米国関連

米企業、小型衛星を無動力で宇宙に打ち上げる加速器のデモンストレーションに成功

小型衛星を無動力で宇宙に打ち上げることに挑戦している米国のSpinLaunchは先月、同社のアプローチが技術的に実行可能かどうか証明するデモンストレーションに成功した。

参考:Space Launch Start-Up Just Used A Giant Centrifuge To Fling A Projectile Into The Upper Atmosphere

ゼロエミッションで衛星を宇宙に打ち上げるクレイジーな技術がデモンストレーションに成功

SpinLaunchが開発に取り組む小型衛星を無動力で宇宙に打ち上げる方法とは、真空状態のチャンバー内で物体を1ミリ秒以下まで加速可能な「サブオービタル加速器」で自前の動力源を持たない飛翔体(小型衛星を搭載)を極超音速まで加速(真空状態のチャンバー内で回転するアームが物体を加速させるらしい)してから上空に発射、これが無動力で宇宙軌道にまで到達するという至ってシンプルなコンセプトだが実際に実行可能かを実証するため本番で使用する加速器の1/3のモデルを実際に製造、これを用いて発射実験を行い成功したという話だ。

今回のテストは技術的アプローチの実証が目的なので宇宙まで飛翔体を打ち上げることはなかったが、加速器が設計上発揮可能な能力の20%のパワーで打ち上げた飛翔体は「時速何千マイルまで加速され数万フィートの高さまで上昇した」とSpinLaunchは説明しており、今後6ヶ月間~8ヶ月間で約30回のテストを行ったあとに宇宙へ飛翔体を実際に打ち上げる(フルサイズの加速器が実用化されると最大200kgクラスの衛星を宇宙に打ち上げられるようになるらしい)と述べている。

一応、飛翔体はロケットモーターを内蔵したモデルも予定されているがSpinLaunchは「ロケットモーターによるアシストが無くても飛翔体を宇宙に打ち上げることが可能」と主張しているので、ロケットモーターを内蔵した飛翔体モデルは飽くまで「宇宙軌道上を移動するための推進力」という位置づけなのだろう。

出典:SpinLaunch フルサイズのサブオービタル加速器は自由の女神像よりサイズが大きい

因みにSpinLaunchの技術は軍事利用の可能性を秘めており、米国防総省は当然同社の技術に目をつけ開発資金を提供する契約を締結済み(直接契約ではなく軍事転用が可能な民間技術の開発を支援する国防イノベーションユニット/DUIが契約を結んで支援)なので、同技術が完成に実用化されれば低コストの打ち上げ方法を活用して宇宙軍やミサイル防衛局が要求する小型衛星の需要を満たすかもしれない。

YouTubeなどの動画サイトにアップロードされていないが、SpinLaunchのサイトではサブオービタル加速器による飛翔体の加速方法や打ち上げを非常に鮮明な動画で説明しているので興味のある方はぜひアクセスしてみることをお勧めします。

関連記事:世界初となる衛星打ち上げ用の無人航空機「Ravn X」を米企業が発表

 

※アイキャッチ画像の出典:SpinLaunch

S-500の廉価モデル? ロシアが新しい防空システム「S-550」の存在に初めて言及前のページ

ラインメタル、トラック搭載のエリコン・リボルバーガンMk3で小型ドローンを無力化次のページ

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コメント

    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    相変わらずアメリカには面白いことを考える人がいるなぁ。。。

    加速に耐えられる機体を用意できるかと、投入成功後に軌道修正できるかが鍵だよね。
    というかもう、これで大砲の弾をぶっ放せばいいじゃん、と。。

    26
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      実は似たようなアイデアをずっと昔にイラク人科学者が考案したことあったのよ
      ただその科学者は資金を集めきれなかったうえに暗殺されちゃって計画が消えちゃったんだけど
      その人は大砲で人工衛星を宇宙に打ち上げようとしてたんだ

      4
        • 匿名
        • 2021年 11月 11日

        バビロン計画のジェラルド・ブルのことなら、あの人はカナダ人だぞ。
        バビロン計画自体はイラクにおける計画だけど。
        イラクに行き着く前にアメリカとカナダの共同でHARPという大砲による衛星打ち上げ計画に参加している。

