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  • 序文

2009年07月06日

宇宙の玄関としての大気圏内人工衛星

 第一宇宙速度とは落ちつつも地表に落着しない速度であります。
 これは主に人工衛星の地球周回に用いられる速度で、この速度を下回れば衛星は地峡に激突する運命となります。
 ですが、もし、これに準じる速度が大気圏内に存在し、いわば踏み台として宇宙への中継港の機能を果たせたとしたら、どうなるでしょう。

 大気圏内での速度はマッハ20程度に換算され、常に大きな速度を出すことになります。これが大気圏内で周回するとなれば大きな技術的な壁となるでしょう。
 現用ロケットエンジンでもマッハ20が出せるのは秒単位です。そのためまず動力を特殊なものにしなければまず無理でしょう。
 1000キロリットルの空気排出でもし最大級の出力を持つ原子炉を搭載できたとすれば熱出力を3.9×10^9ジュールとして推力は64×10^6ニュートンほどであり、1000トンの物体を64m/s^2だけの加速度で動かせるという計算になるでしょう。
 実際はマッハ20の速度を出すために軽量に製作されると思われるため、もっと加速度は大きく取れると思われます。

 そして衛星速度まで加速された巨人機は宇宙往還機の駅として利用されると考えられます。遠くから上昇した往還機は空中で巨人機に空中キャッチされ一時格納されます。そして燃料などを補給しますが、それ以上に重要なのは巨人機に格納されているという事実です。巨人機は秒速7.9キロ台で地球を周回するため、巨人機から投げ出されるように空中で動力発進させたロケット機は軽々と衛星周回速度を持つことになり、短時間かつ少ない燃料消費で宇宙まで飛べると思われます。実際は地球の遠心力などにも左右されると思われますが、それは軌道投入点で影響することであり、軌道投入という時点ではそれほどでもないかもしれません。
 
 帰還時でも、大気圏に突入する際により高い高度にいてくれる巨人機があれば熱問題も短時間ですむでしょう。突入した後すぐに巨人機へ収容してもらえればいいのです。 
 これであれば宇宙往還機も負担がかなり軽減されます。

 ですが問題点には、莫大な熱量を必要にする動力源が核であること、一度墜落か高度低下を起こした場合に、出せる加速度を最大にしても高度を再び取り戻せるのか。という安全面です。墜落してもかなりの損害が出る恐れがあるため、海上に上手く落とさなければなりません。設備や外壁の修繕や点検も空中であれば難しい問題でしょう。

 シャンデール