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太陽帆を広げたライトセイル2号が持つポテンシャルよ...!

2019/7/31 08:00 ギズモード・ジャパン

太陽帆を広げたライトセイル2号が持つポテンシャルよ...! 太陽帆を広げたライトセイル2号が持つポテンシャルよ...!

ソーラーセイルの時代がやってきた!

ライトセイル2号は、地球周回軌道にある小さな宇宙船。もともと非営利組織であるPlanetary Societyによるクラウドファンディングのプロジェクトから誕生しました。

そして先日、ライトセイル2号は無事に太陽帆を展開させました。今回行なわれたのは、小型人工衛星CubeSat(キューブサット)などの物体を宇宙で動かす手段として、ソーラーセイリング(太陽帆)の実用性を試す概念実証です。

結果的には、技術を大規模化しても太陽系の外側の領域、さらには恒星間の宇宙さえも、相対論的な速度で私たちを連れて行けることがわかりました。

190725LightSail2ライトセイル2号のイメージ Image: Planetary Society

さかのぼること2015年には、ライトセイル1号を使った予備実験を行なっていたPlanetary Society。ライトセイル2号では、ソーラーセイルを使って軌道を上げる重要なテストが行なわれることになっています。

ライトセイル2号が太陽帆の展開を行なったのは、2019年7月23日、SpaceX Falcon Heavyロケットから地球周回軌道に打ち上げられてから約4週間が経った頃のことです。太陽帆は、トースターほどのサイズであるキューブサット、32平方メートルの薄膜でできています。

Planetary Societyは、Twitterアカウントのほかウェブサイトでも太陽帆の展開に成功したことを発表しています。現在、ライトセイル2号はカリフォルニア州サン・ルイス・オビスポの施設からモニターされています。

7月23日午後2時、ライトセイル2号はソーラーセイリングモードに。システムによれば、予想される方位の30度以内に傾いていることから、きちんと太陽の位置を把握していると考えられています。

帆を張った状態の画像が最初に公開されたのは、Planetary Societyのツイートでした。

ミッションコントローラは、今回の実験について展開機能の統合性やデータの遠隔測定法について評価しています。現在のところ順調であることから、ライトセイル2号は太陽の力を使って軌道を上げる次のステップに移ることになります。

Planetary Societyによると、その仕組みは次の通り。

光は、フォトン(光子)とよばれるエネルギーの集まりからできています。光子には質量がありませんが、運動量はあります。ソーラーセイルは、大きく反射性のある材料を使ってこうした運動量をとらえます。光子が帆から跳ね返るにつれて、運動量の多くが伝達されて帆を前方へ推進させます。

これによる加速はわずかですが、途絶えることはありません。短距離で推進力のある化学ロケットとは異なり、ソーラーセイルは継続的に進み、時間の経過とともに速度を上げることができるのです。

恒星の光はほぼ無限でコストがかからないので、惑星間の宇宙旅行の手段のひとつとしての可能性が期待されています。

現在、船体は地球の表面から720キロメートル上の位置にあり、1日に数百メートルという速度で動くと予想されています。

大きなソーラーセイルは小型の衛星を軌道上で移動させたり、重い宇宙船も太陽系で動かすことができるようになります。たとえばブレークスルー・スターショットは、レーザー照射型のソーラーセイルとして惑星間の移動に用いることも可能。しかも、光速の20%というものすごいスピードが実現できるとされていて、私たちからもっとも近い恒星系であるケンタウルス座アルファ星にたった20年で到達することができるようです。

190725LightSail3IKAROSのイメージ Image: JAXA

Planetary Societyは、ソーラーセイル技術の実験を行なった初めてのグループとなります。いっぽう、2010年に日本のJAXA(宇宙航空研究開発機構)が「IKAROS」とよばれる小型ソーラー電力セイル実証機の打ち上げに成功しています。現在は惑星間を移動したのち、太陽系内を通過しています。

今後、JAXAは木星圏に2500平方メートル規模のソーラーセイル機を送ることを計画しているとのこと。2020年代初頭に、海王星トロヤ群の探査プロジェクトが予定されているようです。

引き続き、地球からソーラーセイルの活躍を見守っていきましょう〜。

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