宇宙船にとって大きな飛躍につながる6つの小さなステップ
アラン・ボイル著
ワシントン州スポケーン発 ― 宇宙船の動力源として、もっと良い方法はあるのだろうか？ロケット開発の基本的なツールは90年近くかけて改良されてきたが、物理学の限界もある。キム・スタンリー・ロビンソン氏の新刊『オーロラ』に描かれているように、もし私たちが他の恒星系に何かを送りたいと思ったら、新たな技術を開発する必要があるだろう。
これらの技術の一部は、今週スポケーンで開催されている世界SFコンベンション「サスクアン」の宇宙船の芸術と科学に関するセッションで発表されました。そして、これらの技術の多くはシアトルに根ざしていることが判明しました。以下に、6つの研究分野の概要と、シアトルの関連リンクをご紹介します。
イオン・ドライブ：これは「スタートレック」に登場する宇宙船の「インパルス・パワー」を供給するエンジンですが、この技術はフィクションではなく科学的事実です。現世代の太陽光発電式イオンスラスターは、手に持つと紙切れが重くなる程度の推進力しかありませんが、NASAのケレスとベスタへのドーン・ミッションや、地球近傍小惑星への将来のミッションでは重要な役割を果たしています。エアロジェット・ロケットダインのレドモンドオフィスは、電気推進の開発において重要な役割を果たしています。
光帆とプラズマ帆：太陽帆は、太陽からの光子の圧力を利用して、搭載燃料なしで宇宙船を太陽系内（あるいは太陽系外）へ推進させることができます。まるでヨットが湖を横切るように。この技術の最新テストは今年初め、惑星協会のライトセイルのプロトタイプを用いて実施されました。将来的には、レーザー光線やプラズマ粒子の指向性ビームを用いて、恒星間飛行の推進力を高めることができるかもしれません（「オーロラ」で描写されているように）。ワシントン大学の高度推進研究所は、プラズマが推進する「ミニ磁気圏」の創出を研究しています。
核融合推進：数十年前、研究者たちは原子力を使って宇宙船を遠く離れた目的地まで打ち上げるという話をしていました。（「プロジェクトNERVA」や「プロジェクトオリオン」を調べてみてください。）「オーロラ」は、26世紀までに宇宙で核融合エネルギーを利用する方法が解明されていることを前提としていますが、レドモンドに拠点を置くMSNWなどの企業は、それよりずっと前に実現することを目指しています。（MSNWはまた、EMドライブをめぐる現在の論争を想起させる電磁スラスターの開発にも取り組んでいます。）
宇宙での組み立て：もし軌道上で3Dプリントされたティンカートイ風のカーボンファイバー製支柱で宇宙船を組み立てられたらどうだろう？ ボセルに拠点を置くテザーズ・アンリミテッド社がSpiderFabシステムでまさに実現しようとしているのがこれだ。「ラボの裏に数十メートルのトラスを作りました」と創業者のロバート・ホイト氏は語る。次のステップは、SpiderFabの技術を宇宙でテストすることだ。ホイト氏によると、ロボットの「トラスレーター」と「スピナーレット」は、電波天文学用の大型アンテナや、宇宙電力システム用の太陽電池アレイを組み立てることができるという。（テザーズ・アンリミテッド社は、推進力と軌道離脱のためのテザーも開発しており、太陽光発電による水上推進システムの開発にも取り組んでいる。）
空中給油：ワシントン大学先端推進研究所のロバート・ウィングリー氏は、地球近傍小惑星から採取した資源を将来の宇宙船の燃料として利用するというアイデアに注力していると述べています。これは、2025年までに小惑星採掘の開始を目指しているレドモンドに拠点を置くプラネタリー・リソーシズ社にとってまさに理想的な分野です。「エネルギー特性とコストを考えると…その場で資源を利用する必要があるという結論に達します」とウィングリー氏は言います。「プラネタリー・リソーシズ社に投資するのが賢明です。」
宇宙エレベーター：最初の5つの技術は、宇宙船を軌道に乗せれば機能するように設計されていますが、どうやってそこに到達するのでしょうか？今のところ、化学ロケットが唯一の方法ですが、将来的には、地元の作家ニール・スティーブンソンの最新SF大作『セブンイーブス』で描かれているように、ペイロードを鉄道で空へ運ぶことができるようになるかもしれません。ホイト氏はスティーブンソン氏の執筆中に助言していました。「彼はテザーに関する知識をほぼ完璧に理解していました」とホイト氏は言います。今週末、シアトルの航空博物館で開催されている2015年宇宙エレベーター会議に、その場で参加できます。
