの卵で挑戦

模型(もけい)とはいえ、コピー用紙(ようし)はかなりうすく、ウズラの卵(たまご)もこわれやすいのでなかなか作る(つく)のは大変(たいへん)。じょうぶで軽(かる)く、卵(たまご)にしょうげきが加(くわ)わらないようにいろいろ工夫(くふう)しました。

できた!

全部(ぜんぶ)で11種類(しゅるい)の機体(きたい)が完成(かんせい)!さ〜て、どれが成功(せいこう)するでしょうか?

MapOver1 MapOver2 MapOver3 MapOver4 MapOver5 MapOver6 MapOver7 MapOver8 MapOver9 MapOver10 MapOver11

2階から落としてみよう!

さっそく、テストしてみましょう。実際(じっさい)に高い(たか)(ところ)から落(お)としてみます。

結果表

意外(いがい)に成功(せいこう)した機体(きたい)が多く(おお)て、作(つく)ったもじゃもじゃ博士(はかせ)とぼさぼさ博士(はかせ)もちょっとびっくり。これなら本番(ほんばん)も期待(きたい)できそうです。ただ、こわれたものの中(なか)には、機体(きたい)が地面(じめん)にぶつかったときのしょうげきではなく、そのあとたおれたときにこわれてしまったものもありました。少(すこ)し改良(かいりょう)を加(くわ)えた方(ほう)が良(よ)さそうです。

ジャクマ「意外にも大成功」

本番用の機体を作ろう!

全部(ぜんぶ)(つく)るのは大変(たいへん)なので、成功(せいこう)したものの中(なか)から、うまくいきそうなもの(と形(かたち)が面白い(おもしろ)もの)を5つ選(えら)びました。一度(いちど)(つく)ってるとはいえ、コピー用紙(ようし)とケント紙(し)では大(おお)きさも厚(あつ)さも全然(ぜんぜん)ちがうのでなかなか大変(たいへん)です。

本番用制作中1
本番用制作中2

やったー!完成(かんせい)しました!
次回(じかい)、この五機(き)の『卵(たまご)宇宙船(うちゅうせん)』でビルの屋上(おくじょう)からの軟着陸(なんちゃくりく)にいどみます。

次回、この5機をビルの屋上から落としてみるよ!キミはどれが成功すると思う?
鳥の巣

(こま)かい紙(かみ)の糸(いと)が何十(なんじゅう)にもからみ合(あ)ってかなりふわふわしています。かなりしょうげきを吸収(きゅうしゅう)してくれそう。パラシュートや竹(たけ)とんぼほどではありませんが、落ちる(お)スピードも少(すこ)しゆっくりになっている感(かん)じ。心配(しんぱい)なのは落(お)ちている間(あいだ)にひっくり返(かえ)ってしまうことでしょうか。

パラシュート

実際(じっさい)にものや人(ひと)をゆっくり落(お)としたいときにかつやくしている形(かたち)です。実験(じっけん)でも期待通(きたいどお)りふわふわとゆっくり落(お)ちてきました。ただ真っ先(まっさき)に卵(たまご)が地面(じめん)にふれるのが、欠点(けってん)です。

三角

なるべく軽(かる)くて丈夫(じょうぶ)な仕組(しく)みを作(つく)るために、三角形(さんかっけい)を組み合(くみあ)わせた形(かたち)を作(つく)りました。持(も)った感(かん)じもかなりしっかりしています。卵(たまご)は地面(じめん)にふれないように空中(くうちゅう)で支(ささ)えられるようになっています。問題(もんだい)はビルの屋上(おくじょう)から落(お)としたしょうげきにたえられるかどうかです。

ロケット

これは、今回(こんかい)の5機(き)の中(なか)で一番(いちばん)複雑(ふくざつ)な仕組(しく)みかも知(し)れません。卵(たまご)を納(おさ)めた部分(ぶぶん)に、つつにそって切り取り線(きりとりせん)が入(はい)っていて、地面(じめん)にしょうとつしたしょうげきでこの部分(ぶぶん)が破(やぶ)れることでしょうげきを吸収(きゅうしゅう)します。コピー用紙(ようし)では上手(うま)くいきましたが、ケント紙(し)でも上手(うま)くいくかどうか?

竹とんぼ

くるくると回(まわ)ることで、落(お)ちるスピードをおさえる仕組(しく)み。実験(じっけん)のときも、パラシュート以上(いじょう)にゆっくりと落(お)ちてきました。落(お)ちる前(まえ)から「これは安心(あんしん)」という感(かん)じがしたくらい。ただ、本番(ほんばん)は屋外(おくがい)ですから風(かぜ)にあおられるのがちょっと心配(しんぱい)

結果を見る!

上級編 もっとくわしくしりたいキミへ!


現実の宇宙開発でも、人や精密な機械を安全に地球や他の星の上に降ろすのは大きな技術的課題です。方針は大きく分けて二つ。
●落ちる速度をゆっくりにしてあげること
●落ちたときの衝撃を吸収してあげること
落ちる速度をゆっくりにする方法は、パラシュートや逆噴射ロケットなどです。スペースシャトルのように翼を持っていて滑空しながら帰ってくる、というのもこの方法の一つと言えるでしょう。

もう一つは衝撃を吸収する方法。車などではボンネットなどがわざと壊れて衝撃を吸収するしくみになっていますが、宇宙開発ではこれまであまり使われることのなかった方法です。しかし最近になって、火星探査機などがエアバッグを使って衝撃を吸収する方法を使っています。
実際には、どちらか片方ではなく、これらの方法を複数組み合わせて使うことが多いようです。どの方法にしても、軽く丈夫に作らなければならないのは共通しています。これは『卵宇宙船』も同じですね。

先生、保護者の方々へ

テストという意味では、厳密にはコピー用紙とウズラ卵はケント紙とニワトリの卵の代わりにはなりません。単純にサイズを半分にしただけでは、強度や重量、密度などの比率が全く異なります。ただ、いきなりケント紙で作るより、加工のしやすいコピー用紙で一旦作ってみることで、工作方法や改良のポイントなどが見えてきます。

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