1: 伊勢うどんφ ★ 2014/03/07(金) 17:59:55.54 ID:???
 軌道に使われるケーブルを地上と結ばず、両端を宇宙空間に置くことで、高周回軌道へ物体を送り込むコストを40%カットできる

 “蜘蛛の糸”をたどって月へ旅することも可能になるのだろうか? 人工衛星を静止軌道に運ぶ「部分的な」宇宙エレベーターが、その端緒となるかもしれない。
 軌道に使われるケーブルを地上と結ばず、両端を宇宙空間に置くことで、高周回軌道へ物体を送り込むコスト を40%カットできるという、新たな研究成果が発表された。

 SF界の巨匠、アーサー・C・クラークが1979年に刊行した小説『楽園の泉』に触発され、複数の科学者が、か なり以前から完全版の宇宙エレベーターの構想について研究を続けている。
これは地球の赤道上に位置する地点 から宇宙空間に向けて、月との距離の4分の1ほどの長い軌道を設置するというものだ。
これに対し、今回提言さ れた部分的な宇宙エレベーターは、長さは完全版の半分以下で、地上と直接結ばれている必要もない。

「完全版の宇宙エレベーターと並行して、部分的な宇宙エレベーターについてもさらに検討を進める価値がある のは間違いない」と、宇宙工学者のスティーブン・コーエン(Stephen Cohen)氏は述べている。
コーエン氏は カナダ、モントリオールにあるバーニエー・カレッジの物理学教授で、「The Engineer's Pulse」というブログ の著者でもある。同氏は今回の研究に関わっていない。
 宇宙エレベーターの構想が生まれた背景には、宇宙ロケットのコストが高いという事情がある。物体を通信衛 星や放送衛星に使われる静止軌道に乗せるには、1キログラムあたり約2万5000ドルかかるのが現状だ。

 モントリオールにあるマギル大学の科学者チームは今回の論文の中で、現在の素材には、静止軌道に達する大 がかりな完全版の宇宙エレベーターを実現させるほどの強度はないと述べている。
一方で、規模を大幅に縮小し た部分的なエレベーターであれば、それほど荒唐無稽な話でもないという。
 論文の共著者であるマギル大学のパメラ・ウー(Pamela Woo)氏は、「これを(完全版の)宇宙エレベーター の実現に向けた、最初の足がかりと捉えることもできる」と述べている。
「まずは部分的なエレベーターを作り、そこから地球に軌道を延ばすことも考えられるだろう」

ele

>>2に続く
National Geographic News March 7, 2014
http://www.nationalgeographic.co.jp/smp/news/news_article.php?file_id=20140307003

Acta Astronautica
Energy considerations in the partial space elevator
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0094576514000708

2: 伊勢うどんφ ★ 2014/03/07(金) 18:00:17.79 ID:???
>>1の続き

◆「部分的」宇宙エレベーターの仕組み

 このエレベーターの目的は、人工衛星をこの基部から、地上から4万2164キロという静止軌道の高さにまで運 ぶことにある。仮に建造された場合、
この部分的な宇宙エレベーターは、基部、終端部、テザー(ケーブル)、 エレベーター本体(昇降機)という、4つの要素から構成される。
 基部は低周回軌道に置かれ、その高度は地上から160~2000キロ程度だ。テザーと呼ばれるリボン状で高い強 度を持つケーブルが、基部と静止軌道より上にある終端部を結ぶ。
エレベーターの本体となる昇降機部分は、基 部からテザーをたどって上昇し、積み荷を静止軌道に運ぶ。

◆ロケットと比較した利点は
 今回の研究で、ウー氏と、こちらもマギル大学に所属する共著者のアルン・ミスラ(Arun Misra)氏は、低周 回軌道から静止軌道まで宇宙機を送るために必要なエネルギーを2つの経路について試算した。
1つは、ロケット を用い、機体を直接静止軌道に運ぶ場合で、もう1つは、まず低周回軌道にある基地局まではロケットを使い、 そこからは昇降機で静止軌道に運ぶというものだった。
 その結果、多くのケースで、部分的に宇宙エレベーターを用いた方が、従来型のロケットのみを用いた輸送よ りもはるかに効率が高かった。
「一般的に言って、より長いテザーを用いると、いっそうのエネルギー削減につ ながる」とウー氏は説明する。
 低周回軌道への衛星打ち上げのコストは、静止軌道と比べても低く、1キログラムあたり5000~1万ドル程度 で、これがエネルギー削減にも寄与している。

