ロケットは迷うことなく大空へ昇っていく。すべては「魔法の武器」が道を導いてくれるおかげだ！

車はランドマーク、地図、衛星ナビゲーションを頼りに都市内を移動できますが、ロケットが正確に空を飛ぶために何を頼りにしているのでしょうか?有名な「慣性航法」に頼っています。そこで質問なのですが、ロケットは「慣性航法」を採用していますが、それは慣性によるものなのでしょうか？

「慣性航法」と「慣性」の違いが分かりませんか？

この疑問に答えるのは、頭を悩ませる多くの事柄の責任者である天才アイザック・ニュートン卿です。

まず、私の最初の法則を見てください。物体は、外部からの力が作用しない限り、元の運動状態を維持し続けます。これを「慣性」といいます。
知らせ！これは物体の固有の特性であり、通常言われる「習慣」とは異なります。

慣性航法はもっと複雑です。慣性センサー（加速度計とジャイロスコープ）を使用して移動体の加速度と角速度を測定し、その位置、速度、姿勢などの運動状態を計算します。

「まだ理解していないようだね」とニュートンは黒板に F=ma と書いた。「原理は私の第二法則だ。加速度 a が鍵だ。加速度 a は物体の運動状態 (位置、速度など) を決定でき、加速度センサーで測定できる。三次元空間で運動する物体の状態を決定するには、加速度 a を知るだけでは不十分で、角速度も知る必要がある。角速度を測定するセンサーはジャイロスコープと呼ばれ、その発明は高速回転する剛体の力学に関する私の研究から生まれた。」ニュートンは次のように要約し始めました。「ジャイロスコープと加速度計は慣性航法のセンサー部分です。これらは物体の「慣性」を利用して測定を行うため、慣性装置と呼ばれ、慣性航法もこれにちなんで名付けられています。」ニュートン卿を見送る拍手～～～

「慣性航法」はどのように実現されるのでしょうか?

慣性航法技術は、慣性航法装置（略して「INS」）に依存しています。一般的な慣性航法の中核は、直交して設置された 3 セットのジャイロスコープと加速度計であり、これらは 3 次元空間におけるキャリアの角運動と直線運動を測定するために使用されます。

さらに、慣性航法システムには、通信、電源、サポート、コンピューティングなどのコンポーネントもあります。電源投入後、慣性航法システムは初期の運動状態に基づいて角速度と加速度を継続的に測定し、各瞬間の姿勢、速度、位置を段階的に推測することができます。

たとえば、迷路を歩いていて、地図上で自分がどこにいるかわかっているとします。

このとき、加速度計とジャイロスコープを使用して動きの加速度と角速度を測定し、一連の数式に基づいて現在の位置と方向を計算し、移動しながら全体の経路を計算できる魔法のツール、慣性航法が与えられます。

質問させてください、慣性航法は良いのでしょうか、悪いのでしょうか?ロケットが宇宙の大きな「迷路」に突入しようとするとき、慣性航法装置を携行するのは当然のことです。これは、高精度の航法と姿勢制御を実現し、積荷を所定の軌道に正確に送り込むための重要な保証です。

当社の長征シリーズの打ち上げロケットは、ミッションの要件に応じて、動的に調整されたジャイロ 4 軸プラットフォーム慣性航法、ストラップダウン慣性航法、空中浮遊ジャイロ プラットフォーム慣性航法など、さまざまなタイプの慣性航法システムを使用します。それぞれに利点があり、最終的な目標はロケットがミッションを成功裏に完了できるようにすることです。ここでは一つ一つ説明しません〜

「慣性航法」の現状はどうなっているのでしょうか？

ナビゲーション業界では、慣性航法はベテランと言えますが、業界内でのその地位は揺るぎないものです。衛星ナビゲーションであれ、無線ナビゲーションであれ、どちらも外部機器の支援が必要です。天文航行も天体の「顔」に依存しているため、すべて「人」のコントロールに左右されることがあります。慣性航法は違います。他の機器に依存せず、外部干渉の影響を受けず、外部に信号を送信せず、「独立性」が最大の特徴です。同時にナビゲーション情報も継続的かつ総合的に出力することができ、まさに技量が詰まっていると言えます。数百年が経過した現在、液体浮遊ジャイロ慣性航法から光学ジャイロ慣性航法、MEMS慣性航法、原子ジャイロ慣性航法、ロケットから飛行機、自動運転車、さらには体性感覚ゲーム機に至るまで、慣性航法は今でも人間の生活のあらゆる側面で活力に満ちています。

ロケットは「慣性航法」を採用しており、確かに「慣れている」とはいえ、それはニュートンが語った「慣性」によるものでもある。ロケットが空に舞い上がり、正確に軌道に乗るたびに、ロケットに搭載された慣性航法装置の静かな働きは切り離せません。影の立役者、慣性航法に拍手を送りましょう！