宇宙機：大気圏外で活動する人工物の概要と分類

宇宙機（うちゅうき、英: spacecraft）とは、打ち上げロケットを用いて地球の大気圏外へと運ばれ、宇宙空間で使用される人工物の総称です。有人・無人を問わず、特定の目的のために宇宙空間で活動するあらゆる装置が含まれます。

概要と定義

宇宙機は、通信、地球観測、気象観測、ナビゲーション、惑星探査、さらには人や物資の輸送など、多岐にわたる用途で運用されます。これらを地球の重力圏外や所定の軌道まで運ぶための推進装置は「ローンチ・ヴィークル（打ち上げロケット）」と呼ばれ、宇宙機本体とは区別されます。

周回軌道上にある宇宙機は、基本的に自由落下状態を利用して飛行しており、常に推進力を出し続けているわけではありません。ただし、軌道の維持や変更、姿勢制御のために推進装置を備えているものが一般的です。

分類

宇宙機は、運用形態や軌道によって以下のように分類されます。

有人機と無人機

• 有人宇宙機：人間が搭乗し、生命維持装置などを備えたもの。宇宙船や宇宙ステーションがこれに該当します。
• 無人宇宙機：人間を乗せず、自動制御や遠隔操作によって運用されるもの。人工衛星や惑星探査機などが含まれます。

軌道による分類

• 人工衛星：地球や他の天体の周回軌道に乗るもの。
• 人工惑星：地球の重力圏を脱し、太陽の周回軌道に乗るもの。惑星探査機などが該当します。
• 弾道飛翔体：弾道軌道をとるもの。観測ロケットや弾道ミサイルが含まれます。
• 星間空間探査機：太陽系の重力圏を脱し、星間空間へ向かうもの。ボイジャーなどが代表例です。

宇宙環境への適応

宇宙空間は真空であり、極端な温度変化や宇宙線、磁気などの過酷な環境にさらされます。そのため、宇宙機には以下の条件が求められます。

• 耐環境性：打ち上げ時の激しい振動や、宇宙空間における熱環境・放射線に耐え得る堅牢な構造。
• 動力源：各種観測機器や通信装置を稼働させるための電力供給システム（太陽電池パドルや原子力電池など）。