火星との距離が縮まるか？NASAの新型イオン推進エンジンが新記録を樹立

　NASAの新型エンジン「X3」が最近実施された稼働試験で新記録を樹立したそうだ。このエンジンの技術は火星への有人飛行に用いられるかもしれない。

　X3はホール効果推進器の一種で、イオンストリームで船体を加速させる。NASAによれば、その推進力は化学ロケットのそれを超えるという。

　化学ロケットの限界速度は秒速5キロ程度だが、ホール効果推進器を用いれば、秒速40キロまで加速させることができる。

イオン推進エンジンの利点

　このような加速は、近い将来挑戦されるであろう火星への有人飛行のような長距離間の宇宙飛行に威力を発揮する。事実、開発チームのリーダーは、今後20年以内の火星有人飛行にイオン推進エンジンが使われることを念頭に置いている。

　イオン推進エンジンは化学ロケットより効率の点でも優れており、同じだけの宇宙飛行士と設備をずっと少ない燃料で遠くまで運ぶことができる。開発チームを率いる米ミシガン大学のアレック・ガリモア（Alec Gallimore）博士によれば、同じ量の燃料で10倍の距離を飛行できるという。

最近の試験で最高記録を出したイオン推進器X3

　最近実施された試験運転では、X3を100kW以上の出力で稼働し、5.4ニュートンの推進力を発生させることに成功した。イオン推進器としてはこれまでの最高記録だ。また最大出力と動作電流の点でも新記録である。

　なお現時点では制限もある。化学ロケットに比べると、非常に小さな推進力しか発生できないのだ。ゆえに従来のロケットと同レベルの加速に到達するには非常に時間がかかるということで、打ち上げには向かない。 　X3ではこの問題の緩和が図られ、複数のプラズマチャンネルが利用されている。だが難しいのはエンジンに十分なパワーを発揮させながらも本体をコンパクトに保つことだ。ほとんどのホール効果推進器は研究所内をかなり楽に持ち運びできるが、X3の場合はクレーンが必要な大きさだ。 NASA's X3 Ion thruster engine breaks records

　2018年には宇宙空間で100時間の連続稼働実験が予定される。

　またプラズマによる推進器のダメージを防ぐシールドシステムも開発中である。これが完成すれば、耐用時間がぐっと伸びて、数年でも稼働できるようになるかもしれない。

宇宙旅行の新しい技術

　イオン推進エンジン以外にも宇宙旅行の新しい技術がいくつも提案されている。ただし化学燃料を使った装置の欠点は、宇宙に行く際に燃料を搭載しなければならないことだ。すると重量が増えることになり、一層打ち上げに必要となる燃料が増えるという悪循環に陥ってしまう。

　例えばバサードラムジェット（恒星間ラムジェット）が提唱されている。これは核融合ロケットの一種で、宇宙空間に漂う水素分子を巨大な磁場（ラムスクープ）で集め、これを燃料として使うものだ。理論上、光速にも近づけるとされる。 　またワープのような光速を超える航法を想像する方もいるだろう。一般相対性理論は光速を超える速度は不可能だと説明する。ところが前方と後方の時空を伸び縮みさせることができれば、事実上光速を超える移動も可能になる。だが残念なことに、現時点でこれを実現できそうな技術は見当たらない。

via:nasa / interestingengineeringなど/ translated by hiroching / edited by parumo
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