中国で宇宙船を打ち上げるための巨大レールガン開発計画
 中国では近い将来電磁の力で弾丸のように宇宙船が打ち上げられるようになるかもしれない。現在、極超音速飛行機を宇宙に打ち上げるため巨大なレールガンの開発を計画中なのだという。

 宇宙船をレールガンで打ち上げるというアイデアはとても魅力的だ。なにしろ現在のロケットときたら打ち上げ用の燃料と、その燃料を運ぶための燃料と、燃料の燃料を運ぶための燃料が必要で、あまり効率的とは言えないからだ。

 打ち上げに必要なシステムは地上に残し、機体自体はできるだけ軽くする方がずっと理にかなっているのだが、ロケット発射用レールガンの実現は、かなり野心的なプロジェクトであるようだ。

宇宙船を打ち上げるための巨大レールガンの開発

 開発が進められている打ち上げ専用レールガンは宇宙船をマッハ1.6、あるいはマッハ5まで加速させるという。

 空中に射出された宇宙船は、その勢いを利用して自前のロケットエンジンで軌道速度まで加速する。

 打ち上げ専用レールガンを開発するのは、中国航天科技集団(CASIC)で、山西省大同市には全長2kmの試作機が建設されているという。

 それは密閉された真空(おそらく空気抵抗をなくすため)のトンネルのようなもので、現時点で時速1000kmまで加速できる。将来的にはさらに5倍にまでスピードアップされるという。
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レールガンで宇宙船は打ち上げ可能なのか?

 電磁式のカタパルトで宇宙船を射出するというアイデア自体はシンプルなものだ。だがこれを実際に作るのは技術的にかなり野心的なことかもしれない。

 なにしろレールガン自体のほか、その制御システムから動力、それを構成する部品の製造方法まで、あらゆる面で技術的なチャレンジのオンパレードなのだ。

 たとえば、乗客を乗せた機体をマッハ1.6まで加速させるには、レールガンの全長は少なくとも8kmは必要になる。マッハ5を目指すのならば、もっと長い。

 しかもそれはただのトンネルではない。そこに備え付けられる大量の電磁石は、極低温で冷却しなければならないし、おそらく史上最大の真空チャンバーとなる密閉されたチューブは、真空を維持するために巨大なポンプが必要になる。

 と同時に、密閉された真空チューブから超音速で宇宙船を射出するための特別なエアロックがも不可欠だ。

膨大な電力をどうやって確保するのか?

 この巨大なシステムを駆動するエネルギーを供給する方法も問題だ。

 米海軍が保有するジェラルド・R・フォード級原子力空母は電磁式カタパルトを121メガジュールで動かし、戦闘機を時速241kmまで加速させる。

 121メガジュールは33.6kWhに相当するが、これは日本の家庭の平均的な電気使用量(6〜15kWh)の2〜5日分にあたる。

 もしも同等の質量をマッハ5まで加速させるなら、中国のレールガンは5万メガジュールという途方もない電力が必要になる。だが、現在想定される宇宙船の重量は、少なくともその10倍以上だ。

 となると、打ち上げ専用レールガンを動かすには、毎秒1ギガジュールを発電する原子力発電所と、それをためて、必要に応じて放出するコンデンサーが必要になる。

 これまで世界最強のコンデンサーバンクは、ドレスデン強磁場研究所にあるもので、50メガジュールに対応する。中国のレールガンに必要なのは、その1000倍も高性能な代物だ。

 これらの実現には、現在のエンジニアリングの基礎技術を大きく進歩させたうえで、それらの装置を実際に製造するまったく新しい産業インフラを準備せねばならない。

 そしてここまでの話に、レールガンの全サブシステムをリアルタイムで制御するセンサーやコンピューター・システムは含まれていない。

 中国側はレールガンが完成すれば、軌道への打ち上げコストを1kgあたり60ドル(約9000円)まで削減できると主張している。スペースX社の3000ドル(45万円)/kgと比較しても圧倒的に安い。

 果たして本当に実現するのだろうか?あと数年後にその結論はでることだろう。

References:China plans to build a giant rail gun to launch hypersonic planes into space, making Nasa’s dream come true | South China Morning Post / China is building a railgun that can hurl crewed spacecraft into orbit / written by hiroching / edited by / parumo

追記(2024/03/23)誤字を訂正して再送します。
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コメント

1

1.

