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  • 序文

2009年05月31日

宇宙コロニーに住む

 宇宙コロニーとは宇宙空間のなかでそのまま大地を作ってしまおうという構想のもので、1970年代にその必要性や存在意義、建造設計が提唱されています。
 もっとも有名なのは宇宙殖民島として紹介されたものでしょう。球体のものも設計されていますが有名なのが円筒形の通称「島3号」コロニーです。
 円筒形の両側には半円が取り付けられて宇宙港や太陽熱排出システムがあり、大きな鏡が伸びていて、そのガラスの面している面はガラスになっています。そして残りのスペースが居住区で、半円のどちらかに取り付けられているウエイトにもなる食料工場をまわすことでコロニー自体も回転させて重力を得ます。

 しかしこのコロニーにも欠点がいくつか存在するとも言われています。まず宇宙放射線の防護が不完全ではないかという反論が起こっており、そして空間もかなり無駄な部分が多いとされています。
 資材の問題はもっと深刻であり、材料は宇宙から調達するしかありません。地球にはコロニーを作れる資材もそれを打ち上げる余裕も無いでしょう。外壁から酸素まで、すべてを宇宙でまかなうのです。
 このような状況はよほど生活環境がそろった状態でなければならず、資源採掘もままならないことになります。
 
 こうした難産にかかわらず、居住できるのは10万から100万単位であり、メガロポリスの人口をまかなえるようにはなりません。

 宇宙コロニーはあくまでも特殊な用途、たとえば研究者の定住用などに使用されておくべきなのかもしれません。


布ぞうり 作り方

2009年05月29日

宇宙ロケットと電子部品の関係について

 ロケットは重力や空気抵抗に左右されながら垂直に推力のみで上昇するという不安定な飛行法で打ち上げられます。
 そのために制御を行って姿勢を制御することは打ち上げの重要な要因となります。
 ロケットの電子機器に求められるのは加速度や宇宙放射線に耐えられるようなたかい信頼性と、9がゼロコンマ6桁にわたるほどの信頼性、そして生産管理です。
 そのためには半導体などの技術も必要になってくると思われるのですが、歴史的には案外制御系を初歩的なものですませ、高度な制御用方程式を計算機に読み込ませることですませた国も存在しているようです。
  ロケットでは無人の場合特に加速度も高めに設定できるため、加速度の強力な力が存在するために頑丈に作る必要性もあります。
 
 さらに、ロケットの制御方程式もあくまで近似で軌道の投入式となり、精密な答えを求めるのは難しい性質になっています。
 そのために100パーセントの完全な答えの算出を求めるのはほぼ不能といえるでしょう。
 ですがそれも投入する軌道の時間が予定より前後するという類の答えであるため、極端に軌道がずれるということも理論的にはあまり無いといえます。


 これはロケットが地球から宇宙への打ち上げ手段に使うときの話であり、程度の差はあれども宇宙空間を航行するとなると別の式が必要になってくるでしょう。
 そのときは新しい制御式、新しい計算機が出現すると思われます。


 頬たるみ

2009年05月28日

小惑星に移民する

 小惑星とは主に火星と木星の間に位置する小天体をいいます。
 その小惑星は地下資源が存在しているとされています。そのために宇宙進出においては炭鉱のように小惑星へ穴を開けるように資源を採集していくでしょう。
 そうすれば、自然と小惑星開発に従事する人間たちの居住区がつくられ、設置されていくでしょう。
 最初は宇宙船などが物資を集積するための玄関口となる宇宙ステーションがつくられ、そこから小惑星開発に必要な資材が運び込まれると思われます。次に小惑星を周回するステーションが小惑星と宇宙船の間を取り持つことになり、未開発である地表から採掘資材が使用されていきます。
 そのときの資源は最小限であり、小惑星で得られる資源から居住区などを建設していくのが効率的かもしれません。生産設備などもそこに作って精錬をおこなった地下資源を運び出すことも考えられます。
 つまり、採掘機械は必要不可欠な持ち込み道具となりますが、宇宙ステーションが周回しているのであれば当分の居住は何とか乗り切れると思われます。
 直接小惑星から物資を運び出すには電磁力で動かす射出設備も考えられますが、もし地表に移住するとなれば宇宙船のほうが行きと帰りで物資を積み込み続けて往復すればいいと思われるので宇宙船で行き来するほうが実用的なのかもしれません。
 地表から開けた穴を活用すればもっと居住する空間が広がります。簡単な気密室をなかで作ってしまえばあとは隕石や放射線などを防ぎえるであろうシェルターになります。 
 原子力関連の発電設備は地表かあるいは付近に居住する区間の無い穴を使用して安全性と電力を確保します。穴の開いている規模によりますが、大々的にあけた穴であればそこに気密壁をつくって空気を満たしても作業などでは引火の危険があるためと無駄な容積が穴の中心で出来てしまうことを考えると得策にはならないでしょう。
 あくまで穴はシェルターとしての役割を果たすものであり、居住区は一から作ったほうがよさそうです。

