ⰧⰊⰧ Intermiussion/幕間 =狂(きょう)の出来事=平成5年02月15日<ⰧⰊⰧ
☆★ 西郷隆盛とそのゆかいな仲間たちが、明治維新Ver.2.0を実現すべく鹿児島を後にする(1877年=西南戦争開戦)。☆★ アメリカ軍がイタリアで文化財を破壊(1944年=モンテ・カッシーノの戦い)、自分たちが焼かれなかったのはただの気まぐれと全京都が恐怖した。☆★ 国民に馬鹿が増えたため、イギリスはポンドを12進法や20進法から10進法の単純なものに(1971年)。
本日記載附録(ブログ)
「やればやるほど難しい」と頭を抱えて“宇宙エレベーター”開発に挑む民間企業のプロジェクト・リーダー
宇宙へ行く方法といえばロケット。だが、ずっとコストのかからない方法が何かあるはず
民間企業ながら専門のプロジェクトチームを立ち上げ、宇宙へ階をかけ始め、登り初めた……
【この企画はWebナショジオ】を基調に編纂(文責 & イラスト・資料編纂=涯 如水)
研究者から「一番現実味がある構想」と評価される構想を建設会社(大林組)が行なう!!
石川洋二(05) ◇◆ 第2回 宇宙エレベーターの「支柱」は1.38mm! =2/3= ◆◇
夢物語だった宇宙エレベーターがにわかに現実味を帯びてきたのが、1991年のことだ。
「NEC筑波研究所にいた飯島澄男さんがカーボンナノチューブを発見したのがきっかけですね。炭素の結晶が管の形につながったもので、今の一番強い鋼鉄の100倍ぐらいの強度が期待できます。これはものすごく広い分野に衝撃を与えた発見なんですが、当時、宇宙エレベーターに興味をもっていた研究者も飛びつきました。これなら理論上は、数万キロの長さのケーブルが自重で切れてしまわずにすむと」
ここで言われる強度というのは、自身の重さに比べてどれだけの引っ張り力に耐えられるか、というふうに考えてもらうといい。通常の建築物だと、重みに押し潰される力に耐える必要があるのだが、宇宙エレベーターの場合は逆で、遠心力によって引っ張られるのに耐えなければならない。
「我々の最終的な目標は、ペイロード(荷物)70トンを積んだ総重量100トンのクライマー、つまり100トンの乗り物が昇っていけるケーブルをつくりたいんです。それで計算すると、長さが10万キロで、重さが7000トンのカーボンナノチューブのケーブルをつくらなきゃいけない。これ驚かれますが、厚さが1.38ミリメートル、幅も最大の部分で4.8センチメートルしかありません」
非常に薄いリボンのようなものが、10万キロにもわたって地上から伸びる。いったいどうやってそんなものを作るのか。
「やはり、地球からスルスルと伸ばすのは無理で、静止軌道から降ろしてくるのが一番有利なんですね。だから、基本的には高度3万6000キロメートルの静止軌道まで運んで、そこから降ろしてくる。降ろしながら静止軌道の外側にもケーブルを伸ばしていく。静止軌道を重心にしてバランスをとりながら、地球側に降りてきたものを捕獲すると。それが基本形なんですね。実はこれはエドワーズ博士という宇宙エレベーターの第一人者の発想です。私たちはその施工過程に私たちなりの数値的な裏付けを加えて詳細に設計したんです」
地上から塔を作るのとはまったく違う。
静止軌道は、ご存じの通り、地球上からみて、人工衛星などが静止して見える軌道だ。つまり、地球の自転の角速度と、静止軌道上にあるものの角速度が一致する。ほかの高さだと、地上からみて静止してくれないので、ケーブルを降ろすにもこまったことになる。
ただし、静止軌道は3万6000キロメートルと、とても遠い。そこに7000トンものケーブルを打ち上げるのはどうだろう。400キロの低軌道で何10回もスペースシャトルを往復させて作った国際宇宙ステーションですら390トン程度なのだ。
「やはり、静止軌道にいきなり7000トンなんて打ち上げられないですよね。だから、最初に今のロケットで打ち上げられる最大の重さ大体20トンくらいの細いケーブルを建設用の宇宙船とともに静止軌道に運びましょうと」
