７０ 宇宙旅行

７０　宇宙旅行　【宇宙旅行】宇宙との対話

７０－１　時間の壁
従来の技術だと・・・
・火星まで５か月。[1]（地球と火星の公転のため往復には2.6年かかる。）[2]
・太陽系から出るのに２０～３０年かかる。
・約４光年離れた一番近い恒星（ケンタウルス座アルファ星）に行くのに３万年かかる。[1]

⇒人間の他の惑星への植民は、機械や電子コンポーネントからなる知的マシンによって実現する。－スティーブン・ホーキング 

⇒ヒトが必要ならば、ＤＮＡ情報から再生することになる。[3]

※人間が発明した乗り物の最高速度は、アポロ10号が記録した111km/s。[4]

７０－２　新推進システム：レーザー推進システム 
：レーザーを宇宙船の帆に当ててその反射により推進する。（太陽風の利用も可能）
：宇宙船に搭載する燃料が少なく、光速の30パーセントにまで加速可能。[1]
：重量100kgの無人宇宙船を火星まで3日で送り込むことができる。（有人宇宙船の場合は1カ月程度）[1]
○課題：
・エネルギー源
・惑星軌道上に基地を設置する必要がある。[5]
・減速のために到着地にも基地を設置する必要がある。

※光速＝300,000km / s

○レーザー推進システムの開発状況
1973～1975年　Mariner 10（米）が太陽風を推力に利用。[6]
2010年　IKAROS（実証機）は、ソーラーセイルによる光子加速を実証し、同年12月に金星フライバイに成功。[7]
2015年　ソーラーセイル宇宙船の実験機「ライトセイルA」（惑星協会（※(The Planetary Society)））が、太陽帆を展開するテストに成功。[8]
2016年　スティーブン・ホーキングとユーリ・ミルナーが約４光年離れた一番近い恒星（ケンタウルス座アルファ星）の探査計画を発表（⇒No.７０－５）

※IKAROS＝= Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun（JAXA）

７０－３　反物質ロケット [4]
・陽電子と電子の「対消滅」を起こして、宇宙船の原動力にする。
・光速の４０％を見込む。
・約４光年離れた一番近い恒星（ケンタウルス座アルファ星）に行くのに10年。 

○有効性の検証が必要：
・反物質の保存そのものが、現在のテクノロジーでは不可能（1gの反物質は、原子爆弾と同じ破壊力）。
・最も近い恒星に向かう旅に必要な反水素は約17gだが、反物質1gをつくるコストは約1,000億＄。

７０－４　星船 [9]
：太陽系以外の惑星に航行する宇宙船。

○星船の条件
人類が光速で長期の宇宙旅行をするには、次の条件を満たす必要がある。
１） 丈夫な殻を持つ。・・・必ずしも堅い必要はない。
２） 放射線を遮断する。
３） 重力を得る。

⇒このことから、星船は惑星を宇宙船に改造したもの（：惑星型宇宙船）と想定される。

７０－５　恒星探査計画 ：Breakthough Starshot [10]
○2016年　スティーブン・ホーキングとユーリ・ミルナーが約４光年離れた一番近い恒星（ケンタウルス座アルファ星）の探査計画を発表
○数グラムのミニ探査機をソーラーセイルで光速の20％に加速する。
○探査機はケンタウルス座アルファ星に20年で到達する。
○ただし、レーザー推進システムの開発に数十年要する。（エネルギー源は核融合（⇒No.７２））

20160412　NY (c)AFP/TIMOTHY A. CLARY

○ちなみに、ケンタウルス座アルファ星はおよそ25,000年後には3光年まで接近する。

７０－６　宇宙旅行のレベル
レベル１　ロケット（現在）
レベル２　生産設備を搭載した宇宙船
レベル３　ＧＡＩ搭載の星型宇宙船（スターシップ（星船：Starship））と光通信
レベル４　光通信・・・！

⇔Ｎｏ．７５－４　宇宙太陽光発電システム

【参　照】
1. NASAのレーザー推進なら、火星に3日で到達できる
http://wired.jp/2016/02/26/laser-propulsion-system/
2. 火星往復が3ヵ月、プラズマビームの新推進システム
http://wired.jp/2004/10/20/%E7%81%AB%E6%98%9F%E5%BE%80%E5%BE%A9%E3%81%8C3%E3%83%B5%E6%9C%88%E3%80%81%E3%83%97%E3%83%A9%E3%82%BA%E3%83%9E%E3%83%93%E3%83%BC%E3%83%A0%E3%81%AE%E6%96%B0%E6%8E%A8%E9%80%B2%E3%82%B7%E3%82%B9%E3%83%86/
3. Ｎｏ．３８　脳
4. 宇宙旅行を実現する「反物質エンジン」
http://wired.jp/2016/03/19/kickstarter-per-sviluppare/
5. 宇宙探査機のためのレーザー基地衛星
http://www.satcon.jp/history/prize20/pdf/20_13.pdf
6. Mariner 10
http://solarviews.com/eng/marin10.htm
7. Wikipedia：太陽帆（たいようほ、ソーラーセイル）
8. ソーラーセイル宇宙船「ライトセイル」が宇宙で太陽帆の展開に成功
http://gigazine.net/news/20150610-lightsail/
9. Wikipedia：恒星船
http://metamorphose-planet.blog.so-net.ne.jp/2012-08-29
10. AFP BB ニュース
http://www.afpbb.com/articles/-/3083836?page=2