ヴィリジアン
 

2009年05月27日

海洋偵察衛星の特異な使用法

 海洋偵察衛星というものはレーダーや赤外線などを利用して海上や海中の艦艇を探査する衛星のことをいいます。
 おもに科学探査を主目的にする観測衛星に分類されることもあるのですが、この衛星を軍事目的で積極的に利用したシステムが存在しています。
 
 ソ連は早いうちから地球をカバーできる海洋監視システムを宇宙で構築しており、それを海軍はミサイルの誘導に利用しました。
 まず原子炉を搭載した強力なレーダーを持っている海洋観測衛星と光学式偵察衛星の組み合わせを使ったシステムを構築し敵艦隊の動きを逐一監視します。
 そして敵艦艇を捕捉すると特殊ミサイルを発射し、空母の殲滅を狙うのです。
 特殊ミサイルは集団で運用され、その集団は無線により会話しリーダーを決定するとそのリーダーミサイルが誘導する目標やそれに到達させるための航路の決定を行うのです。
 このミサイルによりソ連艦艇は完全にミサイルを発射した後に誘導させる必要がなくなり、さらにミサイル速度もマッハ2を超えるため強力な運動エネルギーをもつことになります。
 ちなみにソ連は強力なレーダーをまかなうために原子炉を積むという衛星をいくつも打ち上げており、そのうちのひとつはカナダに墜落してしまうという事故を起こしています。


 スリムリフト

2009年05月25日

宇宙で財閥はできるか

 宇宙開発ではお金がかかります。
 そのため当初の投資から宇宙開発を非現実的と見る企業は賢明でしょう。
 ですがもし宇宙での工業開発に成功した場合、その企業は大きくなっていくでしょうか?

 宇宙で一番お金がかかるのはまず打ち上げロケットの打ち上げでしょう。
 これが宇宙に地球から運び込める少ない物資をさらに高騰させる結果を招き、宇宙開発に歯止めがかかります。
ですがもし宇宙での物資自給に成功した場合、その価値は計り知れないものとなるでしょう。移民を受け入れ、さらに労働力を得て人材開発を行い、そして更なる技術革新を行うのです。
 宇宙でのエネルギー源では技術的障害が大きい核融合の燃料が存在します。これは月に堆積しているヘリウム系を使うもので、これを使って火の玉に近いものをつくり、それから直接電力を取り出すことが可能になれば現在の原子力発電では及ばないエネルギー効率と容量を得ることが可能です。
 すこしすすんで火星から少し先の小惑星帯においては氷や地下資源などが存在しているといわれており、火星でも自給化ができそうです。
 一度自給化ができれば、それを結ぶ運搬手段も必要になります。ですがこれは核分裂方式のエネルギーを使った宇宙船を使って何とかなりそうです。効率が悪いですが作りやすい核分裂エンジンでは水素を推進剤に使い、それを核反応の熱で温めて推進するので化学推進エンジンの4倍ほどの速度増加が見込めるといわれているので、核であれば月や火星もそれなりに早く航行できると思われます。
 つまり、打ち上げのみにたよるか細いシステムではなく、宇宙の資源を積極的につかうことが宇宙開発成功の鍵になると思われます。それを行うにはまず自給化とロケットの開発が成功していなければならないため、それまでは地球の援助の下で工業力を高めていくことが重要なのでしょう。それを見越した投資が可能であれば、宇宙でも成功できる企業は現れるのではないかと思われます


