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宇宙エレベーター:賛否両論、そして日本企業は宇宙エレベーターを建設しようとしている

宇宙エレベーター:賛否両論、そして日本企業は宇宙エレベーターを建設しようとしている

大林組が提案する宇宙エレベーターの概念図。
提供:大林組

  • 宇宙エレベーターがあれば、火星など他の惑星へ物資をより安く、より速く輸送できるようになるかもしれない。
  • 日本に拠点を置く大林組は2012年に来年までに建設を開始する計画を発表した。
  • 1,000 億ドルの費用がかかるだけでなく、技術上および規制上の大きな課題もあります。

地球と宇宙を結ぶ長いテザーを想像してみてください。そうすれば、わずかなコストで私たちを軌道に乗せ、記録的な速さで他の世界に輸送できるでしょう。

これが宇宙エレベーターの基本的な考え方です。

科学者たちは、火星に到達するのに 6 ~ 8 か月かかる代わりに、宇宙エレベーターを使えば火星に到達できると推定しています。 3~4ヶ月 あるいは同じスピードでも 40日

宇宙エレベーターの概念は新しいものではありませんが、そのような構造物を設計するのは簡単ではなく、技術以外にも多くの問題が立ちはだかります。

そのため、本格的に構築しようという野心が生まれたのはごく最近のことです。

日本に本拠を置く大林組は、その経験があると信じている。

日本は2050年までに宇宙エレベーターの建設を目指す

日本のスカイツリータワーは高いですが、宇宙エレベーターの大きさには及びません。
ロイター/共同通信

世界一の高層タワー「東京スカイツリー」の建設で知られる大林組は、2012年に自社の宇宙エレベーターを使ってさらに高い高さに到達すると発表した。

同社は同年の報告書で、1000億ドル規模のプロジェクトの建設を2025年までに開始し、早ければ2050年に操業を開始する可能性があると述べた。

2025年に向けてプロジェクトがどのように進むのかを知るために、このレポートを執筆した同社の未来技術創造部門の一員である石川祐司氏に話を聞いた。

石川氏は、同社が来年建設に着手する可能性は低いとしながらも、現在は「研究開発、予備設計、パートナーシップ構築、プロモーションに取り組んでいる」とBusiness Insiderに語った。

そのような構造を作る可能性を疑問視する人もいます。

「それはちょっと奇妙なアイデアだった」と本を出版したクリスチャン・ジョンソンは語った。 レポート らは昨年、査読誌「Science Policy & Governance」で宇宙エレベーターについて報告した。

「しかし、これに本当に同意し、本当に実現したいと考えている本物の科学者もいます」とジョンソン氏は語った。

より安価な宇宙への道

宇宙エレベーターは、地球の軌道空間の間にテザーを作成することを含む概念です。
マーク・ガーリック/サイエンス・フォト・ライブラリー(ゲッティイメージズ経由)

ロケットを使って人や物体を宇宙に打ち上げるには、非常に費用がかかります。 たとえば、NASA は、アルテミスの 4 回の月面ミッションにかかる費用は 41 億ドルと見積もっています。 打ち上げごとに

その理由はロケット方程式と呼ばれるものです。 宇宙に行くには大量の燃料が必要ですが、燃料は重いので必要な燃料の量も増えます。 「つまり、ある種の悪循環がそこにはあるのですね」とジョンソン氏は語った。

宇宙エレベーターでは、ロケットも燃料も必要ありません。

いくつかの設計によれば、宇宙エレベーターは軌道上に貨物を輸送します 電磁車両 彼は登山者たちに電話をかけた。 これらのクライマーは遠隔操作できます。 太陽エネルギーまたはマイクロ波エネルギーにより、船上で燃料を使用する必要がなくなります。

石川氏は大林組への報告書の中で、このタイプの宇宙エレベーターは物資を宇宙に輸送するコストを1ポンド当たり57ドルまで削減できる可能性があると書いている。 最後 見積り 宇宙エレベーター全般について 価格を1ポンドあたり227ドルに設定します。