        14
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      本当にアメリカの底力というかフロンティアスピリットは凄いですね
      昔見た学研の図鑑シリーズ?を見たワクワク感を思い出してしまった(笑

      6
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      加速というか、遠心力に耐えれるか?空気抵抗や断熱圧縮熱、ソニックブームに耐えるかがポイントになりそう。

      3
        • 匿名
        • 2021年 11月 11日

        砲弾型耐圧殻に入れるにしても大きさや形状、加速に耐えられる単純構造な衛星などといった制限はつくだろうね

        2
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    物体を地球の丸みに沿って落っこどす装置

    3
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    「投石紐」みたいなもんですかね?

    カタツムリの殻みたいな円筒の中で、アームがぐるぐる回って飛翔体を加速して、ある速度になったらパッと離して上え飛ばす。
    殻の中は真空だから、弱い力でも時間をかけて加速すればOKみたいな。
    現代の投石機か。

    ロケットなら一段目の節約にもなりますし、いろいろ使い道はありそうですね。

    飛翔体は遠心力対策が大事かな。遠心分離されたりして。

    6
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      ちなみに「投石紐」ってこれね。
      ゴリアテとダビデの。

      リンク

      1
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      しくみのキモはこの辺?

      “, before hurling it into the atmosphere “in less than a millisecond,” according to the company, as a port opens for a fraction of a second to release the projectile. ”

      このシステムでは、真空チャンバー内で回転するアームが抗力の影響を受けずに投射物を超高速で上昇させ、「1ミリ秒以下」で大気中に放出し、ポートが一瞬開いて投射物を放出します。

      ”A counterbalance spins in the opposite direction to prevent the system from becoming unbalanced. The vacuum seal stays in place until the projectile breaks through a membrane at the top of the launch tube. ”

      システムのバランスが崩れるのを防ぐため、カウンターバランスが逆方向に回転します。真空シールは、発射体が発射管の上部にある膜を突き破るまで維持されます。

      翻訳は、deepLがお送りしました。

      2
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      回転半径15mで第一宇宙速度まで加速すると400000G超える計算になるな。合ってる?

      2
        • 匿名
        • 2021年 11月 11日

        おもろい計算。w
        この実験装置は高さ300フィート(90メートル)と言ってるんで、回転半径は30mくらいかな。
        で、サイズは1/3と言ってるから、実機は回転半径90mくらいでしょう。
        としても、大気の減速を考慮して接線速度10km/sとすると、11万Gくらいかな。

        遠心分離機のメーカーのページ見てたら、2000Gとか2万Gとかそんくらいだった。(笑)
        なんか、別の用途がありそう。w

        8
          • 匿名
          • 2021年 11月 11日

          11万Gと算出して思ったけども、遠心分離機以上のGなら、多分殆どのものは分離しちゃうな。
          液体燃料はダメだろうなぁ。
          食料とか有機物もダメなんじゃないかな。

          ・・・運べるものを探すのが大変そう。

          1
            • 匿名
            • 2021年 11月 11日

            電離層や上層大気調査用機器(すぐ落下するタイプ)ならまだしも、衛星軌道にのせるとなるともれなく姿勢・軌道制御のための化学エンジン用液体燃料は必須だよね

            1
              • 匿名
              • 2021年 11月 11日

              大気薄くなる前に翼(リフティングボディ含む)で水平方向に速度を変換しておく事でデルタVは極少で済ませられるんじゃないかな。
              イオンエンジンみたいな非力で高効率な推進系で軌道補正用と兼用にすれば重量はかなり軽減できるかも。
              その手の機材が射出のGや大気圏内飛行中の衝撃や振動に耐えられるかは知らんけど。

              2
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      その昔、ジュール・ヴェルヌの『月世界旅行』てお話がありましてな…