子宮年齢

2009年05月24日

宇宙にまかれている放射線の影響

 ときどき、有人月着陸ができない根拠に「ヴァン・アレン帯」の通過があげられることがあります。これは太陽から来たエネルギー粒子が地球の磁気に捕らえられてたまった放射線がある地帯の事で、ここに突入すると被曝されてしまうということなのです。
 ですがこれは工夫次第で克服可能であることとされています。
 月に行った宇宙船はまず打ち上げられると北極か南極に進路を向けるのです。これはヴァン・アレン帯の特性によるもので、地球の磁気が放射されている根元の極地ではエネルギー粒子が捕まらず、よって粒子はあまりたまらないのでヴァン・アレン帯のいわば虫食い穴となるのです。
 地球の磁気は太陽の核融合から発生する強力な粒子を地表まで届かないよう食い止める役割を果たしている反面で、ヴァン・アレン帯という領域が出来上がったわけです。
 ここに突入すると少なからず電子機器などに影響が出るとされ、防護策を必要とします。
 人間でも例外にもれず、強力な宇宙放射線にさらされれると失明の危険や遺伝子の欠損が生じて障害が生じるのです。
 ですが地表にいれば安全というわけでもなく、地表でも宇宙からの放射線による影響があるのです。
 まず宇宙からの放射線は粒子として存在し、その粒子は地球の大気にまず衝突します。すると玉突きの要領で今度は大気中の粒子が高い運動エネルギーをもって地表までやってくるのです。
 このばあい、宇宙から来た粒子のほうがエネルギーは強く、目を閉じていても宇宙ステーションなどでは光として見えてしまうこともあるそうです。そして比較的低軌道を取っていてもそれは避けられず、宇宙放射線によって細胞が蝕まれるのです。
 このような状態を避けるには外壁を分厚く作ってできるだけ粒子の運動エネルギーを減らすなどの努力が必要です。磁気で幕を作ってステーションを覆うのもいいでしょう。
 このように宇宙では居住に悲観的な面も存在するのです。技術の発展が望まれますが、放射線を偏向させたりましてや遮断させる技術は今のところ空想でも難しい理論だと思われます。

近鉄沿線百科

2009年05月23日

ロケットの燃料にふさわしい物質は何か

 ロケットの化学反応においてはさまざまな燃料が使われています。
 ロケットでは大気圏での打ち上げと真空中での航行では噴射速度に差が生じます。
 ですがそれは大気圧とロケットエンジン内部の燃焼圧の差からくるものであり、推力は噴射物質の重さに左右されると考えてもいいでしょう。逆にロケットの速度は噴射速度で上下します。

 ごく初期の燃料では過酸化水素が使用されていました。
 これは宇宙に行くためではなく、高速の戦闘機として実用化された機体のものなのですが、自然に分解されやすい上に人体にはひどく有害な液体なので早々に実用ロケットから外れます。
 次に普及され始めたのは石油から精製される灯油などの化石燃料、炭化水素でした。
 これは全体的な性能から見ると上々なものであり、噴射速度と噴射質量もなかなかバランスが取れたものでした。この燃料を使うロケットは推力が高く設定でき、打ち上げには適しているといっていいでしょう。
 逆に液体水素と液体酸素の組み合わせのロケットエンジンは噴射速度が大きく、真空中での速度増加が期待できます。
 これらをかんがみると、打ち上げにはケロシン系の燃料を使うロケットエンジンを使用し、宇宙空間に出た場合は液体水素を燃料にしたロケットエンジンが理想でしょう。
 ノズルでも工夫次第では大気圏内でも宇宙空間でも推力があまり変わらずにゆけることが可能ですが、一般にはエンジンの燃料と反応熱で推力や速度を決定させます。
 ですが、これはあくまで直接化学反応を起こして噴射させるエンジンの話であるので、熱で暖めて噴射剤を噴射する方法では噴射する物質の質量とあたためる熱で噴射速度が決まるため、化学反応などはあまり気にせずにすみます。
 

 女性の美容・美容整形情報

2009年05月21日

宇宙偵察戦争 2

 宇宙での偵察でかなり新しい部類に入るのは電波画像偵察衛星でしょう。
 電波の跳ね返りを画像化するというコンセプトで搭載されているレーダーは天候の変化に無関係であり、これは光学機器では無理な要求でした。
 この利点により、常時観測が可能という人工衛星の長所を引き出せるものであったのです。
 詳しく述べると、電波は跳ね返ると強弱の波長が変わります。それを利用してどういう形状が電波に触れたかをコンピュータで割り出すのです。
 電波観測衛星は画像が荒いわりには技術的な課題も多いため、天候の変化に対応できるという用途が無ければあまり活動の機会は与えられなかったでしょう。
 この衛星はあくまでも光学機器による観測をサポートするものであるので、精密に画像を映すことができ無けれどもそれなりの能力さえあればそれでもいいという判断が軍の上層部に働いていたと思います。


