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話へ
▶ この講義を再生
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
(会員の方に広告は表示されません)
イオンエンジンの実用化は2000年代から本格的に行われている
宇宙探査の現在と可能性(6)イオンエンジンとは-2
小泉宏之(東京大学大学院新領域創成科学研究科准教授)
イオンエンジンの形成のためには、さらにイオンを加速させ、その後、中和器でイオンと電子を同数吐き出させ、探査機やエンジン自体を中性に保つ必要がある。こうしてできるイオンエンジンは、すでにさまざまな形で実用化されている。(全10話中第6話)
時間:7分20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≫

●イオンエンジンの基本構造


 次の過程が、イオンの加速です。そのためには、イオンをこのプラズマの部屋から抜き出す作業が必要になります。

 基本的な原理としては、まずプラズマをつくっている原子に非常に高い電圧をかけます。そしてイオンを抜き出すために、容器についている薄い2枚の板のうち、下流側、つまり外側の板に負の電圧をかけておきます。こうして大きな電圧差を作っておくと、プラズマの正性質の中にあるイオンだけが外側に出ていきます。電子自体はプラスに引きつけられ、マイナスと反発する性質があります。電子が出ていこうとしても、弾かれて中に戻ってしまうので、プラスだけでは外に出ていくようになります。上のスライドは模式図です。

 実際のイオンエンジンがどのようになっているかというと、2枚の薄い板があり、そこに蜂の巣状に穴が空いています。上流と下流があるので、2つの穴がぴったりそろうようになっています。

 この穴の断面を見たのがこの図です。このスライドの右にある図では、左側が上流となるプラズマ生成側の板で、右側が外側の板を示しています。そして黄色い線で書いてあるのが、イオンが飛んでいく方向を簡易的な計算によって示したものです。イオンが外側にある板に引きつけられて真ん中に集まり、うまく壁に当たらずに外側に出て行く様子が描かれています。うまく壁に当たらずにイオンだけが外に出て行くように、両者の穴や位置関係を調整してあります。

 出て行くときの速度は、この2枚の板の電位差によって決まります。この電位差を大きくすれば、外に速い速度で出て行くことができます。


●イオンを取り出すと、電子が引き戻す作用を起こしてしまう


 こうしてイオンだけを取り出して終わりかというと、そうではありません。もう一つ重要な段階があります。イオンと同数の電子を出さなければならないのです。その役割を行うのが「中和器」と呼ばれるものです。

 仮に中和器がないと何が起きるかということを考えてみます。


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
(会員の方に広告は表示されません)
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
もっと知りたいイヌのこと(1)イヌの歴史を振り返る
オオカミはいつイヌになったか…犬の起源と家畜化の歴史
長谷川眞理子
発酵はマジックだ!
色を消し、脂を溶かし、水を分解―スゴすぎる発酵の力!
小泉武夫
Beyond5G・6Gで進む情報通信の民主化(1)情報通信の民主化と「協創」
6Gの研究開発を推進する情報通信の民主化
中尾彰宏
ブラックホールとは何か(1)私たちが住む銀河系
太陽系は銀河系の中で塵のように小さな存在でしかない
岡朋治
「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
ChatGPT~AIと人間の未来(1)ChatGPTは何ができて、何ができないか
ChatGPTは考えてない?…「AIの回答」の本質とは
西垣通

人気の講義ランキングTOP10
編集部ラジオ2026(14)小宮山宏先生:知識の構造化のために
【10min名作探訪】テンミニッツ・アカデミーの意義と発想法
テンミニッツ・アカデミー編集部
イラン戦争と終末論(1)イラン戦争の戦略的背景と米国の政策
なぜイラン戦争がこのタイミングなのか?戦略的背景に迫る
東秀敏
知識の構造化のために(1)テンミニッツTVの問題意識
「知識の爆発」の時代、不可欠なのは世界の全体像の把握
小宮山宏
小澤開作と満洲事変・日中戦争(2)朝鮮人への迫害と闘う
「万宝山事件」朝鮮人を迫害から救うべく決起し、満洲事変へ
小澤俊夫
ロシアのハイブリッド戦争と旧ソ連諸国(1)ロシアの勢力圏構想とNATO拡大
「ハイブリッド戦争」の実像…ロシアが考えていることとは何か?
廣瀬陽子
昭和の名将・樋口季一郎…ユダヤ人救出編(5)陸軍悪玉論の中の名将たち
武力を持ったエリート官僚たち…陸軍悪玉論と個々人の決断
門田隆将
イノベーションの本質を考える(3)イノベーション事例
カシオのデジカメが起こしたイノベーション
楠木建
「逆・タイムマシン経営論」で見抜く思考の罠(1)同時代性の罠を乗り越える
『逆・タイムマシン経営論』が訴える「同時代性の罠」とは
楠木建
ウェルビーイングを高めるDE&I(1)人と組織を取り巻く環境変化:前編
人材はコストではない!人的資本経営が注目されている背景
青島未佳
教養としての「ユダヤ人の歴史とユダヤ教」(4)ユダヤ人と金融
金融業にユダヤ人が多い理由、そして大国興亡史の裏面のユダヤ人
鶴見太郎