2009年04月28日
宇宙遊覧事業
宇宙を憧れにしている人種は多分宇宙開発を行っている時代でも存在していると思われます。
そのような人々にとっては宇宙は行くだけでも価値があり、何もない場所であれどもそこに何らかの価値を見出すでしょう。
そして、その情熱はいずれ一部であれども宇宙に届き、人類の宇宙開発の先鞭となる人間も出てくるはずです。
そしてそんな人々にとって最大級のイベントとなるのが宇宙遊覧であり、太陽系を行き来する旅行だと思います。
ですがどこまで宇宙遊覧が可能であり、非現実的であるのはどのようなルートなのでしょうか。
まず宇宙船がどのようなものであるかが問題です。今現在で実用化できそうな高性能エンジンは、原子炉で推進剤を熱して噴射する原子力ロケットでしょう。
ですが核動力であるため安全性の面で難があり、このようなハイリスクな高性能エンジンは宇宙開発の最前線で優先して稼動させるべきでしょう。
次に化学反応型ロケットですが、月にまで進出したロケットでも3千トンの100メートル級ロケットとならなければいけませんでした。ですがそれはあくまでも地上から発進する場合であるので、実際は宇宙空間に進出する宇宙船は全備質量にくらべればほとんど大きさがありません。それで小型エンジンで加速をかけてやることで3日間の行動を行い月に到達しました。
一度宇宙空間に出てしまえば化学ロケットでも有効な宇宙航行手段になりうるということです。
地球から脱出して他天体に到達しようと試みるならば秒速11kmは必要になります。ですが地球上で最大の噴射速度を持つスペースシャトルのエンジンでは噴射速度が秒速4km程度。
これでどれだけの宇宙船が動かせるかを算出できます。ツイオコルフスキーの公式から算出した値では、到着時の質量は出発時の0.06倍程度になる質量が必要になります。
つまり9割がたを行きのぶんの燃料に当てる計算になりますが、もし地球重力とおなじ環境を宇宙船の中で作り出す、あるいは乗客を快適に運ぶためには加速度が1Gでなければいけません。
そのときの初期加速度は0.5m毎秒毎秒となり、さらにエンジンの推力をスペースシャトルのエンジン一機分である2000キロニュートンと決めれば4千トンの初期質量と計算されます。つまり加速終了時には252トン程度の質量が残れば地球脱出の最低資質をもつのでその数値の中に帰還用燃料が含まれるのです。
- by hoshik
- at 22:06