ヘリコプターが空中でホバリングし続けたら地球の自転で移動する？宇宙から見た動きを解説

ヘリコプターやジェット機が燃料切れを気にせず、同じ場所で永遠に空中停止できるとしたらどうなるのでしょうか。「地球が自転しているなら、空中に浮いている間に地球だけが回って、別の場所へ移動できるのでは？」と考える人もいます。

しかし、実際には単純に地球の下だけが回転して置いていかれるわけではありません。この記事では、空中でホバリングした場合に何が起こるのか、地球の自転や大気の動きとの関係からわかりやすく解説します。

地球は自転しているが空気も一緒に動いている

地球は約24時間で1回転しています。例えば赤道付近では、地表は時速約1700kmもの速さで回転しています。

しかし、地上にいる人や建物、海、そして大気も基本的には地球と一緒に回っています。そのため、私たちは地球の高速な回転を感じることがありません。

ヘリコプターが地面から離れて空中に浮いた場合も、離陸した瞬間にはすでに地球と同じ回転速度を持った空気の中にいます。そのため、空中で止まっているように見えても、実際には地球の自転に合わせて移動しています。

例えば、地球上のある場所でヘリコプターが垂直に上昇したとします。このときヘリコプターは、地上にいた時の東向きの速度をそのまま持っています。

地球が回転しているからといって、ヘリコプターだけが突然回転を失うわけではありません。これは、電車の中でジャンプしても後ろに飛ばされないのと同じ理由です。

走っている電車の中では、乗客も電車と同じ速度で移動しています。そのため真上にジャンプしても、電車だけが進んで乗客が取り残されることはありません。

理論上、空気の影響を受けず、地球の自転速度を利用するなら位置の変化は起こります。ただし、現実の地球では大気も回転しているため、そのような状況にはなりません。

例えば、高高度まで上昇すると地球の自転による速度差を利用した現象が少し現れます。人工衛星やロケットでは、地球の自転速度を利用して打ち上げる方向や場所を工夫しています。

特に赤道付近から東向きにロケットを打ち上げると、地球の自転速度を利用できるため、少ないエネルギーで軌道へ到達しやすくなります。

ジェット機は空中で停止することはできませんが、もし特殊な技術で空中停止できたとしても、基本的にはヘリコプターと同じように地球の大気と一緒に移動します。

ただし、飛行機は風の影響を受けます。例えば偏西風やジェット気流によって、地面から見た速度は大きく変化します。

つまり、地球の自転そのものよりも、実際の航空機の動きでは大気の流れや風の影響のほうが大きな要素になります。

地球の大気の外、宇宙空間で地球に対して動かずに停止した場合は状況が変わります。

宇宙空間で地球の自転と無関係な位置に静止すると、地球の表面は下で回転していきます。このような状態に近いものが人工衛星の軌道計算で考えられる慣性系の動きです。

ただし、地球の近くでは重力の影響を受けるため、単純に空中停止し続けることはできません。人工衛星は落下し続けながら地球を回ることで、結果的に宇宙空間にとどまっています。

ヘリコプターが燃料無制限で同じ場所にホバリングできたとしても、地球だけが回転して下を通り過ぎるようなことにはなりません。

理由は、ヘリコプターも周囲の空気も、離陸する前から地球の自転速度を持っているためです。空中に浮いた後も、その速度を維持したまま地球と一緒に移動します。

地球の自転を利用して移動するには、大気の影響を離れた宇宙空間など、別の環境を考える必要があります。身近な航空機の動きにも、地球規模の物理法則が関係しているのです。