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)
大電力・大推力作動に最適な「ホールスラスタ」の可能性
宇宙探査の現在と可能性(8)大電力電気推進-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)
膨大な電力を発電するためには、軽量の太陽電池パネルを用いるという方法もある。またイオンエンジンの他にも、電気推進機にはホールスラスタがある。有人火星探査をシミュレーションする際には、この技術も非常に重要である。(全10話中第8話)
時間:8分06秒
収録日:2019年6月11日
追加日:2019年7月13日
カテゴリー:
≪全文≫

●太陽光パネルの質量を想定する必要がある


 2000キロワットを発電するためには、どれくらいのパネルが必要なのでしょうか。仮に宇宙ステーションで使っている太陽電子パネルを使うと、そのまま20倍にした場合、およそ60トンの重さが必要になります。そうすると、宇宙船全体でほぼ同じ重さになってしまいます。そこで、以下では研究開発中の新しい技術を導入して、見積もりを進めてみたいと思います。


●薄膜軽量太陽電池パネルの使用を想定してみる


 JAXAが「DESTINY+」という計画を進めています。これはまだ正式なプロジェクトになっていないのですが、このキーテクノロジーの1つに、「薄膜軽量太陽電池パネル」というものがあります。これは、質量あたりの発電量が今までの3倍という、非常に優れた太陽電池パネルです。これを使うと、約2000キロワットを発電するためのパネルは20トンで済むことになります。

 もちろん、太陽電池パネルを増やすといっても、ロケットに搭載できるのか、宇宙で展開できるのか、軌道上の組み立てはどのように行うのか等、さまざまな問題があります。ここではこうした問題をさしあたりおいておき、このDESTENY+で使おうとしている薄膜軽量太陽電池パネルを使って、約2000キロワットが20トンで済むようになると想定してみます。

 この技術を使うことを仮定すると、先ほどの概算スライドに、軽量太陽電池と電気推進機の24トンがプラスされます。エンジン自体も必要ですので、その重さを4トンとして計量しています。イオンエンジンとして4トンは少し軽いのですが、太陽電池パネルと電源とエンジン本体で、24トンで済むだろうという想定です。そうすると、トータルが92トンになります。先ほど70トンだったものが、90トンになる程度の増加で済むということです。

 これをうまく使い、イオンエンジンで1000キロワットを出力した場合、再計算すると、出発質量は約200トン程度で済みます。燃料型エンジンの場合、地球出発時の重さが750~800トンだったので200トン程度で済むということと、さらに発電量が20倍になっており加速時間も1年であるということを考えれば、より効率が良くなっているといえます。

 イオンエンジンの場合、軌...

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
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
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
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
生成AI・大規模言語モデルのしくみ(1)生成AIとは何か
10年で劇的な進歩を遂げた生成AIと日本の開発事情
岡野原大輔
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

人気の講義ランキングTOP10
新撰組と幕末日本の「真実」(序)『ちるらん 新撰組鎮魂歌』の魅力と史実の絶妙さ
新撰組と『ちるらん 新撰組鎮魂歌』…群像劇としての魅力の源泉に迫る!
堀口茉純
大統領に告ぐ…硫黄島からの手紙の真実(2)翻訳に込めた日米の架け橋への夢
アメリカ人の心を震わせた20歳の日系二世・三上弘文の翻訳
門田隆将
ラフカディオ・ハーン『神国日本』を読む(3)祖先崇拝の5つの特徴
夢魔の重圧?…なぜ「バチあたりの人間」が村八分になるのか
賴住光子
日本人とメンタルヘルス…心のあり方(1)米を食べる日本人と『分裂病と人類』
日本人とコメ…『分裂病と人類』から考える“心”の問題
與那覇潤
AI時代と人間の再定義(1)AIは思考するのか
AIでは「思考の三位一体」が成立しない…考えるとは?
中島隆博
「発想力」の技法を学ぶ(2)発見と探究(後編)
セブンカフェ、無印良品…成功事例に学ぶ「デザイン思考」
三谷宏治
高市政権の進むべき道…可能性と課題(2)財政戦略3つの問題点
高市政権の財政政策の課題は…ポピュリズム政策をどうする?
島田晴雄
豊臣兄弟~秀吉と秀長の実像に迫る(6)秀吉との信頼関係と秀長の軍事能力
文武両道の名将…大大名たちを魅了した秀長の器量とは?
黒田基樹
ハラスメント防止に向けた風土づくり(1)ハラスメントの概要
増え続けるハラスメント…その背景としての職場の特徴
青島未佳
変化する日本株式市場とPEファンド(1)近年急増するPE投資
プライベート・エクイティ・ファンドとは何か…その手法は?
百瀬裕規