 さらにコーエン氏によれば、エレベーターを太陽光エネルギーで動かせば、さらにエネルギー効率が上がると いう。
さらに、地上までつながる完全版のエレベーターであれば、ロケットを全く使わなくて済むので、さらな る効率アップが望めるとのことだ。
 国際宇宙エレベーター・コンソーシアムの会長を務めるピーター・スワン(Peter Swan)氏も同意見で、 「ロ ケットを使い続ける限り、高い打ち上げコストに悩まされる理不尽な状況がずっと続くことになる」と指摘して いる。

 今回の研究は、2月22日付で「Acta Astronautica」のオンライン版に掲載された。

3: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:04:03.30 ID:Bz7AWHyh
ジェット気流の中を通過できるのか疑問

6: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:11:22.19 ID:wr7xkTDY
>>3
まあ無理だろう。吹き流されることになる。

10: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:15:56.37 ID:nkE39Tfg
>>3
ジェット気流の意味を理解してるのかが疑問
ちなみに、大半の奴は、問題ない手法も取れる事を知っている

4: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:05:02.87 ID:XFRBtsJr
まあ、夢のある話やね。

ちなみに、「部分的エレベータ」と「完全エレベータ」は共存できないから、
「部分的エレベータ」が実用化して有用性を実証した場合、「完全エレベータ」実現は遠のく筈。
88285c88

7: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:12:07.21 ID:uGDnWgBP
高高度で起こる謎の発光現象みたいなのはクリアしてんのかね?

11: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:17:07.92 ID:O5GunepM
>>7
落雷と呼応して起こる奴だっけ?
低軌道から静止軌道までカーボンナノチューブのテザー曳くなら、この電位差で発電も出来そうだな
てかそんなSFあったなあ、野尻抱介だったっけ

8: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:13:28.19 ID:i+5sETZZ
前、こち亀で宇宙エレベーターの話題出てたね。

9: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:14:09.44 ID:z+y/bEYT
落ちてきたり、逆に宇宙のかなたに飛び去ったりしないの?

13: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:24:34.04 ID:mcGnoFYN
宇宙ごみに当たるんちゃう?

15: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 18:28:21.70 ID:XFRBtsJr
>>13
当然当たる。

あと、エレベータの中核構造物以外の構成要素は、本来あるべき軌道速度を無視した速度で軌道を薙ぎ払うことになるから、
交差する衛星と次々衝突することになる。

この問題は、部分型・完全型問わず、軌道エレベータ建設時には、必ず発生する。

34: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:34:02.78 ID:owH7YYOA
>>15
これ静止軌道に終端があるとすると静止衛星全滅だよなw

36: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:41:21.20 ID:XFRBtsJr
>>34
スカイフックは静止軌道より低軌道を周回するから、静止衛星に悪影響を及ぼさない。
その代り、それなりの対地速度で周回することになるので、低軌道の地球観測衛星をダイナミックに全滅させることになるのでは。

実際問題として、完全版だろうと部分だろうと、建設開始前に、衛星もデブリも全て排除する必要がある。

「軌道エレベータを建設するためには、まず衛星やデブリを自由自在に捕獲できる宇宙船が必要」
と言う、まあ本末転倒な矛盾が付きまとうことになるな。

195: 名無しのひみつ 2014/03/11(火) 16:30:42.76 ID:EgG0xZdO
>>15
この一点だけで軌道エレベーターは夢物語ってことになっちゃうな・・・

22: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 19:28:18.72 ID:tTkWZvaq
エレベーター通せるくらいなら階段作ればいいのに

25: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 19:53:30.06 ID:NFD8onnw
アクセル・ワールドで詳しく説明されたが、結局理解できなかった俺が通ります

26: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:01:10.17 ID:BIaxsABm
レーザーロケットなら
地上から1GWレーザー照射すれば水燃料で10分の1のコストになる。
ロケットに推進装置を積む必要もなくなる

28: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:06:40.14 ID:XFRBtsJr
>>26
地上からレーザー推進で打ち上げ!?
また、びっくり珍説を引っ提げたニューフェースが出現したなぁ。

エレベ厨やカタパ厨に劣るとも勝らない画期的な新機軸だな。

27: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:02:19.37 ID:O5GunepM
小林泰三の小説に軌道エレベーター上昇中の詳細な描写があったね
ゴンドラ内で観測できるコリオリの力とかも含めて

29: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:15:48.37 ID:JnHmvU1j
飛行機が行けるのが20kmくらい? さらにそこまでヒモつけて昇降口を下げるわけにはいかんのか
下げられたところで、物を受け渡すのが簡単でなさそうだからダメなのか

というか単に
>現在の素材には、完全版の宇宙エレベーターを実現させるほどの強度はない
ということか?

