宇宙進出の基礎理論を作りたいと考えているが、いまはありとあらゆる知識が足りない。
学校での専攻は情報工学。宇宙科学なんて個人の趣味で軽く触れた程度なのだ。
まずは基本情報の整理から進めていく所存だ。
ロケットエンジンについて
安心と信頼の推進剤噴射だ。
様々な方式が採用されており、これだけで2万字くらい書けてしまいそうだ。
固体ロケットと液体ロケット
これについてはJAXAの説明がたいへんわかり易かった。
燃料と酸化剤を最初から混ぜておいたものを用いる固体燃料ロケット。
こちらは構造は単純だが、燃焼に関する制御に難があるようだ。
燃料と酸化剤は分けておいて、燃焼時に混ぜる液体燃料ロケット。
こちらは構造が複雑となるが、燃料の濃度を必要に応じて変更できるため、出力の制御が行いやすいとおいうメリットがあるようだ。
ハイブリッドロケットについて
ハイブリッドロケットというものもある。
ある程度は単純な構造を維持しながら、爆発の危険が低く、再点火を含めたきめ細かい制御が可能というメリットもある。
しかし、構造ゆえの燃料を燃焼させる効率や、大型化が行いずらいなどの弱点を持っている。
ハイブリッドロケットは発展途上の技術であるようだが、液体燃料と固体燃料ロケットの進歩により、そもそもの必要性すら危ぶまれるレベルにあるらしい。開発者の方には頑張って欲しいものだ。
電気推進について
イオンエンジン
長くなりすぎたため、イオンエンジン単体で1つの記事としてお届けする。
簡単に言うと、マイクロ波を用いて推進剤をプラズマ化し、電位差でイオンを船外に向かわせることによる反作用を得て進む推進方式だ。
数年前に「はやぶさ」に搭載され、帰還も果たしている。すでに実用化されている技術だとも言える。
絶対的な推力が大きくないが、たいへん燃費が良いため人工衛星の軌道修正に用いられている。
プラズマエンジン
まさかのWikipediaの日本語版が無いプラズマ推進器だ。
イオンエンジンだってプラズマを用いて加速するため似通っているように感じるが、適当に片付けずにしっかり見ていく。
ちなみに、導線に電流を流すことで磁場を発生させ、フレミングの左手の法則の応用によって物体を打ち出すという点はレールガンと同じだ。
レールガンの仕組みについては、以下の記事で中学生レベルの理科から解説している。
その他の推進方式
太陽帆(ソーラーセイル)
磁器帆(マグネティックセイル)
これら2つの推進方式は、以下の記事でまとめて紹介している。
両者ともに難しすぎる概念だ。
太陽の周囲でしか使えなかったり、速力が出せなかったり。
実用的に使うなら、他の推進方式と組み合わせるのが良いだろう。
大量の物資を乗せた超大型の無人宇宙船を、太陽系内でのんびり運ぶのが良いかもしれない。しかし、重量の問題も生じる。
なお、この記事は、私がリサーチを進め次第更新していく。