女性の美容・美容整形情報

2009年05月20日

宇宙偵察戦争 Ⅰ 画像偵察

 今のところ軍事目的で宇宙が一番利用されている分野は偵察です。
 そのなかで古く、そして重要なのが画像偵察衛星です。
 初期のモデルでは、衛星がカメラを搭載し、それにより撮影された写真のフィルムを地球へ投下する手法が取られていましたが、CCDカメラが製作されると撮影した画像をそのまま電波で転送して地表のセンターへ鮮明な画像を瞬時に送れるようになったのです。
 このようなタイプの衛星は高度が低くしなければ撮影が難しいことがあり、それが衛星として短命であることを宿命づけられています。なぜかといえば低高度の軌道では空気抵抗が少なからず存在するためその抵抗によって軌道速度が落ちるのです。約秒速8kmが人工衛星の高度維持に必要な速度ですのでその速度を下回れば衛星は墜落してしまいます。
 そのために噴射装置などを使って高度を引き上げる対策も採られています。
 画像が得られるという利点は計り知れず、空軍の基地の監視から官僚の車を確認するということまでを自由におこなえるため、人間が行う分析に最も適しているとも思えます。
 ですが欠点が無いわけでもありません。写真偵察の場合はフィルムを投下せねばならず、さらにそのフィルムも不鮮明になってしまうことがあります。CCDカメラの画像偵察ではその心配はなく、電波で送られてきた情報を再構築すればいいだけの話です。しかしその再構築のために使う情報量は莫大であり、構造からして市販のコンピュータとは違うスーパーコンピュータを使うことになります。
 
 今のところ、画像撮影衛星の分野では民間でも高いレベルに到達しています。もしかすれば、近い将来には画像偵察衛星から動画偵察衛星が登場し、リアルタイムでの偵察が可能になるのかもしれません。

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2009年05月19日

宇宙でのごみ処理

 宇宙空間で暮らすとなってもごみはでます。さらに地球でもごみとされるものが大量に行き場をなくしている状況です。
 それを宇宙で処理するとなれば、まず確実であろうものは太陽にごみを焼却することでしょう。
 太陽は核融合で燃えている状態ですので、原子力発電で使われたプルトニウムもそこで燃やすことができるでしょう。
 ですが一般に地球から太陽へ向かうには大きな速度が必要とされているために性能が高い宇宙用ロケットが必要になります。
 ですがそのロケットごと太陽で焼却してしまうのも経済的に好ましくないでしょう。ごみを収めたコンテナに移動用の宇宙ロケットを組み合わせ、太陽の方向へ加速させたあとはコンテナを切り離し、コンテナを太陽へ向かわせる方法が妥当かと思います。
 
 ですが太陽での焼却処分では地球からの援助がすくない初期の宇宙開発では必要であろう「自給自足」に反します。
 まず宇宙で発生したごみは極力リサイクルをこころざし、地球から出るごみも地球で処理するのは危険なもの以外では焼却費が高くつきますのであまり価値があることであるともいえません。
 近鉄沿線百科

 

2009年05月17日

宇宙殖民

 人類はいまだに真に「未知の領域」を経験していません。地表にはなにかしら人類が存在し、何らかの形で文化文明が伝番しています。
 そのおかげで時間はかかりましたが地域での情報交換は研究や解析で可能になり、その規模は世界的です。ですがいまだに人間がもともとすんでいない領域である海中や地底などには殖民しておらず、宇宙も例外ではありません。
 何らかの目的を持って宇宙に進出する場合、果たして人間はそこを第2の故郷にするのでしょうか。
 
 宇宙ではもともと人間の身体能力を低下させる環境であり、殖民世代から第2世に世代が移る段階で地球環境には適合できなくなるほど虚弱になる可能性があるのです。
 それを防ぐには重力を発生させるか常に体へ負荷をかけるかのどちらかなのですが前者は生活面で有利であり、後者はコスト面で有利になります。なぜならば重力の発生には宇宙空間で居住区を回転させておく必要があり、いわば「大地」をいちから設計して作らなければいけないためです。体に負荷をかける行為は、筋力トレーニングから圧力を常にかける服までさまざまなものがありますが、どれも生活に深くかかわることになるために制約を余儀なくされるでしょう。
 ですが逆に言えば重力を発生させられれば生活に不便さが減り、体に負荷がかかる機構が採用されれば安上がりに普及することも可能であると思われます。
 次に必要なのが酸素と水ですが、大きく問題化するであろう事柄は食料です。
 宇宙で土を持ち込んでそのまま畑を作るのは空間的にもエネルギー効率でも厄介な問題となりうるでしょう。水耕栽培も肥料などを土よりもおおく消費するという説もあるために、技術力と生活圏の規模で左右される問題ではないでしょうか。