  • 2024年03月23日 20:16
  • ID:HdkP7v8k0 #
2

2. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 20:30
  • ID:YW7DfHCA0 #

射出の仕組みこそ違いますが原型となる発想そのものはナチスが第二次大戦中に作った「V3 15センチ高圧ポンプ砲」を彷彿とさせますね

中国のこれは必要とされる膨大な電力については中国が実用化に向けて開発している核融合炉が完成すればそれで十分に賄えるでしょうから
あとは射出の要となる真空チューブの出来次第といった感じでしょうか?

3

3. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 20:35
  • ID:oydFXbv.0 #

加速のGに人体が耐えられるのか?
無人機なら、平気かもしれんけどさ

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4.

  • 2024年03月23日 20:35
  • ID:hRI2tYHY0 #
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5. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 20:51
  • ID:zYiNJl3S0 #

マスドライバーだね。
生きてるうちに見れるかな…

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6. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:12
  • ID:XUOWY2500 #

テッカマンやがな 「とぉぉぉーーーーーーーーーーーーーー!」

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7. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:13
  • ID:Z8I5wxGw0 #

宇宙まで飛ばせなくても弾道ミサイルに流用できるから
軍事と宇宙と同時に開発して使える方で使う感じかな。
電磁砲のデータは隣の国から盗み放題だし。

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8. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:13
  • ID:YK1LgBl80 #

中国ではガンダムSEEDが人気なんだっけ
あの作中にあったから納得

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9. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:16
  • ID:r5tZRVOR0 #

何を作っても良いけど、宇宙空間にゴミを撒き散らしたり、他国に迷惑をかけないでほしいな…

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10. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:20
  • ID:FKdXgnzu0 #

宇宙開発に打ち上げコストの革命は絶対必要だから
こういう角度のアプローチも大歓迎やわ

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11. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:23
  • ID:jHVm7.220 #

兵器に利用され…

12

12. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:31
  • ID:sUEnOFpq0 #

×「なにしろ現在のロケットきたら」→○「なにしろ現在のロケットときたら」
×「基礎技術を大きく進歩さたうえで、」→○「基礎技術を大きく進歩させたうえで、」

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13. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 21:57
  • ID:rV4ee26q0 #

サンダーバードに出てきそう。

14

14. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 22:09
  • ID:3HD15RSn0 #

とある中国の超電磁砲

15

15.

  • 2024年03月23日 22:28
  • ID:hbvOX0YS0 #
16

16.

  • 2024年03月23日 23:04
  • ID:unFGa9UE0 #
17

17. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 23:05
  • ID:jSKmGXJl0 #

やっぱりニューホンコンに設置するのだろうか。。。

18

18.

  • 2024年03月23日 23:16
  • ID:x9a6VnSz0 #
19

19. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 23:24
  • ID:5bNbNkS80 #

ガンダムのマスドライバー的なのと思ってたら全然違うやつだったw
先に常温超伝導開発が先なんじゃないかという気がしなくもないが

20

20. 匿名処理班

  • 2024年03月23日 23:29
  • ID:a9HToRaK0 #

野球のボール一つでも宇宙まで飛ばせるか?
ロケットなんて無理じゃね?

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21. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 00:55
  • ID:FnFNyFR10 #

マスドライバーでなくて?

22

22. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 01:38
  • ID:gqf8c.se0 #

発射隊を付けた円盤をぶん回して遠心力で飛ばすというのはアメリカの企業だったかな。どちらも減圧した空閑で加速していくのはいいとして、いざ飛ばす段になると超音速で空気中に突入するときの衝撃をどうやって減衰してるのかとか、ものすごいGと振動にどうやって耐えるのかとか仕組みを知りたくなる。

23

23. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 03:42
  • ID:x0Ovv.5D0 #

月は無慈悲な夜の女王

24

24.

