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ただの夢じゃない「宇宙エレベーター」

日本大学理工学部精密機械工学科 教授 青木義男

  • 酒井 香代

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2009年9月4日(金)

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 「地球は青かった」という言葉で知られるユーリー・ガガーリンによって世界初の宇宙飛行が実現し、半世紀近くの歳月が流れた。この夏は、宇宙開発機構(JAXA)の若田光一宇宙飛行士が4カ月半にもおよぶ宇宙滞在を果たし無事帰還したニュースも記憶に新しい。

 今や、世界では宇宙は、新しいビジネス市場として注目され、商業的な宇宙旅行の販売も始まっている。

SFの世界の“乗り物”が現実に

 2009年7月現在、地上100キロメートル以上の宇宙空間を体験した人は、地球を回る軌道に入らない弾道飛行(準軌道飛行)を含めれば、500人を超えているという。

 これらの500人強の人が利用した乗り物は、もちろん、ロケットである。

 エレベーターで宇宙へ行こう。

 そう言われて、あっけにとられないのは、世界でもごく少数の人間に限られるだろう。

 SF作家アーサー・C・クラークの著作『楽園の泉』にも、宇宙エレベーターは登場する。クラークは、スタンリー・キューブリックが映画化した『2001年宇宙の旅』の作家であると紹介した方が、SFファン以外にはわかりやすいかもしれない。

 しかし、この夢のような話は、もはやフィクションから現実へと向かって着々と進行しているのだ。

 日本で宇宙エレベーターに取り組む中心人物のひとりが、日本大学理工学部の青木義男教授だ。

「アホなことを。そう人は言うかもしれない。でもアホなことも大切」と、青木教授はつぶやく。

「蜘蛛の糸」のイメージで宇宙へ

 エレベーターといっても、我々が一般的に考える建物の中に設置されたものとは違う。イメージとしては、芥川龍之介の「蜘蛛の糸」のように、天空から垂らされた糸を伝って昇る姿を想像した方が近い。

 では、どうやって糸を垂らすか。
 大ざっぱに言えば、人工衛星から垂らすのである。

 地球を回る人工衛星は、地球の重力で内側に引っ張られる。が、遠心力で外側に飛び出す力と釣り合うことで、高度を維持して地球の周りを回転し続けている。これまで世界で打ち上げられた人工衛星は6000個以上、現在も3000個が旋回中だ(JAXAホームページより)。

コメント5件コメント/レビュー

一番下のコメントを入れた者ですが、追記させていただきます。「同じ高さに物を持ち上げるには、どの方法を使っても同じエネルギーが必要」と書き込まれた方の記載を見て、そんなに陳腐化してない話題だと再認識いたしましたm(_ _)m。例えばアポロ計画のロケットでは、約100トンの宇宙空間で使う物を持ち上げる為に約2700トンのサターンロケットを使っています(今ウィキで見ました)。ロケット方式では必要な物を持ち上げる為の燃料にプラスして、その燃料を持ち上げるための燃料、さらに追加された燃料を持ち上げるための燃料というように使う燃料が加算されてしまいます。現在のスペースシャトルもシャトルより巨大な液体燃料タンクに固形燃料補助ロケットを付けた物に、シャトルが付属して打ち上げする形です。実際に宇宙で必要なのは、人間とシャトル本体の中のさらにカーゴスペースにある何トンかの機材だけなので、エレベータでそれだけ上げられれば、圧倒的に省エネになるというお話です。 おしまい。(2009/09/05)

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一番下のコメントを入れた者ですが、追記させていただきます。「同じ高さに物を持ち上げるには、どの方法を使っても同じエネルギーが必要」と書き込まれた方の記載を見て、そんなに陳腐化してない話題だと再認識いたしましたm(_ _)m。例えばアポロ計画のロケットでは、約100トンの宇宙空間で使う物を持ち上げる為に約2700トンのサターンロケットを使っています(今ウィキで見ました)。ロケット方式では必要な物を持ち上げる為の燃料にプラスして、その燃料を持ち上げるための燃料、さらに追加された燃料を持ち上げるための燃料というように使う燃料が加算されてしまいます。現在のスペースシャトルもシャトルより巨大な液体燃料タンクに固形燃料補助ロケットを付けた物に、シャトルが付属して打ち上げする形です。実際に宇宙で必要なのは、人間とシャトル本体の中のさらにカーゴスペースにある何トンかの機材だけなので、エレベータでそれだけ上げられれば、圧倒的に省エネになるというお話です。 おしまい。(2009/09/05)

 テザーの重さで衛星が落ちないようにするという部分の説明ですが、「地球と反対側にも同じだけテザーを伸ばすと、衛星はバランスを維持し続けながら地球を回る。」という説明は誤解を生むと思われます。正確には、「地球の自転により軌道エレベータに掛かる遠心力がテザーの重さと釣り合うよう地球と反対側にもテザーを伸ばすと、衛星はバランスを維持し続けながら地球を回る。」となり、高度3万6千kmの静止軌道の人工衛星に対して14万2千km、約4倍のテザーを反対側に伸ばす必要があります。ただし、これは月までの距離の1/3に相当する途方もない長さの為、地球と反対側のテザーの端にカウンターウェイト(おもり)を取りつけることで軌道エレベータの全長を短くする事が考えられています。(2009/09/04)

SF好きの素人さんへ。 >地球の中心から放射方向へ極端に長い物は、潮汐力と言う力で分解する方向へ、想像できない力が働くと思います。< これが文中で述べられている材料強度の問題です。現実、上下にとてつもなく長い静止衛星なので、重心のある静止軌道部分には自分の構造の重みが、上と下から掛かってきて引っ張られています。これがカーボンナノチューブならなんとかなりそうだという計算です。クラークのSFではダイアモンドの1次元結晶の糸を使うことになっていました。 エレベーターのいいところは、ロケットなどを使わずに電力で昇り降りできることです。ということでエネルギーコストが桁違いに安いという仕組みになります。しかし、建設費はいったい幾らになるのでしょう。それに静止衛星以外の衛星やスペースデブリを一掃する必要もあるかも知れません。あと50年は着工できないでしょう。 ところでこのコメント、改行を反映させられるようにならないのでしょうか。 //(2009/09/04)

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