 それをかんがえてみると、宇宙殖民とは地球環境を再現して住むかどうかの選択でもあると考えることができます。
 地球としての版図を広げるのか、それとも新しい環境で生きていくか、それが問題でしょう。

ブルーベリーアイ

2009年05月14日

宇宙作業員の養成 宇宙往還機搭乗員

 宇宙開発において、研究段階から普及段階へと移るときに、それを行う各種の専門家が大量に必要となってくるでしょう。
 そのなかで宇宙往還機の要員は重要な位置づけでしょう。
 荷物をまず地球から宇宙まで運び込む、あるいは宇宙で生産された物資を地球に持ち込むという行為を何度も行える宇宙往還機はこれから需要を増すことになり、それが量産工場などを建設運用することにつながるわけです。ですが、人間を養成するという行為は難易度もあり、能力にもばらつきがでるでしょう。
 
 そのため、より訓練を充実させてできるだけ水準を高くする必要性があります。そうすると自然と人間一人にかける金額も高くつきます。一般にパイロットは機体よりも高価だといわれていた時期もあります。
 
 それを避けてかつ高水準の教育を受けるには宇宙に実戦的な学校を創設することです。
 宇宙往還機であれば地球でのサバイバル訓練なども受ける必要があるとも思われますが、なにぶん実地訓練はほとんど宇宙空間を模倣した空間での物となるため、身近が宇宙の宇宙ステーションを使えるようにしたいところです。
 扱う宇宙往還機にもよると思われますが、まず地上では機体の滑空や飛行などの操作や、地表と違う空間であるが宇宙ほどかけ離れてもいない状況下での訓練も行われるでしょう。その例としては低圧環境訓練であり、大気の薄いところに身をおくことを目的にしています。
 宇宙では緊急脱出訓練としての宇宙遊泳や故障発見時の修理作業などがあります。パイロットは宇宙空間ぐらいでしか行動中の修理ができないと思ってよいでしょう。スペースシャトルの事故にあるように防熱処理の不備で火達磨となった経験も考えれば特に帰還時には綿密な点検を行えるようであればいいと思います。

 宇宙往還機は非常に大きな力がかかりかつ自身は繊細な機器であることは否めないでしょう。
 ですがそれを使いこなせるようにしなければ不時着もままならないでしょう。
 
 ミラクル7号

2009年05月12日

宇宙空間での工場建設

 一般市民たちが気軽に宇宙空間で居を構えるとなれば、大規模な建築が始まるでしょう。
 それを支えるには地上からの打ち上げによる材料供給はあまり実用的とはいえないと思われます。
 引力によって打ちあげられる重量が制限される打ち上げロケットよりも地球周回軌道や地球と月の引力による平衡点に工場を建造して軌道関輸送機で建築現場と往復させたほうが確実な交通となると思われます。
 工場においてまず必要なものといえばひとえに熱でしょう。
 発電設備から材料を溶かす用途までさまざまな使い道があるわけです。それを実現する場合、地球周辺で最も手っ取り早いのが太陽光線を使用した太陽炉でしょう。
 つまり、太陽から熱を採取し、それをつかって液体を沸騰さえることで蒸気あるいは圧力を得る機構を作るのです。
 ソーラー電池ではエネルギー採取効率がいまだに20パーセントといわれている状況下、直接に熱や蒸気を取り出すほうが何かと都合がいいと思われます。熱は炉に直接まわし、蒸気はそのままタービンを回すことで発電機を駆動させることができます。
 ですが、無重力空間においての利点として、質量の違う材料の分子を均等に混ぜ合わせられることがありますが、そのほうかにも電気的な操作を使うことで繊細に材料を扱えるために分子単位で結晶を構成する操作を行うことができます。つまり、電気というピンセットで分子ひとつをつまんできれいな結晶をつくることができるのです。それを行う電気炉も必要でしょう。結晶は新しい半導体の開発に一役買います。