      4
      • 匿名
      • 2021年 11月 13日

      ちょっと私自身の記事の誤読などがかなりあって、間違いあり。訂正しときます。

      今回の実験機は直径33m、本番機は100mだそうです。半径15.5mと50mとなります。
      射出速度はマッハ6まで。途中からエンジン加速で宇宙を目指すと。最初から一段目の節約が目的の模様。

      ということは、射出速度が2.1km/s、回転半径50mだとすると、遠心力は25000Gくらいになりそうです。
      作ってる連中は、どこまで遠心力に耐えられるかとの兼ね合いを見て開発してるそうで。

      とはいっても、市販の遠心分離機並みの遠心力ではあるので・・・

      追加資料:SpinLaunchは、スペースポートアメリカで軌道下加速器の最初のテストを実施します

    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    目標とする高さと位置の正確さはどうなんやろ
    単純に垂直に上げただけなら停止衛星軌道上で止めるのは難しそうやが

    1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    要はマスドライバーかね

    13
      • 匿名
      • 2021年 11月 13日

      マスドライバーって実現できないんだろうと思ってたけど
      これが作れるんならマスドライバーの方が簡単だよね

      日本もリニア新幹線を真空チャンバーに入れたの作ればいいのに

      1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    やっぱりアメリカはすごいなぁ。

    4
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    レールガンみたいな技術なの?

    1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    円周速度が秒速数キロの状態で飛翔隊を切り離した瞬間に回転系のバランスが崩れてとんでもない負荷がかかるような気がする。
    プロなんだから当然それは考慮しているとは思うが、あんまり重いものは打ち上げできないのでは。

    3
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      素人考えだが、まず飛翔体と回転中心とを繋ぐアームが射出した瞬間にぶっ壊れそうな気がするな・・
      ともあれこういうゴリ押し技術はロマンあるよね

      1
        • 匿名
        • 2021年 11月 11日

        180度位相をズラして同質量のバラストを回転させて射出の瞬間反対側に射出すれば相殺できる。
        モーメント?國府田マリ子は好きだったけどそれが何か?

        3
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    要塞シリーズの霧島砲やね

    6
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      うわ、なつい! よく覚えてましたね

      4
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      書こうと思ったらもう出てたw
      てか、この技術が完成すればまんまアレになるから地球上のどこでも『砲撃』可能になってICBMとか極超音速弾とかが陳腐化するね。

      3
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    SpinLaunchのサイトみてきたが、ジェラルド・ブル博士の巨大砲HARPが出てきていた
    あれもこのアイデアの源流の一つなんだな。

    ただ、人工衛星はこれ専用に設計する必要あるのかも

    1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    やりたい事は理解できるし、実用化すれば気化した金属や有毒な化学物質の排出が抑えられる素晴らしいアイディアだけど、装置がハムスターの走る滑車にしか見えない

    11
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      ハムスターカタパルト、夢あるわ〜。
      回転半径より回転軸の長さがとんでもないことになりそう。

      1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    見た目から円形加速器で加速して打ち出すのかと思ったらまさかのカタパルトだった

    2
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    発射間隔はどれくらいなんだろうねえ
    スパスパ撃てるなら安価な簡易誘導弾を東シナ海あたりに降り注がせるとか
    別に大陸まで届いてもいいんですけどね(にやり

    1
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      斜めに設置して、中央に軸をかませて回転できるようにすれば方角調整ができますね。距離はスピードで調整できるし。問題は移動不可の90mもの物体を降り注ぐミサイルから守り切れるのかですが、まぁ無理では?

      2
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      ぐるぐるして発射速度まで加速するのに1時間半かかるようです

      4
    • 金 国鎮
    • 2021年 11月 11日

    米軍がどうとか米空母がどうのこうのと言う話は威勢がいいが野郎事大の話が多い。
    政治家、政治評論家がその典型だ。
    一民間企業がここまで考えるのは恐らくアメリカだけだろう。
    ライト兄弟以来の伝統だね。
    アメリカという国はこの後不思議に同様な民間企業が次から次に出てくる。
    素朴な好奇心がこれを生み出しているのだろうが感心するよ。
    どこかの国の核ミサイルがどうのこうのという話とは根本的に異なる。

