芳賀サイエンスラボ

【2017JAXA特別回】JAXAで宇宙を考えよう

Posted on: 2017年12月15日

2016年11月23日 於 宇宙航空研究開発機構筑波宇宙センター

●目的
サイエンスキッズ秋の特別会!
JAXAの方々から宇宙にまつわる話を聞き、また工作実験を通して宇宙について考える。

●参加者
講師: 芳賀先生

JAXAスタッフ:西顕太郎、小澤悟、白澤洋次

スタッフ: 新堀剛史、藤井啓太、椎名瞳、水木陽菜

参加者計: 200人

●所要時間
【午前】
9:15~ 受付
9:30~ イントロ
~移動~
10:00~ 講義
10:20~ 熱気球工作
10:50~ 打ち上げ
11:20~ 大型気球打ち上げデモ
11:40~ まとめ
12:00解散
【午後】
12:45~ 受付
13:00~ イントロ
~移動~
13:30~ 講義
13:50~ 熱気球工作
14:20~ 打ち上げ
14:50~ 大型気球打ち上げデモ
15:10~ まとめ
15:30解散

●内容
今年のJAXA会は、「熱気球」を題材としました。
気球と宇宙とはあまり結びつかないかもしれませんが、宇宙近傍まで気球で行くことができたり、火星上などで気球で観測する研究()があるなど、宇宙開発とも深く関わっているようです。


宇宙近傍まで気球で上昇し、ダイブする映像

今回は、大型で薄いポリ袋にドライヤーで熱気を入れて気球を制作しました。
午前と午後で上がる高さが異なり、温度差がシビアに出ることがわかりました(どれくらい上がるか、計算を試みましたが、ポリ袋が断熱でないため計算がうまくできませんでした。)。

工作風景

また、JAXA側の方は、より大型の気球を作り、ガスコンロで熱して打ち上げました。
これにはカメラを取り付けて、上から撮影しました。


大型気球の打ち上げ。

【反省】
・新堀
2回めのJAXA会で今回はスタッフリーダーを努めました。藤井さんのサポートのお陰でなんとか完遂できて良かったです。
熱気球が題材ということで去年の水ロケットに比べ華やかさにかける実験だったので少々不安だったのですが、キッズたちは非常に楽しそうにやって頂いてとても良かったと思います。大型気球の打ち上げでは、午前午後ともうまく打ち上がり上空から写真が取れたので良かったなと思います。
来年もこのメンバーで取り組めればと思います。

・藤井
3年目になりますJAXA回ですが、今年の熱気球は僕が去年からずっとやりたかったものでした。昨年、どうしても熱気球が作りたくなって、冬の気温(5℃程度)の密度から、浮遊に必要な容積や、浮かせることのできる質量の計算などを行いました。
残念ながら今回の午後に参加されたキッズたちの熱気球は浮きませんでしたが、10℃気温があがると密度が0.1kg/㎥も変化することを物語っている結果だったかと思います。キッズの実験は、暖かい空気をドライヤーで吹き込んでいるため、内部の気圧が多少上昇してしまっている反面、JAXAの人たちが行った実験は、体積がほぼゼロの空気を暖めて体積を大きくすることで(密度がかなり低下している)浮かせているため、周囲の気体の温度の影響を受けにくかったのかと思われます。
実際に家で行ってみてどうだったでしょうか。浮きましたか?
失敗も成功も実験ならではの経験です。みなさんも身の回りの不思議を実際に工作して体験してみてくださいね。

・椎名
今回は、熱気球の実験をおこないました。工作手順は簡単でしたが、実際に浮く様子には見応えがありました。袋の中の空気を温めると、袋の外の空気との密度の差ができて浮力が生まれる様子が体感できたと思います。
実際に浮かべる際には、ドライヤーがとても熱くなるのでスタッフ側にも注意が必要であると思いました。また、室温を低く調節しないと上手く上がらないので、事前に室温を把握しておく必要があると思いました。

・水木
宇宙や物理に専門的な知識があった訳ではなかったのですが、楽しそうだなと思ったのが始まりでJAXA回を担当することになりました。
何回か行ったミーティングでは、スタッフのみなさんの知識にただただ圧倒され、私が役に立てるのか不安でしたが、計り知れない好奇心に触れることができたのはよい経験になったなと思っています。
今回は熱気球を扱い、キッズたちもイメージしやすい気球と、広大な宇宙との結びつきを学びました。私も初めて知ることが多く、スタッフとして楽しむことができました。
当日は、袋の口をセロハンテープで留めるのを苦戦するキッズが多く、セロハンテープの使用量が上がる高さを決める大きな要因だったので、丁寧に見てあげるべきだったと反省しています。作業には真剣な顔で取り組むキッズも、上手く浮かんだときに嬉しそうな表情を見せてくれたのがとても印象的でした。
ブレーカーが落ちてしまったりなどのトラブルはあったものの、JAXAスタッフの皆さんによる実験で、高く浮かぶ気球の下でキッズたちがとても楽しそうにカメラに向かう様子が見れて良かったです。

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