 すみれ人形、見ましたか

2009年05月10日

宇宙空間で使用されるであろう武器 Ⅳ 護身用携帯兵器

 宇宙空間では現用の歩兵用兵器はほとんどつかえないことになると思われます。
 まず反動が無重力空間ではそのまま推進力につながって姿勢どころか位置すら大きく乱すことが上げられます。さらにその反動で不安定になった姿勢はそのまま弾道に影響を及ぼし、標的へ照準を向けることもままならなくなることが懸念されます。
 それでは宇宙空間において有効な携帯武器とは何でしょうか?
 宇宙空間であれば、銃器の弾道は近くの天体に引き寄せられて周回を始めるか引力を振り切ってどこかに飛び出し続けるかのどちらかになりますが、おおむね火薬の量で発射速度と反動面を調節して低速度低反動の銃器が登場しそうです。
 ですが一応携帯武器として大型ではありますが無反動砲という発射火薬の燃焼ガスを発射方向と反対のほうに噴射することで反動を無効化する武器が存在するため、実用化させるとすればこのような反動を相殺させるよう噴射も考えた形状の銃器を作ることになるかもしれません。
 
 ですが宇宙においては旧式化した武器が復活しそうです。
 ボウガン系列の武器は接近すれば高い命中率をもっています。
 そして貫通力は速度と質量で比例するため、欠点である低速度を質量で補うことで貫徹力をもつこともできるでしょう。
 つまり、ボウガンのような矢をつかった武器も空気抵抗がない分だけ射程が延ばせると考えられるので比較的大きな質量をそれなりの速さでぶるける機構をもつ兵器が普及してもよさそうです。
 


女性の美容・美容整形情報

2009年05月08日

人工衛星撃破の利点と危険

 宇宙での地球監視はカメラや電波観測の発展により実用的というよりも必要不可欠な情報収集元となっています。
 衛星軌道をほとんど修正できない関係で偵察用航空機のようなどこにでも飛行可能というわけではありませんが超高空よりの監視は地球規模でミサイルの発射を発見でき、現在位置の把握でも重要な役割を担います。
 ではこの人工衛星を撃墜し、核ミサイルで敵国を先制攻撃しようと企画する場合、どのような利点と危険性が存在するのでしょうか。

 地球周回軌道での故意での衝突は20世紀においては困難な任務でした。まず衛星を標的の衛星に衝突させる手段が実験ではとられていましたが失敗の率は高かったようです。
 衛星を点として捉えることで地上からミサイルを発射して落とそうとする計画では、弾頭には核が使われ、面での制圧により、衛星をの被害を狙う発想があります。
 しかしそれであっても地上から発射されるミサイルへの支援体制が整った様子で、航空機より発射された衛星破壊ミサイルが標的を撃破させるにいたります。
 
 ですがそれでも問題点はあります。
 まず宇宙での軌道で活動している衛星を打ち落とす数が妨必要なわけです。そしてそれらをほぼ同時に奇襲することで敵に軌道変換などの逃げ道を作られずにすみます。
 さらに、破壊後の宇宙ごみも問題になります。人工衛星の破片は軌道上に滞留してしまうため、今後のロケット打ち上げ計画に悪影響を与えてしまいます。

 宇宙はいまのところ迎撃ミサイルがとどきづらい聖域です。そのことも手伝って偵察衛星の価値は大きいものとなります。現に現用人工衛星の3割ほどが軍事衛星であることもその需要を裏付けるものでしょう。
 その傾向は多量に高精度の衛星破壊ミサイルが発射されるまで続くでしょう。そして衛星破壊ミサイルが発射された後は核ミサイルです。これで先制の奇襲が開始され核戦争へなだれ込んでいきます。
 人工衛星の破壊とは間接的に核ミサイルの発射を予感させるものであり、人工衛星攻撃の最大のリスクとは核による被害であるとも言えそうです。


 ミステリアス信州

2009年05月07日

宇宙開発の壁 技術的要素

 宇宙開発において、いま何が問題となっているのでしょうか?
 まず技術的な観点からたってみると、なにぶん費用効果を度外視しているところが多いというところです。
 現用のロケットでは大気圏突入時の熱防御でも困難な面が多く、その維持費に拍車をかけています。
 スペースシャトルでの防熱タイルでは帰還後のチェックはもちろん、使用不可能となったタイルは手作業で交換せざるを得ないものです。塗布剤を気化させることで熱から守ることも可能ですがこれは再使用を考えていないもので一度ごとに塗布をしなおさなければいけないものです。これではコストの削減を期待できません。
 次にロケットエンジンのほとんどが使い捨てになっている点です。唯一の再使用型現用エンジンはスペースシャトルの主エンジンになりますが、これはエンジンにしては破格の重量であり、その燃料のうち液体水素は漏れが起こりやすくタンクの製造が困難という欠点も持っているのです。現に以前に考えられている次世代のスペースシャトル案もこのタンク製造の点で挫折したといわれていますので地味ながらも重要な開発要因となっているのです。
 
