じじぃの「イオンエンジン・イカロスの帆・夢のソーラーセイル・レーザー推進!宇宙の裏側がわかる本」

HAYABUSA Probe Mission overview CG/ JAXAはやぶさCG》 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=2B0UI5RVHrM
小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=7_6HOqBkP2o
The Difficulties of Interstellar Travel, or How the Hell do I Calculate the Way Home? 動画 YouTube
http://www.youtube.com/watch?v=G7CwbCEwT_c
レーザー推進 Google 検索
https://www.google.co.jp/search?q=%E3%83%AC%E3%83%BC%E3%82%B6%E3%83%BC%E6%8E%A8%E9%80%B2&tbm=isch&tbo=u&source=univ&sa=X&ei=FNbUUfLhDIXslAXY9ICIBg&ved=0CEAQsAQ&biw=982&bih=626
SFでおなじみ「くじら座タウ星」、生命の存在はあまり期待できない 米研究 (追加) 2015年04月23日 ITmedia ニュース
数々のSF作品に人類の移住先などとして登場する「くじら座タウ星」(タウ・ケチ)だが、生命の存在はあまり期待できない──米アリゾナ州立大学の研究チームがこんな残念な研究結果を発表した。
タウ・ケチは11.9光年離れた“ご近所”の恒星。太陽より小さいがスペクトル型はよく似ている(G型主系列星)といったこともあり、「スター・トレック」やハインラインなどの作品のほか、日本でも漫画「2001夜物語」、小説「ミニスカ宇宙海賊」など数々の作品で舞台として登場。地球外知的生命探査(SETI)のオズマ計画でも対象に選ばれた。
 2012年には5つの惑星が見つかった。そのうち「e」と「f」という2つの惑星は、生命が存在しうる「ハビタブルゾーン」にあると推定された。
http://www.itmedia.co.jp/news/articles/1504/23/news092.html
レーザー推進 ウィキペディアWikipedia)より
レーザー推進とは、そのエネルギー源として外部からのレーザーまたはメーザーによるエネルギー供給を用いる、航空機あるいは宇宙船の推進方法。また、同様の発想で、外部からの荷電粒子等のビームを用いるビーム推進というアイデアもある。
宇宙船本体にエネルギー源を搭載しないため、船の軽量化や、燃料の量に依存しない飛行も可能となる。だが、実用化には大出力レーザーの開発や、精度の高いポインティング技術が必要となる。
【恒星間飛行への利用】
十分に収束率の高いレーザーを発生させることができれば、恒星船の動力源として利用できる可能性もある。ただし目的地の星系にレーザー送信施設がない場合、どうやって減速するかという問題が生じる。
物理学者でSF作家でもあるロバート・L・フォワードは、目的地に近づくとソーラーセイルの外周部を宇宙船から切り離し、外周部セイルで反射したレーザーを逆方向から内周部セイルに当てて減速するというアイデアを提唱している。

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『宇宙の裏側がわかる本―あなたの常識がくつがえる!? 太陽系の姿から宇宙誕生の秘密まで』 宇宙科学研究倶楽部/編 学研パブリッシング 2012年発行
探査機はどうやって進んでいるのか? (一部抜粋しています)
地上でも空中でも、そして宇宙でも、物体が前方に進むのは(作用・反作用の法則)によるものだ。地上では、自動車はタイヤが回転して地面を押し(作用)、その反作用で前に押しだされる。空を飛ぶジェット機は、吸い込んだ空気を圧縮・燃焼させ、後方に吹きだすことで推力を得て前に進む。だが、宇宙では地面(との摩擦)も、(推進剤としての)空気も利用できない。その代わり、空気のような抵抗がほとんど存在しないため、非常に小さな力であっても、なんらかの作用を加えることができれば、その反作用で進むことができるのだ。
探査機などの宇宙機が地球周回軌道、あるいは特定の天体を目指す軌道に乗るまでは、打ち上げロケットの推力を借りることができるが、いったん打ち上げがロケットから分離した後は、宇宙機自身がなんらかの方法で推力を出さなければならない。
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宇宙機が推進するための、一般的な方法は、推進剤(燃料)を放出する方法だ。推進剤の量が多ければ、それだけ大きな推力を得られて速度も速くなるが、その分宇宙機の質量も大きくなり、スペースも必要になる。
そこで、少ない燃料で長時間効率よく進むための方法として生まれたのが、電気エネルギーを利用した電気推進である。小惑星探査機「はやぶさ」にも搭載されたイオンエンジンは、電気推進の代表例だ。
イオンエンジンは、アルゴンやキセノンといったガスをイオン化し、電気の力で後方に押しだすことで推力を得る。その推力は10mN(ミリニュートン)程度と非常に小さいが、効率がよいため推進剤は少なくてすむ。本体のサイズが約1メートル X 約1.6メートル X 約2.1メートルという小さな「はやぶさ」が7年の歳月をかけ、延べ60億キロもの荘大な旅をつづけられたのも、イオンエンジンのおかげだったといえるのだ。
宇宙機にとって、推進剤は必要不可欠なものだが、推進剤を必要としないソーラーセイル(太陽帆)宇宙機というアイデアもある。「宇宙ヨット」という別名がついていることからもわかる通り、海に浮かぶヨットが帆に風を受けて進むように、ソーラーセイルは広げた帆に太陽の光を受けて宇宙を進むのだ。また、帆の角度を変えれば進む方向を変えることもできるため、推進剤がいらない夢の宇宙機だ。
ソーラーセイルのアイデア自体は古くからあり、実現に向けての試みは何度も行われてきた。そして、2010年5月に打ち上げられた日本の小型ソーラー電力セイル実証機「イカロス」が、世界初の太陽光による推進に成功し、その後、金星までの飛行にも成功している。
イカロス」の快挙から半年後、NASAの小型ソーラーセイル実験機「ナノセイル-D」も、地球周回軌道上での帆の展開と飛行に成功した。人類は今、着々とソーラーセイル技術を習得しつつあるのだ・
イカロス」は太陽光の力で飛ぶが、同時に薄い帆に配置された薄膜太陽電池で発電も行っている。JAXAでは将来、ソーラーセイルとイオンエンジンを組み合わせて木星圏まで到達する計画だ。「イカロス」の帆は約14メートルの正方形だが、木星探査ソーラーセイルの帆は直径50メートルほどになると考えられている。
太陽光を利用したソーラーセイルでは木星圏到達が限界だが、ソーラーセイルの技術を発展させたアイデアもある。太陽光の代わりに、大出力のレーザービームでソーラーセイルを押しだす「レーザー推進」だ。レーザー推進なら、時間はかかるが恒星間航行も夢ではないのだ。

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どうでもいい、じじぃの日記。
ぼけっと、『宇宙の裏側がわかる本―あなたの常識がくつがえる!? 太陽系の姿から宇宙誕生の秘密まで』を見ていたら、「探査機はどうやって進んでいるのか?」があった。
「太陽光を利用したソーラーセイルでは木星圏到達が限界だが、ソーラーセイルの技術を発展させたアイデアもある。太陽光の代わりに、大出力のレーザービームでソーラーセイルを押しだす『レーザー推進』だ。レーザー推進なら、時間はかかるが恒星間航行も夢ではないのだ」
子どもの頃、夢見たタイムマシン。
タイムマシンでなくとも、恒星間航行が不可能ではなくなった時代になったのかなあ。
こんなんだったら、もう少し後から生まれりゃあ、よかったのかなあ。
ちなみに、太陽に一番近い恒星は「くじら座タウ星」で、約12光年かかるそうです。