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地球から火星までの移動?小惑星に乗ればいいやん?と科学者が提案

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(著) (編集)

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小惑星のイメージ図この画像を大きなサイズで見る
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 地球から火星、あるいは地球から金星へ、そんな宇宙旅行をする人たちを運ぶ乗り物は、宇宙船ではなく小惑星になるかもしれない。

 この驚きのアイデアはウクライナの研究者が最近発表したものだ。

 だが、ハイテク満載の宇宙船の開発が進められている最中、、どうしてまた宇宙の岩石で宇宙旅行をしようというのだろう?

 それは小惑星フェリーには、低コスト・省エネ・スピーディな宇宙旅行を実現できる大きなメリットがあるからだ。

宇宙を移動するにはなるべく短時間の方がいい理由

 火星は、人類が足を下ろすことになる初めての地球外惑星になるかもしれない。だが、その道のりは決して楽なものではない。

 火星と地球との平均距離は2億2500万kmだ。それは現在の技術レベルでは、ただ往復するだけで3年の時間が必要にあるということだ。

 当然ながらその間も宇宙飛行士は生きているので、食糧・水・空気、その他もろもろの大量の物資が必要になる。

 それだけではない。それほどの長期にわたり宇宙に滞在すれば、放射線や微小重力が確実に人体を蝕むことになる。

 重力が乏しいせいで、筋肉や骨密度が減少し、地球に戻ったときには自分の体重すら支えられないくらい弱ってしまうかもしれない。心臓や血管も無重力になれてしまい、帰還後のトラブルのリスクを高める。

 さらに長期にわたる放射線の暴露で、がんや神経系の病気になる危険も無視できない。

 宇宙は人体にとって決して優しい場所ではない。そのため、宇宙旅行が時短できるのなら、それに越したことはない。そこで注目されたのが小惑星だ。

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太陽を周回する地球近傍天体のイメージ/Credit: NASA/JPL.

高速移動に最適なのは小惑星、すでに120の候補が

 キーウ大学のA. S. カシアンチュク氏とV. M. レシェトニック氏らは、実際に高速フェリー化できそうな小惑星がないか、3万5000以上の地球近傍天体(NEO)の軌道を分析している。

 対象期間となったのは、2020~2120年だ。この期間に、地球に接近して、すぐさま火星や金星に向かう小惑星があるなら、うまい具合に移動手段として利用できるかもしれない。

 その結果、地球と火星・金星を結んでくれるだけなく、火星と金星間の移動にも利用できそうな候補が120個発見されたという。

 その中には移動時間を180日にまで短縮できる高速小惑星もあったそうだ。

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宇宙の高速フェリー候補の小惑星は今後ますます増えるかも

 選ばれた小惑星の中には、放射線を遮るための洞窟が存在するものもあると考えられている。また放射線に曝露されるにせよ、時間が短縮されるためリスクの軽減が見込める。

 そのためにも小惑星上のシェルター設置や、放射線防護のための技術的な対策が不可欠になる。

 さらに、燃料補給基地や生活資源の供給地点としても利用できるような設備を開発することも必要だ。

 それでも、宇宙旅行の期間を大幅に短縮できるのなら、それだけで宇宙飛行士にとっては大きな意味があるだろう。

 こうした移動に利用できそうな小惑星は、今後もっと増えていくかもしれない。

 NASAの「NEOサーベイヤー・ミッション」では、直径140m以上の地球近傍天体の90%以上を発見するという目標を掲げている。

 この研究の未査読版は現在『arXiv』(2024年10月22日付)で閲覧できる。

References: Astronauts Could Take an Asteroid Ferry from Earth to Mars - Universe Today

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この記事へのコメント 33件

コメントを書く

  1. 小惑星にどうやって着陸する気なのか気になる。

    普通に考えたら小惑星に着陸するには小惑星とほぼ同じ速度と方向で
    飛行しながら接近する必要がありそうだけど、
    それができるならそのまま火星まで行った方が簡単だよね。

