エレベーターで火星へ行く？この夢は遠くない

エレベーターに乗り、上ボタンを押すと宇宙に行けます。かっこいいと思いませんか？

11月21日、科技日報は2面に「エレベーターで火星へ？夢はそう遠くない」と題する記事を掲載した。

記事は、11月18日から20日に開催された2022年宇宙技術の平和利用に関する国際シンポジウム（健康）で、国際宇宙エレベーターコンソーシアムの会長で国際宇宙航行アカデミーの院士であるピーター・スワン氏が、将来的には宇宙エレベーターが恒久的な物流インフラとして宇宙に物資や人員を輸送できるようになり、宇宙に入るための新たな経路になると提案したと指摘している。

宇宙エレベーターがあれば、火星まで行くのに61日しかかからないかもしれない

宇宙エレベーターを建造する原理は複雑ではありません。長いケーブルが天と地の間に張られており、一方の端は地球の赤道上の海に固定され、もう一方の端は静止軌道上のカウンターウェイト（衛星や宇宙ステーションなど）を「つかんで」います。ケーブルに沿って、機械（宇宙エレベーターの乗り物）が上下に移動できます。

現在の設計によれば、宇宙エレベーターの重量は約20トンで、上昇速度は時速約200キロメートルです。今後はケーブルが長くなり、車の上昇速度が上がることで、静止軌道に8日、月に14日、火星に61日で到達すると予想されています。 ”

ロケット輸送と比較すると、宇宙エレベーターは太陽エネルギーで駆動され、ロケットの打ち上げのように大量の化学燃料を消費しません。したがって、環境に優しく、コストが低く、再利用率が高くなります。そのため、「グリーンスカイロード」とも呼ばれています。

そして、宇宙エレベーターが宇宙ゴミを生み出す可能性は極めて小さいのです。科学者たちは、2020年1月の時点で、10センチメートルを超える宇宙ゴミが29,000個、1ミリメートルを超える宇宙ゴミが1億7000万個以上存在することを発見した。これらの破片は宇宙環境を深刻に汚染します。

さらに、宇宙エレベーターを使った物資輸送のコストは1キログラムあたり約500ドルで、ロケットを使うよりも安価です。

スワン氏は、将来、人類は火星や月に村を建設するために大量の物資を宇宙に打ち上げる必要があると考えている。恒星間旅行も大いに期待されており、宇宙エレベーターは商業的に非常に競争力があります。

しかし、ロケットの打ち上げは中止されないだろう。ロケットは宇宙エレベーターよりも高速で、放射線帯を素早く横断できるため、相補性を実現するために「宇宙エレベーター＋ロケット」の輸送方法を使用することを提案する人もいます。

宇宙エレベーターを貨物船と考えると、ロケットは貨物飛行機です。

設計は実現可能だが、実践にはまだ課題がある

宇宙エレベーターの夢は古くからある。 1895年、ロシアの科学者コンスタンチン・ツィオルコフスキーはエッフェル塔を見て宇宙エレベーターのアイデアを提唱しました。 SF界の巨匠アーサー・クラークも、小説『楽園の泉』の中で宇宙エレベーターについて描いています。しかし、技術的な障害のため、宇宙エレベーターは長い間、概念段階にとどまっていました。

航空宇宙技術の継続的な発展により、宇宙エレベーターを建造する可能性が高まっています。材料面では、カーボンナノチューブと超強力グラフェンが宇宙エレベーターのケーブルを製造するための理想的な材料であると考えられています。設計に関しては、科学者たちは現在、比較的安定しており合理的な科学的設計計画を8つ提案しています。工学面では、いくつかの国の科学者が小規模な実験を実施し、徹底的な検証の準備を進めています。

もちろん、理論、技術、工学の面では依然として多くの課題が残っています。動力学・制御法、新素材の研究開発、設備の設計・構築など。

「天宮教室」第3回授業を観る生徒たち

科学者や技術者が答えるべき詳細はまだ多く残っています。宇宙エレベーターの車両にはどのような駆動モードを選択すべきでしょうか?重力の影響を克服するにはどうすればいいでしょうか?ケーブルはどのようにして高エネルギー宇宙線の衝撃に耐え、効果的に揺れを抑えるのでしょうか?エレベーターが宇宙ゴミや隕石にぶつかったらどうすればいいのでしょうか...

科学者たちは、宇宙エレベーターが2035年頃に最初の運用を開始すると予測している。宇宙エレベーターを人の輸送に使用するには、安全性と実現可能性を確保するためのさらなる検証が必要になるだろう。 2045年頃までは実現できないかもしれませんが、まだ明確なスケジュールはありません。

Shao Ting 氏、Chengshi Interactive の研修記者

コンテンツ概要: 科技日報、2ページ

画像提供：新華社