31: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:20:25.71 ID:RRGEbxd5
やだ、学園都市の技術力凄すぎ

32: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:29:08.85 ID:owH7YYOA
部分的と言いつつほぼ完全版と変わらない全長w
意味ねーだろ
それなら地上までおろしたほうがいい

40: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 20:59:00.09 ID:IdnNLEbb
うーん、図解されないと地球側の基部がどうなのかピンとこんな

43: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 21:04:48.09 ID:o5JVdajN
>>40
UFOキャッチャーみたいな感じで……

41: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 21:00:39.47 ID:qDjhbFVu
この部分軌道エレベーターは一周30分かそこらの低周回軌道速度で回ってて
そこからテザーの遠心力をつかって高周回軌道にペイロードをぶん投げようって仕組み?

85: 名無しのひみつ 2014/03/08(土) 10:58:45.96 ID:XG86krgP
>>41
30分だと地球にめり込む

49: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 21:30:22.99 ID:tzlps9ek
赤道上空の静止衛星からケーブル垂らすんじゃいかんの?ええアイデアやと思たんやけど。

50: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 21:45:22.97 ID:XFRBtsJr
>>49
高度3万6千キロ。地球の直径の3倍の長さに耐えるケーブルが存在しない。
それだけの長さのケーブルを、軌道上に打ち上げられるロケットが存在しない。
静止衛星から下ろしたケーブルには、現在地球を周回しているデブリや衛星が全て衝突するので、事前に排除する必要がある。

そもそも、軌道エレベータ建設に必要な強度の素材が発明されれば、その素材で完全往還機が実現可能。
天体規模の構造物なんか、作る必要が無くなる。

51: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 21:52:24.13 ID:t4xc58r3
>>50
デブリも衛星ももともとバラバラの軌道で飛んでいるから
軌道エレベーターが特別衝突確立が高くなるということはない
単純に面積に応じた衝突確立でしかないよ

55: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 22:36:39.24 ID:XFRBtsJr
>>51
地上の一点に固定された軌道エレベータには、最終的に、静止軌道より下の全ての衛星が衝突する。

75: 名無しのひみつ 2014/03/08(土) 04:35:21.61 ID:A8k2fEfd
>>51
人工衛星の軌道を描いた画像とか見たことないの?
人工衛星もデブリも、赤道上を中心にして波打った軌道を描きながら地球を周回するから、
最終的には地球周回軌道上にある「全ての」人工物は軌道エレベーターにぶつかることになる。

地球を1回周回するだけなら  ~~~~~~~ こういう一本線になるが、
軌道自体は徐々にズレていって、 ~~~~~~~ が重なり合って太い帯状になる

ということは全ての地球周回人工物は赤道上にぽーんと立っているエレベータに遅かれ早かれぶつかることになる

78: 名無しのひみつ 2014/03/08(土) 08:24:08.26 ID:iWPOO8u6
>>75
人工衛星の高度未満までなら衝突しないんじゃね?

80: 名無しのひみつ 2014/03/08(土) 09:18:24.21 ID:7CZzjBCR
>>78
静止軌道と低コスト往還可能な低軌道を結ぶエレベータ。
それが当たらない軌道の衛星って何だ?

