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
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
「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
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
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
「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
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
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

人気の講義ランキングTOP10
「次世代地熱発電」の可能性~地熱革命が拓く未来
地熱革命が世界を変える――次世代地熱の可能性に迫る
片瀬裕文
戦略的資本主義と日本~アメリカの復活に学ぶ5つの提言
戦略的資本主義とは?日本再生へアメリカに学ぶ5つの提言
片瀬裕文
逆境に対峙する哲学(7)試練と祟りと弱さの力
モンテーニュの告白「学が邪魔をすることがある」と百姓の力
津崎良典
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
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
「進化」への誤解…本当は何か?(1)進化の意味と生物学としての歴史
実は生物の「進化」とは「物事が良くなる」ことではない
長谷川眞理子
百姓からみた戦国大名~国家の本質(1)戦国時代の過酷な生存環境
戦国時代、民衆にとっての課題は生き延びること
黒田基樹
折口信夫が語った日本文化の核心(1)「まれびと」と日本の「おもてなし」
「まれびと」とは何か?折口信夫が考えた日本文化の根源
上野誠
第2次トランプ政権の危険性と本質(1)実は「経済重視」ではない?
ブレーキなき極右ポピュリズム…文化戦争を重視し経済軽視
柿埜真吾
過激化した米国~MAGA内戦と民主党の逆襲(3)DSA化した民主党と今後の展望
DSAの民主党乗っ取り工作…世代交代で大躍進の可能性
東秀敏