７１ エネルギー

７１　エネルギー　【宇宙旅行】宇宙との対話

７１－１　比較
・電子ニュートリノの質量：4.0*10^-19 J [1]
・陽子の質量：1.5*10^-8 J [2]
・ヒッグス粒子の質量：2.0*10^-8 J [3]
・地球表面で地表から1メートルの高さにあるリンゴ (102 g) が持つ位置エネルギー：1 J [4]
・脳の消費エネルギー：1.67*10^6 J／日
・質量1kgの物体が太陽系から脱出するために必要な運動エネルギー：1.9*10^11 J [4]
・人類史上最大の核兵器が爆発したときに発したエネルギー（ツァーリ・ボンバ、1961年）：2.5*10^17 J [4]

７１－２　ダイソン球：星のエネルギー利用 [4]
○アメリカの宇宙物理学者、フリーマン・ダイソンが1960年提唱した。
○恒星を卵の殻のように覆い、そのエネルギーのほとんどを利用する仮説上の人工構造物。
○ダイソン球を発見すれば、高度な文明を持つ宇宙人が存在することを確認できる。
○また、技術開発の方向を知ることが出来る。
○地球から1,480 光年離れた恒星KIC 8462852は、不自然な赤外線を発していることから、ダイソン球である可能性がある。[5][6] [7]
○なお、SETIの科学者がアレン・テレスコープ・アレイで1-10GHzの電波を調べたものの、人工的な信号を見出すことはできなかった。[8]

※ダイソン球のイメージ[5]

７１－３　エネルギーの利用レベル：カルダシェフ・スケール[8][9]
○ニコライ・カルダシェフは、高度に発達した宇宙文明を3つの段階に分けている。
第１段階　一つの惑星上で得られる全エネルギーを利用する文明≒4.0*10^12 J/s
第２段階　一つの恒星系で得られる全エネルギーを利用する文明≒4.0*10^26 J/s
第３段階　一つの銀河系で得られる全エネルギーを利用する文明≒4.0*10^37 J/s

○マイケル・ギャレットは、中赤外による地球外文明探索の結果、第３段階の文明は非常にまれか、存在しないと報告している。(2015年8月) [9]

○到達期間 [8]
第１段階　100～200年
第２段階　数千年
第３段階　10万～100万年

７１－４　宇宙太陽光発電システム（SSPS：Space Solar Power Systems）[11]
○JAXAは2030年の商用化を目標にしている。

○要素技術
・宇宙空間に太陽光パネルを展開し、マイクロ波もしくはレーザーにより地上に送る。
　※ただし、レーザーの場合は天候の影響を受ける。
※受信局は海上等に設置。

○コスト
・100万kw（原発１基分）の施設(2030年設置)の場合[11]
輸送費：5兆円
建設費：1.3～2兆円
維持管理費：340億円／年

※太陽光パネルは2km四方。
※発電コスト8円/kwhを達成するためには輸送費を今の50分の1にまで下げる必要がある。
※原発1基の建設費は数千億円だが、日本の場合、最終処分場はない。


○関連
・ソーラーセイル⇔Ｎｏ．６６－５　恒星探査計画

【参　考】
1. Wikipedia：ニュートリノ
1. Wikipedia：ヒッグス粒子
2. Wikipedia：陽子
3. Wikipedia：ダイソン球
4. MARK PRIGG FOR DAILYMAIL.COM(October 2015)
http://www.dailymail.co.uk/sciencetech/article-3271546/Have-researchers-alien-MEGASTRUCTURE-Researchers-reveal-bizarre-star-say-huge-unknown-object-blocking-light.html
5. Ｎｏ．９６　宇宙人との交信
6. Wikipedia：KIC8462852
7. “あのダイソン球と騒がれた星の謎がまた復活”at GIZMODO
http://www.gizmodo.jp/2016/08/kic-8462852-got-more-mysterious.html
8. Wikipedia：Kardashev scale
9. Wikipedia：宇宙太陽光発電
10. 産経ニュース”「馬鹿げた計画」酷評「宇宙太陽光発電」　ＮＡＳＡが手を引いても開発続ける「技術立国日本」の意地”2015年3月
http://www.sankei.com/premium/news/150327/prm1503270001-n3.html