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
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
「科学と技術」でまず見るべき講義シリーズ
水から考える「持続可能」な未来(1)気候変動の現在地
最悪10メートル以上海面上昇…将来に禍根残す温暖化の影響
沖大幹
レアメタルの光と影(1)イントロ
イノベーションがレアメタルをコモンメタルにする
岡部徹
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
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
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
新しい循環文明への道(1)採掘文明から循環文明へ
2026年頭所感~循環文明の「三つの柱」…いよいよ実現へ
小宮山宏

人気の講義ランキングTOP10
AI時代と人間の再定義(3)Human Co-becomingと存在神学への対抗
耳障りな言葉がポイント!?新しい概念を生み出すチャンス
中島隆博
ポスト国連と憲法9条・安保(1)国連の構造的問題
核保有する国連常任理事国は、むしろ安心して戦争できる
橋爪大三郎
衰退途上国ニッポン~その急所と勝機(1)安いニッポンと急性インフレ
世界で一人負け…「安い国」日本と急性インフレの現実
宮本弘曉
これからの社会・経済の構造変化(2)経済的利益と社会課題解決の両立へ
利益か社会課題解決か…かつての日本企業の美点を取り戻せ
柳川範之
「進化」への誤解…本当は何か?(9)AI時代の人間と科学の関係
科学は嫌われる!? なぜ「物語」のほうが重要視されるのか
長谷川眞理子
平和の追求~哲学者たちの構想(6)EU批判とアメリカの現状
理想を具現化した国連やEUへの批判がなぜ高まっているのか
川出良枝
独裁の世界史~未来への提言編(1)国家の三つの要素
未来を洞察するために「独裁・共和政・民主政」の循環を学べ
本村凌二
豊臣兄弟~秀吉と秀長の実像に迫る(序)時代考証が語る『豊臣兄弟!』の魅力
2026年大河ドラマ『豊臣兄弟!』秀吉と秀長の実像に迫る
黒田基樹
地政学入門 ヨーロッパ編(10)グリーンランドと北極海
グリーンランドに米国の軍事拠点…北極圏の地政学的意味
小原雅博
逆境に対峙する哲学(1)日常性が「破れ」て思考が始まる
逆境にどう対峙するか…西洋哲学×東洋哲学で問う知的ライブ
津崎良典