スペースX社のファルコン9ロケットでさえ、1ポンド当たり約1,227ドルと最も安価に打ち上げられるロケットの1つであるが、依然として宇宙エレベーターの最高コスト見積もりよりも約5倍高価である。

コスト以外にもメリットはあります。

ジョンソン氏は、ミサイルが爆発する危険性はなく、登山者は排出ガスのない車両に乗ることもできると述べた。 大林組のクライマーは時速 124 マイルという比較的遅い速度で、ロケットよりもゆっくりと振動が少なく移動するため、敏感な機器には適しています。

石川氏は、大林組は宇宙エレベーターを全人類に利益をもたらす新しいタイプの公共事業だと考えていると述べた。

地球上には宇宙エレベーターを作るのに十分な鉄がありません

クライマーとして知られる乗り物は、惑星間で物品や人を輸送します。
Victor Habeck/サイエンス イメージ ライブラリ/ゲッティ イメージズによる洞察

現在、宇宙エレベーターの建設における最大の障害の 1 つは、ロープやチューブの材質です。

パイプが受ける巨大な応力に耐えるために、パイプが鋼鉄などの一般的な材料で作られている場合、非常に厚くする必要があります。 しかし、 「鉄で造ろうとすると、地球上にあるものよりも多くの鉄が必要になるだろう」とジョンソン氏は語った。

石川氏の報告書は、大林組の会社がカーボンナノチューブを使用している可能性があることを示唆した。 ナノチューブは、鉛筆に使用される材料であるグラファイトのコイル状の層です。

ジョンソン氏は、鉄よりもはるかに軽く、張力がかかっても壊れる可能性が低いため、宇宙エレベーターはさらに小型になる可能性があると述べた。 しかし、落とし穴があります。

ナノチューブは非常に強力ですが、非常に小さく、直径はわずか 10 億分の 1 メートルです。 そして 研究者たちはそれほど長くはかかりませんでした。 ただ一番長いです の上 2フィート。

テザーのバランスが適切に保たれ、静止軌道(物体が地球の自転と同期した状態を保つ軌道)に到達するには、テザーの長さは少なくとも 22,000 マイルでなければならない、と石川氏は報告している。

「つまり、我々はそこにはいないのです」とジョンソン氏はナノチューブの長さについて語った。 「しかし、それは不可能だという意味ではありません。」

その代わりに、研究者はまったく新しい材料を開発する必要があるかもしれない、と石川氏は言う。

その他の障害物

大林組の宇宙エレベーターは沖合にある陸上港に接続されます。
提供:大林組

材質が何であれ、まだ別の問題があります。

例えば、ジョンソン氏は、宇宙エレベーターのロープには信じられないほどの圧力がかかるため、破損しやすいだろうと述べました。 落雷により蒸発する可能性があります。 ハリケーン、モンスーン、台風など、他の天候も考慮する必要があります。

ジョンソン氏は、テザー基地を赤道に設置すればハリケーンの可能性は減るが、テロリストの標的をより困難にするためには依然として外洋に設置する必要があると述べた。 彼は言った。

また、この莫大な建設費を補うためには、多くの旅行が必要になります。

これは課題の表面をなぞっただけです。 すべての問題を 1 つの企業で解決できるわけではないと石川氏は述べた。 「我々にはパートナーシップが必要だ」と彼は言った。 「私たちにはさまざまな産業が必要です。」

「もちろん、資金集めは絶対に必要です」と石川氏は言う。

特に石川氏は建設には25年かかると見積もっているため、2050年の運転に間に合うように建設を開始するには、乗り越えるべき多くのハードルがある。 同氏は、2050年の予測には常にテクノロジーの進歩に関する警告が伴うと指摘した。 「それは私たちの目標でも約束でもない」と同氏は語ったが、同社は依然としてその日を目指している。

「明日には突破口があると仮定したとしても、この時間の見積もりは楽観的だと思う」とジョンソン氏は語った。

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