    3
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    はいはい、どうせ中国がパクるんでしょ

    3
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    紐を使い砲丸投げの要領で発射するやり方は「スカイフック」と呼ばれ軌道エレベーターの亜種とみなされている。
    当然ながら紐には強い力がかかる
    仮に8km/sまで加速する場合、ザイロンのような高い強度の紐を利用した場合でも投げる物体の2万倍以上の重量が必要
    リンク
    紐だけで宇宙速度まで加速するのは非現実的
    実際は磁場か何かで補ってやる必要があるだろう

    1
      • 匿名
      • 2021年 11月 12日

      スカイフックは全くの別物だが……

      1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    このただっ広い試験場一つでいいので貸してくれないかな…?

    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    日本でやるなら真空のパイプを富士山の峰に沿って取り付けリニアの技術で加速して、東方向に打ち出す構造が最適だろう。
    真空だから電力さえあればマッハ10に加速することもできる。
    電気のエネルギーだけで物体を宇宙空間に持ち上げる方法としては、軌道エレベーターよりはるかに現実的だろう。

      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      地球最後の日のスペースアーク号か
      テッカマンのブルーアース号かな。

        • 匿名
        • 2021年 11月 12日

        いや、銀河鉄道999

        1
      • 匿名
      • 2021年 11月 12日

      そのマスドライバー方式の最大の問題は、真空で加速すると出口から大気に出た時に木っ端微塵になることなので
      多少気圧を下げるぐらいで加速するしかないんだよね

        • 匿名
        • 2021年 11月 12日

        もう少し科学知識があった方がいい。
        真空中から大気圧中に飛翔体が出てくるときの条件は回転式と同じだぞ。・

        1
      • 匿名
      • 2021年 12月 16日

      ご神域だもの、無理だよ。世界遺産だし。
      地盤も強固じゃないといかんし、四国・九州南部あたりじゃね

    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    真空状態でアームを回転させるのはいいが、射出して真空が破れた後はどうするのだ?
    弾体のみならず終端速度が極超音速のアームに一気に空力負荷がかかるはずだが
    アーム使うのはやっぱ無理がないか?

      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      射出パイプをエアロックにするとかかね。
      これまた魔法みたいな開閉制御が要りそうだけど。

    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    米海軍「レールガンやめてこっちにするわ」

    1
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    20年以上前に科学雑誌で読んだのがついに実験段階まで来たか。大型化すれば低コストで衛星の軌道投入や宇宙開発できるな。さすがに人間を載せて射出できないが。

    爆弾を投射するのは構わんが、SF好きのおっさんとしては宇宙進出のために優先して開発してほしい。どの道、軍事転用されるとしても

    4
    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    軍事転用はミサイル発射装置なのかな?
    速射性はどれ位あるのかで迎撃用に応用できるか決まりそうだが、攻撃用なんだろうね。
    あと関係無いけど、映像に出ているスタッフ全員がノーマスクなのが日本との違いを感じる。
    だから感染が収束しないかも知れないが。

    2
      • 匿名
      • 2021年 11月 11日

      普通に軍事衛星の打ち上げでは?
      米中戦争のような全面戦争が起きれば衛星は撃ち落とされるでしょうから、このシステムなら現在のロケット方式より早く変わりの衛星を打ち上げれると思いますよ。

    • 匿名
    • 2021年 11月 11日

    円形の粒子加速器の砲弾版ですかね。
    別の出典だと実験ではマッハ6(2000m/s)までは達成済みとある。初速だけで宇宙まで持っていく訳ではなくて小型のロケットに衛星を打ち上げさせるそうだけど、再利用性や発射までの迅速さを考えれば超小型衛星向けの低コスト打ち上げとしては魅力的な経済性がありそう。大物や砲弾を打ち出すには費用対効果が悪そうだけど…

    1
    • すえすえ
    • 2021年 11月 12日

    良い意味でアメリカらしい
    もしできたら衛星事業に革命が起きる
    まぁ、衛星が加速に耐えられるのかという疑問は少しあるが

    1
    • 匿名
    • 2021年 11月 12日

    これでジェフペゾス宇宙に飛ばそうぜ

    1
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