宇宙探査の現在と可能性
この講義シリーズは第2話まで
登録不要無料視聴できます!
▶ 第1話を無料視聴する
閉じる
この講義の続きはもちろん、
5,000本以上の動画を好きなだけ見られる。
スキマ時間に“一流の教養”が身につく
まずは72時間¥0で体験
はやぶさで有名になった「イオンエンジン」の仕組みは?
宇宙探査の現在と可能性(5)イオンエンジンとは-1
科学と技術
小泉宏之(東京大学大学院新領域創成科学研究科准教授)
有人火星探査のためのポイントは、総質量とコストをなるべく少なくすることである。そのための方策として挙げられるのは、電気推進機である「イオンエンジン」だ。イオンエンジンの要となるのは、イオンを発生させるためのプラズマ生成である。(全10話中第5話)
時間:11分08秒
収録日:2019年6月11日
追加日:2019年7月8日
カテゴリー:
≪全文≫

●総質量をいかに減らすことができるのか?


 前回まで有人火星探査の概算を見てきたのですが、その中で明らかになったのは、非常に大きな質量を運ぶことが必要であるということです。このように非常に大きな質量を運ばなければならない一番の要因は、秒速8キロメートル毎秒ほどかかる、火星の往復です。先ほどのロケット公式から計算したように、宇宙船自体は100トン弱なのですが、そう質量はその約10倍の1000トンに膨れ上がってしまいました。今回は、これをどうにかできないかということについて考えます。特にそのための方策として、電気推進機、あるいは「イオンエンジン」を紹介します。

 まず、イオンエンジンを使うと、ものを投げる速度である排気速度を通常のエンジンの役10倍に上げることができます。グラフを見ると、今まで宇宙で使ってきたものは3キロメートル毎秒ほどの排気速度でしたが、イオンエンジンではそれを一気に30キロメートル毎秒に増やすことができます。以下では、この可能性について見ていきたいと思います。


●はやぶさで有名になった「イオンエンジン」とは何か


 はじめに、イオンエンジンとは何かについてお話しします。そのために、まず「電気推進」と呼ばれるものを紹介させてください。

 電気推進とは、ものを投げるロケットエンジンの1つのことで、ものを投げるもともとのエネルギーとして、電気の力を使っています。電気エネルギーを使ってものを投げるために、電気エネルギーを運動エネルギーに変換する装置が「電気推進機」です。

 先ほど言ったように、この電気推進機を使うと10から100キロメートル毎秒という非常に速く物を投げることができます。いろいろな電気推進機があるのですが、よく使われているのは大体20~30キロメートル毎秒のものです。もっと高い100キロメートル毎秒にすることも可能です。

 これは構造的にはどうなっているのでしょうか。まずやはり、投げる物は持参しなければなりません。何か持ってくる必要があります。ただし、そのためのエネルギーは基本的に太陽光から発電し、その電力で物を投げます。そのため、システムとしてみると、電力と物か...

スキマ時間でも、ながら学びでも
第一人者による講義を1話10分でお届け
さっそく始めてみる
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
未来を知るための宇宙開発の歴史(1)宇宙開発の流れを概観する
宇宙開発の歴史、そして未来へ…6枚の写真で概観する
川口淳一郎
「宇宙の創生」の仕組みと宇宙物理学の歴史(1)宇宙の階層構造
「宇宙の階層構造」誕生の謎に迫るのが宇宙物理学のテーマ
岡朋治
進化生物学から見た「宗教の起源」(1)宗教の起源とトランス状態
私たちにはなぜ宗教が必要だったのか…脳の働きから考える
長谷川眞理子
ヒトの性差とジェンダー論(1)「性」とは何か
MLBのスーパースターも一代限り…生物学から迫る性の実態
長谷川眞理子
知能と進化(1)知性と身体性
AI、ディープラーニングとは…知能と身体性は不可分か?
長谷川眞理子
本当によくわかる「量子コンピュータ入門」(1)量子コンピュータとは何か
「量子コンピュータ」はどういうもので、何に使えるのか
武田俊太郎

人気の講義ランキングTOP10
「集権と分権」から考える日本の核心(5)島国という地理的条件と高い森林率
各々の地でそれぞれ勝手に…森林率が高い島国・日本の特徴
片山杜秀
外交とは何か~不戦不敗の要諦を問う(2)外交と軍事のバランス
外政家・原敬とは違う…職業外交官・幣原喜重郎の評価は?
小原雅博
ヒトは共同保育~生物学から考える子育て(3)共同保育を現代社会に取り戻す
狩猟採集生活の知恵を生かせ!共同保育実現に向けた動き
長谷川眞理子
数学と音楽の不思議な関係(3)音と三角関数とフーリエ級数
フーリエ解析、三角関数…数学を使えば音の原材料が分かる
中島さち子
トランプ・ドクトリンと米国第一主義外交(1)リヤド演説とトランプ・ドクトリン
トランプ・ドクトリンの衝撃――民主主義からの大転換へ
東秀敏
経験学習を促すリーダーシップ(1)経験学習の基本
成長を促す「3つの経験」とは?経験学習の基本を学ぶ
松尾睦
50代からの親の介護~その課題と準備(1)突然やってくる介護の問題
「親の介護」の問題…優しさだけでは続かない
太田差惠子
大統領に告ぐ…硫黄島からの手紙の真実(1)ルーズベルトに与ふる書
奇跡の史実…硫黄島の戦いと「ルーズベルトに与ふる書」
門田隆将
『還暦からの底力』に学ぶ人生100年時代の生き方(1)定年制は要らない
日本の定年制はおかしい…ガラパゴス的で不幸を招く制度
出口治明
「アカデメイア」から考える学びの意義(3)受け継がれる学園の理念
アカデメイアからアカデミーへ…自由なる学びの府の原型
納富信留