52: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 21:55:32.72 ID:ZeOPO9Hs
何年か前に書かれた本読んだけど
全然実現に向かってないんだよね

CNTが実現できればっていう前提が
結局いつまでたっても現実にならんから

よくあるよね こういう話 特に宇宙関係

54: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 22:28:55.68 ID:rbZgVlaz
>>52
数万メートルのまっすぐな分子なんてCNTじゃなくても不可能だ
そんなCNT作ろうと思ったらナノアセンブラーが必要になる

56: 名無しのひみつ 2014/03/07(金) 22:41:51.74 ID:iMC/qPCl
>>54
別に単一分子じゃなくてもいいんだよ。
単一分子で1キロ以上の長さがあれば大丈夫。1キロもかなりハードルは高いが。

127: 名無しのひみつ 2014/03/09(日) 07:41:53.58 ID:3sbUUsTK
こんなくだらん物より、
マスドライバーさっさと作ったほうがよくね。

128: 名無しのひみつ 2014/03/09(日) 08:11:12.74 ID:J9BGEnxu
>>127
精密機器や人を飛ばすためには数kmかけてゆっくり加速しないといけないが、
地上にそんなレールを作って走らせるのはいろんなリスクが大きい。

既に兵器としては実用試験に入りつつあるレールガンみたいなので
壊れ物じゃない荷物を運ぶ補助にするくらいはすぐにでも実用へ向けて動けるだろうけど、
そもそもそんな荷物の需要が現状ではあまり無い。

129: 名無しのひみつ 2014/03/09(日) 08:59:35.71 ID:Ey76EJly
がんばって地球の静止軌道上に
2万トンぐらいの隕石捕まえることってできないかな

130: 名無しのひみつ 2014/03/09(日) 09:11:21.79 ID:2Tn6ojVr
地上部分の巨大な基礎構造物とその構造素材が省けるって事なんだろうが
いわゆる地球側の宇宙港が空中に出来るとアクセスは悪くなるよな
高度は1万メートル程度では済まんのだろ?

131: 名無しのひみつ 2014/03/09(日) 09:24:02.34 ID:VaAyTIQZ
低軌道だから国際宇宙ステーション並みの高度までは
ロケットで打ち上げってことだろ。
ISSが基部でそこから4万kmのテザーが静止軌道まで
伸びるイメージだな。

139: 名無しのひみつ 2014/03/09(日) 11:48:05.92 ID:0EGdbTUb
これが重力に魂を縛られた人間の発想か……

181: 名無しのひみつ 2014/03/10(月) 10:22:28.07 ID:CxB50cfi
イメージこれだと思っているんだけど宇宙側は静止軌道、うんこれでいいよね 
地球側の基部とやらはもっと速く地球を周回しないと落ちちゃうと思うんだけど
それぞれに繋がれているエレベータってどうなるんだよ
ele2


184: 名無しのひみつ 2014/03/10(月) 10:33:39.60 ID:x5l0ChJv
>>181
その棒が剛体なら、重心の高度で必要な周回速度が決まる。
上の部分や下の部分と分けて考える必要は無い。

ちなみによく考えたら常に放射方向を維持する必要は無いな。
使う時だけ向きを調整すればいいんだ。
重心周りにある程度重い回転体を付けてそれを回転させて反動で制御するのかな。

187: 名無しのひみつ 2014/03/10(月) 10:39:39.60 ID:CxB50cfi
>>184
アンカー同士でものすごい力で引っ張られた糸の中を移動するエレベータだと思ったんだけど
違うのかな

189: 名無しのひみつ 2014/03/10(月) 10:52:33.67 ID:x5l0ChJv
>>187
下端が地上にあり、静止軌道のあたりに基地を置いてハンマー投げのようにするなら原理的にはできると思うが、
下端を宇宙に置くなら中間をフレキシブルな構造にするのは、個人的にはできそうにないと思う。

188: 名無しのひみつ 2014/03/10(月) 10:46:19.35 ID:x5l0ChJv
宇宙でのドッキングのニュースがよく出るけど、あれが比較的簡単なのは、
ドッキングしようとするっもの同士の重心が同じ高度だから周回方向を揃えるとお互い静止しているように見えるからだ。

重心の高度が多きく違えば静止しているように見えない。
エレベータの下端にドッキングさせようとするとエンジンを吹かして減速する必要が生じるが、
減速すると重力が遠心力より優位になり、常にエンジンを吹かしながら位置調整する必要が生じる。

まあできなくはないのかもしれんが、想像するに、下端に刀のツバみたいなものをつけ、
そこに軟着陸的に接近するような形態になるのかもしれない。

190: 名無しのひみつ 2014/03/10(月) 11:32:00.68 ID:zPyHHp2o
これが何かのきっかけで地上に降ってきて大惨事
にならないよう対策とかもしっかりしてほしいな