  • 2024年03月24日 04:01
  • ID:wDQCrHbj0 #
25

25. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 04:45
  • ID:AZguFYC20 #

資材を送るための無人ロケットなら加速Gの人体への影響は考えなくていいかな。

26

26. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 09:39
  • ID:U1qekqag0 #

人体は勿論だが機体や載せる資材も無事では済まないのでは

27

27. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 09:56
  • ID:yZL4en0f0 #

定期的に現れるジェラルド・ブル博士の怨念
HARPはもう終わったんだ、成仏してくれ〜

28

28. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 10:52
  • ID:TTupBe.y0 #

>>11
その方が早く完成するやろね

29

29. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 11:19
  • ID:TTupBe.y0 #

>>27
まん銃にて、あん殺

30

30. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 12:22
  • ID:214tIJZh0 #

>>24
えーと…
かつてスターウォーズ計画と呼ばれた計画があってだな
FCSとかって計画もあったよね

日本?
産官共同で開発しながら商品化できなかった飛行機、なかったっけ?

この計画の行く末は知らんけれど、中国サゲは時代遅れだっていい加減に気付いたほうがええんちゃうかな。だからこそ脅威視されているわけですしおすし。

31

31. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 13:18
  • ID:ccGhMgii0 #

>>25
そうでもない。人体と同じように精密機器には急激なGは天敵
実は日本のH2やH3ロケットも初速が早すぎ(Gがかかりすぎ)て
精密機器の打ち上げにはそこまで向いていなかったりする

>>30
"飛鳥"かな? コンセプトは良かったのだけどバブルの隆盛でダメになった奴

SDI計画の方は元々レーガンが(マジで)勝手に言い出したことだけど
技術ハードル以前に冷戦終了で必要性が薄れて完全にお流れになった奴だね
ただ、そのコンセプトは現代のミサイル防衛構想に組み込まれているよ

まぁ。中国サゲても意味がないのは本当に同意。危機感緩ませてどうするんだって話

32

32.

  • 2024年03月24日 13:49
  • ID:SlbkqAfD0 #
33

33. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 15:11
  • ID:9X99sO1h0 #

>>20
もちろんレールガンだけで宇宙まで飛ばすわけではなく
レールガンで加速した後でロケット噴射するんよ。
そうすることで燃料等が節約できる。

34

34. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 15:41
  • ID:ZCZp30EX0 #

これは重要な技術だ。
化学ロケットよりましな方法が何か実用化されなかったら、リンが尽きた時点で人類は詰む。
ほかのどの必須資源でも同じ、桶の論理で何か一つが尽きても終わる。

35

35.

  • 2024年03月24日 19:58
  • ID:9zOLPqHn0 #
36

36.

  • 2024年03月24日 21:23
  • ID:v8MsHMMJ0 #
37

37.

  • 2024年03月24日 21:55
  • ID:bTq2E5J.0 #
38

38. 匿名処理班

  • 2024年03月24日 23:53
  • ID:FCM6kNa.0 #

>>33

んでもロケットのエンジンの燃料節約できても、レールガンの電気代の方が記事見てる限り莫大になりそうだよね。

39

39. 匿名処理班

  • 2024年03月25日 01:27
  • ID:OX532IiB0 #

>>31
中国サゲは意味がないけど、過剰な中国アゲも意味がないんだよな
客観的に状況を見据えて、粛々と自分たちのやらねばならない事を為すのみだろ

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40. 匿名処理班

  • 2024年03月25日 08:57
  • ID:N3enNMjP0 #

>>7
おそらくだけど向きを変えられるようには作らないだろうから弾道ミサイルには向かないんじゃないかな。 電子精密機器はいわゆるロケットで上げて、素材のほうをこの電磁カタパルト(多分コイルレールガンタイプ)で打ち上げて天宮の外壁とかソーラーセルとか燃料とか水のようなのを打ち上げるのではないかと想像しました。 宇宙に素材加工工場を作って地球から素材を安く打ち上げれば早く大きな宇宙ステーションが作れるのではないかなと。

真空のチューブで・・・とくるとイーロンマスクに(多分有償で)協力してもらうってのもありかも?

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41.

  • 2024年03月25日 10:28
  • ID:0BUIHXiH0 #
42

42.

  • 2024年03月25日 18:29
  • ID:YYIdwwWT0 #
43

43. 匿名処理班

  • 2024年03月26日 00:39
  • ID:kb.k25Kh0 #

たぶん投資詐欺

44

44. 匿名処理班

  • 2024年03月30日 09:56
  • ID:3aqQ4z7e0 #

結局電気料金 < 個体燃料ってなって
建設されたけど打ち捨てられるに4000年の歴史を賭けたい

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