つまり、20トンで10万キロメートルもあるケーブルだ。非常に薄く軽い。石川さんが想定しているこのケーブルは、幅は最大部で4.8センチあるものの、なんと4ミクロンという驚異の薄さである。それをガイドケールブル的に地球に下ろす。地上から見れば、垂れてくるのはまさに「蜘蛛の糸」だ(切れたらこまるが)。
・・・・・・明日に続く
…… 参考資料: 地球と宇宙をつなぐ「宇宙エレベーター」の実現へ!(5/6) ……
―宇宙エレベーターの研究開発における課題はどのようなものがあるのでしょうか。
石川氏 様々ありますが、代表的なものを3つ挙げると、長いカーボンナノチューブの製造、クライマーの開発、クライマーへの電力供給です。
―1つずつ伺いたいと思います。そもそも、宇宙エレベーターのケーブルはなぜカーボンナノチューブでなくてはいけないのでしょうか。
石川氏 宇宙エレベーターというアイデア自体は古くからありました。ただ、重力と遠心力が釣り合って倒れないとはいえ、この両方の力でケーブルが強く引っ張られるわけですから、その引っ張りの力には耐えられなくてはいけません。ならばケーブルを頑丈にたくさん補強すればいいかというとそれではだめで、重力も遠心力もケーブル自体の重さに比例するので、強いかつ軽い素材が必要です。しかし、十分な強さと軽さを兼ね備えた素材が存在しなかったため、宇宙エレベーターのアイデアは夢物語にすぎませんでした。ところが、十分な強さと軽さを持ったカーボンナノチューブが1991年に発見され、宇宙エレベーター実現の可能性が生まれました。
―なるほど。カーボンナノチューブは、宇宙エレベーターを実現するための唯一の素材なのですね。
石川氏 はい。ところが、長いカーボンナノチューブを製造する技術はまだなくて、現在用いられているカーボンナノチューブは、リチウムイオン電池を長持ちさせる添加剤としての用途が多いのですが、長いケーブルとしての用途はありません。私たちはケーブルが欲しいので、これを特注で化学メーカーにオーダーしなくてはなりませんし、まだその技術もないというところですね。
―クライマーの開発というのはどのような課題でしょうか。
石川氏 10万kmも登ったり下ったりするクライマーというのは、動きは単純かもしれませんが、それを実現するのはとても大変です。日本に宇宙エレベーター協会というものがあり、宇宙エレベーターチャレンジを毎年やっています。このコンペティションでは、気球でたとえば1kmの上空から通常のケーブルを垂らし、参加者は開発したクライマーを持ち寄ってそのケーブルを登ったり下ったりします。しかし、最大でも1kmを何往復かできる程度で、10万kmには桁違いに足りません。
―なるほど。3点目の電力供給というのはどういう課題でしょうか。
石川氏 冒頭で述べたように、ロケットとは違って推進剤を搭載しなくてよいというのが宇宙エレベーターの利点です。宇宙太陽光発電か、地上設備で発電した電力を、ケーブル上にあるクライマーに送る必要があり、いま考えているのは無線で送るというものです。数万キロの距離を無線で電力伝送する技術を実現しなくてはなりません。この技術は、宇宙太陽光発電の分野で、宇宙で発電した電力を地上に送電するという技術の研究と共通するものですね。
―どれも、スケールがあまりに大きいからこその課題という感じがしますね。ちなみに、スペースデブリがケーブルに当たる危険はないのでしょうか。
渕田氏 かなり細い構造物ですから、当たる確率は相当低いと思います。ただ、万一当たったら大きな損傷になりますので、かわす手段も考えています。
・・・・・・明日⑥に続く
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=宇宙エレベーター建設構想(説明)=
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