    • +16
    1. 小惑星への着地なら、既にNEARシューメーカーとはやぶさが成功させてる。
      子機のMASCOTやミネルバ2もその内に入るかな。

      問題は低重力の小惑星でどうやって機材を固定し作業するか、かな

      • +4
      1. 小惑星への着陸自体が可能なのは知ってるけど
        移動手段としての効率はどうなんだろう、という話ね。

        • +3
    2. 火星に行くって事は楕円軌道を描いてる小惑星がターゲットだろう?
      だとした地球と小惑星、小惑星と火星の相対速度が効いて来る
      それぞれの相対速度が小さくなるタイミングを狙って着陸・離陸をすれば燃料節約できる可能性はあると思うよ

      • +5
      1. 「地球や火星との相対速度が小さくなるタイミングがある小惑星」
        に着陸しようと思ったら、その小惑星とほぼ同じ軌道に
        宇宙船を投入しないといけないはずだから結局、
        小惑星に乗らなくてもほぼ同じ時間で火星まで行けることにならない?
        軌道投入が成功すればあとは燃料も殆ど食わないわけだし。

        • +2
        1. 小惑星に乗れば軌道修正はランデブー時の一回と離脱時だけ、着陸するときは小惑星の引力の補佐も受けられる
          やはり、微弱でも引力を介して小惑星の軌道角運動量をもらえるってのはデカいと思うよ

          • +1
          1. 軌道修正の手間で見るなら直接火星に向かう方が少ないのでは。
            ロケットなら最初から「地球から火星に向かう軌道」に投入できるけど
            小惑星を介する場合は「地球から小惑星に向かう軌道」と
            「小惑星から火星に向かう軌道」との
            最低2回の軌道投入が必要になるわけで。

            • +1
          2. そういうのをもろもろ加味してペイする小惑星を探したら候補があったって話でしょ
            原理的にはそうかもしれないけど、何事にも例外はある

            • +3
          3. 仮に「めっちゃ都合の良い軌道の小惑星」があったとして、
            それに着陸するには「めっちゃ都合の良い軌道」に
            ロケットを投入する必要があるわけだから
            そうなると別に小惑星に乗らなくてもいいんじゃ?と。

            もちろんこれは素人考えだから、実際には小惑星に乗ることで
            時間を短縮できる何らかの理由があるのかも知れないけど、
            記事を読んだ限りではそこが分からないんよね。

            • +3
    3. 君は正しい。
      小惑星にくっつくためには宇宙船をほぼ同じ速度にしないと駄目だ。
      しかしこの方式では小惑星は何の推進力も提供しないので、結果として速く宇宙を移動できるわけではない。
      だが次の利点があるのは認める。
      ・小惑星の後ろにつくことでデブリとの衝突を防ぐことができる。

      • +4
  2. 小惑星に穴を開けるなんて宇宙飛行士には無理だ。オレたちにやらせろ

    • +7
  3. アステロイドベルトから地球に来たアクシズの設定だと核パルスエンジンで1年半ぐらいかな?

    • +1
    1. 地球から火星への距離は近似で約6000万km、遠距離で約1億km。地球から小惑星帯(メインベルト)の最短距離はだいたい3億kmぐらい
      幅に関してはわかっていないが、6億~9億km程度離れた木星公転軌道上のトロヤ群まで含めるとなると、幅は3億~6億kmぐらい

      ガンダム世界は木星周辺の開発もしている程度に宇宙開発が行われているので、小惑星帯から地球に来るのにその程度で済むだろうけど現実世界ではまだ夢の話ですね

      • +2
  4. 目的地に降り損なったら永遠に宇宙を彷徨うことになる。

    • +2
  5. 七つ前の記事に「彗星の水成分が蒸発した」という話があったが、
    太陽系内を高速で周回している小惑星も、元々は彗星だった、という由来の物があるのだろう

