2009年03月28日
核パルス推進宇宙船の保有について
宇宙船を動かす動力に爆弾を使い、その爆弾を船尾で爆発させてその反動により進む宇宙船をパルス推進宇宙船と呼びます。
特に核爆弾を使用する宇宙船を核パルス推進宇宙船とよび、将来における宇宙開発では有望な推進機器となりえます。
今回は、もし核兵器削減が開始され、その核兵器を宇宙開発に使用するとすれば、どれだけのことができるか考えてみたいと思います。
①核兵器量
今のところ、強力な核戦力を保有しているのはアメリカ、ロシア、中国、フランス、イギリスです。
彼らの装備する核爆弾の総量は大陸弾道弾などに使われる大型のものでもそれぞれおおよそアメリカ４千発、ロシア４千発、中国１２０発、フランス２８０発、イギリス１８０発となります。
そこで、威力を大、中、小に分けてみます
それぞれジュール変換してみて大が１．２５×１０＾１６～３×１０＾１５、中を３×１０＾１５～１．２５×１０＾１５、小を４×１０＾１４以下と考えて見ます。
そうすれば、
①アメリカ
大 ０
中 １７２４
小 ２３５２
②ロシア
大 ０
中 ３２０４
小 ７８４
③フランス
大 ０
中 ０
小 ２８０
④中国
大 ７２
中 ５８
小 ０
⑤イギリス
大 ０
中 ０
小 １８５
という概算になります
②宇宙開発に使える宇宙船の性能
宇宙船における性能にはそれぞれの任務においてばらつきがでます。
宇宙探査ではそんなに多くの機材を詰め込まずにおけるでしょうし、逆に人間を宇宙に移住させるだけの設備を整えるには莫大な物資が常時必要です。
ここでは宇宙探査における質量を１０トン、宇宙開発における質量を１００トンと考え、推進ロケットの総質量を同じく１００トンと仮定します。
核弾頭での噴射速度ですが、最高の熱量効率上では毎秒１万キロが出せると考えられており、
その噴射速度を採用するとすれば、熱量から概算して推進力はニュートンを単位として
大 ２．５×１０＾９ ～６×１０＾８
中 ６×１０＾８～２．５×１０＾８
小 ８×１０＾７以下
という大規模な値になります。
もし加速度を地球重力と同じ１Gで最高とすれば加速終了時の最終質量はキログラム換算で
大 ２．５×１０＾８～６×１０＾７
中 ６×１０＾７～２．５×１０＾７
小 ８×１０＾６以下
になります。
ただ問題点は速度を得るためには常に核爆弾を爆発させなければいけないということでありますが、設定した噴射速度が十分に大きくなっているので太陽系探査や航行に十分な速度が出せます。
③燃料確保量と宇宙船の性質
もし核削減が行われるとすれば、どれだけの核兵器が転用可能となるのでしょうか？
まず大陸間弾道ミサイルは宇宙空間に直接核弾頭を運搬できるものですので、削減対象に選ばれるとなればこれをまず転用することを考えましょう。
潜水艦発射型ミサイルは削減に抵抗があると予測されます。潜水艦は敵に探知されづらく移動可能で、どこから発射されるかわからないということがあり、強力かつ有効な核抑止力になりうるためです。これを削減するとなれば必要な核戦力に響くことになります。
ではかなり譲歩され、地上発射型弾道弾が核大国間で全廃されると仮定してみましょう。
そうなれば、アメリカが１４００発程度、ロシア３０００発程度、中国が１２０発程度、フランス、イギリスともに０となります。つまり米露中の３カ国に核燃料転用の可能性があるわけです。
割合的にはアメリカ３割、ロシア６割、中国１割の計算で燃料が割り振られます。
ですが上記の大中小の比率から言えば、アメリカは小規模核弾頭が多く、ロシアは中規模核弾頭が、中国ではほとんどが大規模核弾頭が転用されることになるでしょう。
このことから宇宙船の性質が決まります。
アメリカ製では比較的近距離の往復船、つまり月や火星に行くための移民用宇宙船が作られ、ロシアではより遠くの木星までいける燃料運搬タンカーのような役割をにない、中国では高加速度と大出力を生かして深宇宙大型探査機や恒星間探査機の航行に使う船が建造されることになるかもしれません。
これはかなりあいまいな机上の空論ですが、人類には今簡単な構造の宇宙船を大量生産し、宇宙開発が可能な段階に来ていることは間違いないと思います。
開発や生産の費用はかかりますが、宇宙船のエネルギー源はすでに持っているのです。ただそれが宇宙航行という冒険に満ちた計画に使うのではなく、自らを戒めるというにはあまりにも悲惨かつ強力すぎる手段として人類という存在につきつけているだけなのです。
その行為はまったく非生産的なことです。使えば最後、苛烈な使用競争に巻き込まれることになるだけでどの国も荒廃により敗北する戦争になるのです。
核爆発がおきるのが宇宙空間に存在するロケットの後方だけになる日が来る見通しはまったく立っていません。
- by hoshik
- at 20:11