 総じて、今現在の段階では宇宙に行くには維持費がかかりすぎ、さらに生産面でもまだ機械化できていないことからくる生産効率の悪さがあいまって工業製品として必要であろう低価格化および量産性の高さがロケットでは期待ができないと思われます。
 ですがスペースシャトルは1970年代の技術で作られているものであり、いまだに2000年代の先端技術を前面に出した設計のロケットが少数です。
 これからのロケットに求めるのは打ち上げ能力よりも生産性を向上させるということではないでしょうか。
 そのため、まず精密で高速な作業を行える生産ラインを確立させ、その生産ラインに見合っただけの技術でロケットを設計することが必要になるでしょう。これによって多少の打ち上げ能力を犠牲にしても廉価版のロケットが「製品」として生産されるとなれば、宇宙利用のための手段が比較的手軽で多く利用できるわけです。


steam engine(スチームエンジン)

2009年05月05日

宇宙往還機に有利な条件 Ⅱ

 宇宙往還機は少しだけ現実と照らし合わせてみるとコスト軽減の目的で建造しても維持費が思った以上に高くついて信頼性の面でも難がある設計であることが浮き彫りにされていきます。
 それでは宇宙開発において地球から宇宙までの航路を全面的に使い捨てロケットに絞るべきなのでしょうか。
 確かに一部の使い捨てロケットは長く使われただけあり確実に宇宙まで物資を運び込むことを可能にしています。ですがそれらのロケットではおこないづらいミッションも存在します。
 たとえば、人工衛星を地球まで回収する任務です。これはほぼ宇宙往還機の独壇場であり、現用ロケットにはできない芸当とされています。それはひとえに使い捨てロケットに搭載する人工衛星回収用の機器が作られていないことがあげられると思われます。
 使い捨てロケットによって人工衛星を地球まで回収するには、大気圏に突入する際の熱防御機構や安全に大型機械を下ろせる機構が必要になってくるわけです。
 ですが、もう一度宇宙往還機の航路をかんがみてみると、使い捨てロケットに積み込むような機器を開発運用するのはあまり意味がありません。
 人工衛星を回収するには軌道変更エンジンをつけて打ち上げ軌道から大気圏突入軌道に乗らなければいけませんし、人工衛星を高温化した大気に触れさせない熱防御も必要です。ですがそれを備えているものはもはや宇宙往還機の資質を備えています。ただ打ち上げに使い捨てロケットを使うかどうかだけです。ですが現にロシアのブランでは強力なロケットで宇宙往還機を打ち上げていますので、衛星回収機器を「宇宙往還機ではない」とくくるのは無理なのかもしれません。
 
 そして、宇宙往還機が潜在的に秘めている可能性が「着陸しても再び飛行を開始する」ところです。
 使い捨てロケットの場合、文字通り打ち上げたあとは使い捨てるために着陸が一度くらいしかできません。
 ですが宇宙往還機の原理では燃料さえ整えば再度フライトミッションを続けることができるということです。
 つまり、一時的に着陸しても機能を損失しない点で、燃料さえあれば他天体に着陸と飛行を繰り返して最後に地球の大気圏に突入するということが可能なわけです。
 
 宇宙往還機とは潜在的に天体間定期便の役割をこなせることができるというわけです。
 ちなみに現用の宇宙往還機とされているものは半再利用式という区別がなされており、今のところ完全再使用型の宇宙往還機は実用化されていません。

 すみれ人形、見ましたか


2009年05月03日

宇宙往還機に有利な条件とは Ⅰ

 人類がいまのところ所持している宇宙船のうちで再使用を前提に設計されているのはSTS、つまりアメリカのスペースシャトルかソビエトのブランのみです。
 ほかにはいくつもの計画案がありますがほとんど実用化が見込まれていないものです。
 そしていまだに宇宙までの航路は莫大な費用がかかります。そのうえにその費用で利益などほとんど出ないと見積もられています。現にロシアはブランを放棄してしまい、宇宙ビジネスを50年も前の設計であるソユーズに依存している有様です。
 
 なぜ宇宙往還機はうまくいかず、使い捨てロケットのみが改良されていくのでしょうか。

 まず宇宙往還機の形状から確認していきますと、まず大気圏内を航行するために使う大きな翼、燃料を収める巨大な外付けタンク、地球引力を脱出させるのに必要不可欠なブースターロケットです。
 これらとくらべ、通常のロケットは先端がすぼまっているほぼ円筒形であり、それらを分離投棄していくことで宇宙まで物を運び込みます。要は自らを削り落としながら宇宙に進んでいるのです。