    • +1
  6. 浮遊惑星で恒星間移動するの少スケールにした感じ

    • +3
  7. 猛スピードで飛ぶんちゃうの
    振り落とされたら救助できんかも

    • +1
  8. ブースターなりで相対速度を合わせて着地は可能
    問題はスピンかな?向きに沿って入ること
    で分離(離陸)は簡単だが、アステロイドの進行方向と逆に吹かさないといつまでもパラレル飛行だ
    あとは火星なりに着陸
    軌道侵入と減速だがその燃料は積めるかな
    氷から水素を取り出して貯めることが可能なら上手く行きそう
    とりあえず有人はまだ先だ

    • +2
  9. 小惑星に宇宙船からロープを撃ち込み、それに引っ張ってもらえば着陸する必要ない、鯨に銛を撃ち込むような感じ
    小惑星の進行方向上に網を張ってもいい
    ゴムみたいな弾性のある素材なら小惑星以上の速度に加速できる

    • +2
    1. 着陸するより難易度高そうに感じる。
      どちらにせよ小惑星に近い速度での接近は必須だろうし。

      • +2
    2. 同じ事を考えた
      でも
      ⓵「加速度に耐えられるワイヤーの開発」
      ②「アンカーの安定」
      ③「小惑星の回転が大きいと危険」
      とくに②はかなり深く打ちまないと抜ける、表面は撒かな埃があり威力を半減、投げ縄式(括くり罠)を使うか、ドリルを埋め込むくらいなら乗った方が早いのでは?
      などなど解決するべきことが多い

      むしろ小型化に徹して、相対的に大きいのはタンクとアンテナ、光電池パネル(後ろ2つは展開式)、観測機と頭脳は小さく頑丈にしては…
      でもそれだと火星探査機の大型化に逆行するか
      いろいろ調べたいから大きくしたんだもんね

      • +3
      1. ①のワイヤーは有人探査だとワイヤー自体が強いだけでなく
        人間が乗った宇宙船の受けるGを抑えるために
        ものすごく伸びる素材でないとダメだよね。

        仮に小惑星との相対速度が秒速10kmとして
        人間が10G(約98m/s)まで耐えられるとしても
        宇宙船が小惑星と同じ速度に達するまで100秒以上かかる。
        単純計算すればワイヤーは何百kmも伸びることに。

        • +2
  10. これが技術的に可能なら、先ずは探査機で応用されるだろうね。

    • +2
  11. あの”バズ”オルドリンさんが研究してたんだが、地球と火星の軌道をつなぐ様な宇宙ステーションを
    作れば良いんじゃね、とか言う話があるんだよ。

    • +2
  12. 結局同じ速度を出すのなら直接ロケットでいったほうが早い、という意見があるけど、これの利点は小惑星に長期滞在の物資や設備を置いておけることでしょうね。そこまで移動するだけのロケットなら大がかりな居住区や物資、燃料は省けるわけです。

    • 評価
    1. 「他の天体へ向かう小惑星」に到達するには
      その小惑星の軌道(=他の天体に向かう軌道)に乗る必要がある。
      ロケットの燃料の殆どは軌道投入までに消費されるので
      その後で小惑星に乗っても必要な燃料は減らないはず。
      むしろ小惑星への発着手間があるので、どちらかと言えば増えるかと。

      小惑星のメリットとして考えられるのは、上でも言われてる
      「デブリとの衝突を防ぐための盾」くらいしか思いつかないな。
      まあ小惑星は自転するから、この場合は着陸せずに
      小惑星の後ろについて飛んだ方が良さそうだけども。

      • 評価
    2. 強いて言えば小惑星から探査に必要な
      何らかの資源を採取することができれば、
      その分は地球から持って行かずに済むから燃料が節約できるかも。
      期待値は低そうだし、コスパを考えると効果は限定的だろうけど。

      • 評価
  13. 技術的に実現できそうなのはスイングバイの応用みたいな感じになるのかな

    • 評価

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