EMドライブ:中国は宇宙旅行用のこの「無反動」エンジンの成功を主張 EMドライブ:中国は宇宙旅行用のこの「無反動」エンジンの成功を主張

EMドライブ:中国は宇宙旅行用のこの「無反動」エンジンの成功を主張

EMドライブ:中国は宇宙旅行用のこの「無反動」エンジンの成功を主張
ロジャー・ショーヤー
レイ・ショーヤー

あまりにも素晴らしい話に聞こえる宇宙技術だ。「無反作用型」電磁駆動装置(略してEMドライブ)は、マイクロ波空洞に閉じ込められた電磁放射のみで推進するエンジンだ。このようなエンジンは、物質交換なしに機械的作用を生み出すため、運動量保存の法則に違反する。しかし、2010年以降、米国と中国は共に、この一見不可能に見えるエンジンに多大な資源を投入してきた。そして今、中国は重要なブレークスルーを達成したと主張している。

中国宇宙科学院(CAST)商業衛星技術部長の陳悦博士は、2016年12月10日に、中国が研究室でEMドライブ技術のテストに成功しただけでなく、現在軌道上で無重力テストによる概念実証を実施中であると発表した(International Business Timesによると、このテストは天宮2号宇宙ステーションで行われている)。

天宮2号宇宙ステーション 中国
サウスチャイナ・モーニング・ポスト

システムから質量を排出して推力を生み出す従来のエンジン(燃焼エンジンやイオンエンジンなど)とは異なり、EMドライブのような無反動エンジンは、運動を生み出すために電気のみを使用します。ロジャー・ショーヤーによって最初に提案されたEMドライブでは、マイクロ波空洞は、一方の端がもう一方の端よりもはるかに大きい、円錐台のような非対称の容器です。狭い端では、電磁エネルギー源(マグネトロンなど)がマイクロ波で空洞を攻撃します。これらの波は閉じ込められ、空洞の壁で跳ね返り、電磁共鳴を引き起こします。円錐台の複雑な形状による不均衡な共鳴のため、EMドライブ内の電磁場は方向依存(異方性)になります。この場合、異方性電磁場は、EMドライブを空洞の面積の大きい端の方向から「押し出す」ことになります。

中国宇宙科学インタープラント
シノディフェンスフォーラムでのエスコバル氏

EMドライブは推力は低いかもしれませんが、深宇宙では重力と摩擦がないため、低出力からでも十分な時間をかけて高速まで加速することができます。エンジンの性能は、空洞の材質(空洞壁による吸収による電磁損失を低減するため)と温度に依存し、これらは電磁場に影響を与える可能性があるため、将来的には超伝導材料で作られたEMドライブが高性能になると予想されます。宇宙船や衛星も、EMドライブの動作効率を最大化するために、根本から設計する必要があります。なお、EMドライブは放射線などの宇宙天候の変動の影響を受けやすい可能性があるため、天宮2号でEMドライブの概念実証試験を行うことが重要です。

EMドライブは、燃料補給の必要がなく、燃料を保管するために必要な重量やスペースさえも不要となるため、深宇宙探査に最適です。これにより、物流と設計が簡素化されます。理論上、EMドライブに必要なのは、太陽エネルギーや原子炉などの電源だけで、有人火星探査から太陽系外へ向かうロボット探査機まで、あらゆるものに燃料を供給できます。また、EMドライブは、操縦に用いられるスペースを消費する化学スラスタを不要にできるため、衛星の小型化と効率化にもつながります。

石建17 長征5 中国宇宙
CCTV 2、=GT経由

このようなシステムの用途は(実際に機能することが証明されれば)多岐にわたる。中国が軌道操作と高度制御のために衛星にEMドライブを搭載できれば、衛星はより安価で長寿命になるだろう。商用衛星向けCAST主任設計者のLi Feng氏は、現在のEMドライブは軌道調整用の推力が1桁ミリニュートンしかないと述べている。中型衛星では0.1~1ニュートンしか必要ではない。機能的なEMドライブは、小惑星帯を越えた中国の長距離惑星間探査の新たな可能性を切り開くだけでなく、有人宇宙船の燃料に占められていた質量を、月や火星の基地を建設するための他の物資や設備に充てることにもなる。軍事面では、EMドライブはよりステルス性が高く、長寿命の中国の監視衛星の開発にも利用できる可能性がある。

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