 ですが典型的な宇宙往還機の形状には宇宙にいくには致命的にもなりえる設計であったといえるようです。
 まず宇宙ではまったく使用できない翼ですが、これは出発時でも使用ができません。現用の宇宙往還機は垂直に上昇するので翼による揚力が発生できないのです。さらに垂直上昇では風にあおられる危険性をはらんでいるために翼は不要ですらなく逆に宇宙までの航行を邪魔しているといえます。
 外付けタンクでも、宇宙往還機の肝といえる防熱タイルが張られている底面に接続口が設けられているために大気圏突入時の防熱や突入時に発生する高熱のプラズマから防護することが難しくなっていくのです。そして打ち上げ時ではその接合部から燃料を注入するシステムを採用しているために途中でここが破損すれば宇宙往還機は燃料がなくなって宇宙まで飛び出せなくなります。さらにブースターの噴出す噴射炎に接合部からもれた燃料が引火することもありえるのです。
 そしてロケットブースターも構造が簡易な固体燃料エンジンであり、燃料がいったん燃えれば燃え尽きるまで噴射がとまりません。ですがもっと恐ろしいのは発射時に予定よりはるかに早く宇宙往還機から外れたロケットブースターが出る場合です。ロケットブースターが噴射炎を宇宙往還機に向けてしまった場合、宇宙往還機にそれを防護できる箇所はまずありません。唯一の防熱機構も底面で外部燃料タンクが隠している形なので熱には脆弱な箇所だらけなのです。
 それに比べれば使い捨てロケットには上記の不安はあまり考えられません。推力のみで上昇するロケットは本体が帰還する必要性がないため翼を持たず、また構造的にも燃料タンクは胴体の中でありブースターもつくときはありますが通常の設計ではロケットは下部構造物にロケット機関がおかれています。
 
 ではなぜ無理をして宇宙往還機が作り出されたかというと、結局は打ち上げ経費の面の解決であり、使い捨てで打ち上げるより何度も使いまわせられるならば建造費と維持費で宇宙への費用が納まることになり、使い捨てのように一つ一つ作っていくよりは安めになると考えられたためです。

 ですが、こんにちの100円ショップをみてみると、かなりの数の商品が使い捨てになっており、かって使ってすてるという循環を前提にして商品が考えられているのです。つまりロケットでも製造費用や打ち上げ費用が安く上がるならば使いまわさなくとも採算が取れるわけです。
 使いまわさなければいけない理由としても、まず製造単価が高く提示費が比較的製造単価よりはるかに安めに収まること、製造期間がとても長くなるので代えが使用者へすぐ準備できないこと、希少であること、などがありますが、ロシアのソユーズ宇宙船などは大量生産による値段の下落に成功できており、さらに打ち上げ回数をこなしてそれを基にした改修も手伝い信頼性も高いとされています。
 
 それではすべての宇宙船は使い捨てロケットとして開発に専念すればいいのでしょうか。
 そうではありません。使い捨てロケットにはできないであろう任務も宇宙開発では含まれています。
 それは「軌道浮遊物の回収」と地球帰還の確実性」の2つであります。
 それはまたのちに話す機会があるとおもいます


 自己流子育て哲学

2009年05月01日

宇宙におけるネットワーク構築の重要性

 宇宙での太陽系同士の距離を進むのにも光速度でも1年から4年の歳月がかかります。
 ですが、それでも地球人類がほかの太陽系に移住するとして、通信を維持し、地球のようにインターネットを構築して地球と繋がれるようにすることはかなり重要です。探査結果の報告や地球の娯楽までひろい情報を求めるでしょう。
 ですがまず一番の障害となるのが通信機です。
通常の光での通信機でも1年以上かかる状態では恒星間での通信はままなりません。
 そこで期待されるのが重力波通信です。
 重力波は一瞬で伝わるとされており、それを利用することができればタイムラグなしでの通信が可能となります。
 ですがいまだ重力波は発見されておらず、重力を人工的に発生させることもできないためにいまだ遠い技術であります。
 そのために恒星間インターネットは期待できず、恒星間通信は昔ながらの遠方からの手紙のやり取りのように長い目でみることになっていきそうです。
 
 おそらく高速通信網が確立しなければ人類は孤立化しますがそれと同時に独自の文化・文明を築くことを強いられることになるでしょう。そうしなければ個人の精神がよりどころをうしなうとおもわれるからです。
 

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