ヴァージン・ギャラクティックの翼付き宇宙船VSSユニティは、サブオービタル飛行をニュースに登場させました。
サブオービタル飛行とは、これらの機体が境界が明確でない宇宙空間の境界を越えるものの、宇宙にとどまるほど速くは進まないことを意味します。
機械・航空宇宙工学教授のジョン・M・ホラックが、その背後にある科学を解説します。
「サブオービタル」は、リチャード・ブランソン卿がヴァージン・ギャラクティックの翼付き宇宙船VSSユニティに搭乗して飛行する際に、頻繁に耳にする用語になるでしょう、ジェフ・ベゾスはブルー・オリジンのニュー・シェパード機に搭乗して飛行します。宇宙空間の境界に触れ、数分間の無重力を体験します。
では、「サブオービタル」とは正確には何でしょうか。簡単に言えば、これらの機体は境界が明確でない宇宙空間の境界を越えるものの、そこに到達した後は宇宙にとどまるほど速くは進まない、ということです。
宇宙船であれ、ほかのものであれ、時速17,500マイル（時速28,000キロメートル）以上の速度に達すると、地上に落下する代わりに、地球の周りを絶え間なく落下し続けます。この絶え間ない落下こそが軌道上にあるということであり、人工衛星や月が地球の上空にとどまる仕組みです。
宇宙へ打ち上げられても、宇宙にとどまるのに十分な水平速度がないもの（これらのロケットのような）は、地球に戻ってくるため、サブオービタル軌道を飛行することになります。
これらのサブオービタル飛行が重要な理由
2021年7月に打ち上げられた2機の宇宙船は軌道に到達しませんが、民間宇宙船で宇宙に到達したことは、人類の歴史における大きな節目です。これらの機体や、今後の民間によるすべてのサブオービタル飛行に搭乗する人々は、数分間宇宙に滞在し、数分間の心躍る無重力を体験し、まさに宇宙飛行士の翼を得ることになります。
うまく投げられた野球ボール
概念的に言えば、ブランソンとベゾスが搭乗する飛行は、空中に投げ上げられた野球ボールとさほど変わりません。
野球ボールを上方に速く投げられるほど、ボールはより高く上がり、空中にとどまる時間も長くなります。横方向の速度も少し加えて投げれば、ボールはより遠くの下方向まで飛んでいきます。
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野球ボールを開けた野原に投げることを想像してください。ボールが上昇すると、速度に内在する運動エネルギーが高度の上昇による位置エネルギーへと変換されるため、ボールは減速します。やがてボールは最高点に達し、その後地面に落下します。
次に、約60マイル（97キロメートル）の高さに達するほど速く野球ボールを投げられると想像してください。するとたちまち、野球ボールは宇宙に到達します。しかし、ボールが最高点に達すると、垂直方向の速度はゼロになり、地球へ落下し始めます。
この飛行には数分かかる場合があり、その時間のほとんどの間、ボールはほぼ無重力状態を体験します。これらの宇宙船に搭乗する新任の宇宙飛行士も同様です。仮想の野球ボールと同じく、宇宙飛行士は宇宙に到達しますが軌道には入らないため、その飛行はサブオービタルとなります。
