宇宙エレベータ単語

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宇宙エレベータ(軌道エレベータ)とは、地上と宇宙エレベータでつなぐ輸送機関である。

概要

宇宙エレベータ(軌道エレベータ)とは、惑星の地表から静止軌*1上のプラットフォームまでを構造物(ケーブル、レール、など。以降は便宜上ケーブルとする)で繋ぎ、そこを運搬機で上下に輸送するエレベータのことである。
エレベータの運搬機は電気を動とし、ロケットを使用するよりも安全に低コストで物資を輸送することができると期待されている。

構造や特徴など

  • 全体(静止軌上のプラットフォームとケーブル)の遠心力重力を上回るように(プラットフォームが静止軌の同じ位置に留まっていられるように)、プラットフォームの地表とは反対側にもカウンター質量を配置して調整する。(ケーブルを伸ばしたり、重りを付けるなど)
  • 地球の直径が約12,756kmであるのに対して、静止軌が高度約35,786kmであり、さらにプラットフォームの反対側にもケーブル伸びることを考慮すると宇宙エレベータ(軌道エレベータ)の全長はかなり長いものであることが分かる。
  • 静止軌なので、地表側の設置場所も上であればケーブルにかかるを小さくできる。
  • 現在構想中の軌道エレベータの中で最も有なものは全長96000km、合計質量がおよそ1400トンであり、全体の規模からみると非常に軽い。ケーブルも非常に薄く、ケーブル1kmあたりの質量は僅か7kgとなる。
    このため、ケーブルが切断される事態に見舞われたとしても、SFで描かれるように破滅的な被害をもたらすのではなく、ケーブルがひらひらと舞い落ちるように落下していくだけである。結果、一部の混乱を除き、地上建造物への被害はほとんどないと考えられている。
  • 現時点ではケーブルに使用する素材の実用化を始めとして解決できていない技術的な問題がいくつもあるため、実現の見通しは立っていない。ただし、近年では実現に向けて研究する機関や団体も数を増している。

*1 静止軌
転周期が惑星の自転と同期する軌のこと。
静止軌衛星を配置すると、地上のある地点から見かけ上は常にの同じ位置に衛星があるように(静止しているように)見える。
身近な例:衛星放送用の通信衛星
衛星放送用の受信アンテナは、に向けて方向と度を合わせて設置した後は変更の必要がない。
 そのアンテナの向いた先の(見かけ上)同じ位置に常に衛星がいるためである。)

歴史

宇宙エレベータの基本となるアイディアは「宇宙旅行」とも呼ばれるロシアコンスタンティンツィオルコフスキーによるもので、上に静止軌まで届くを建てれば、その頂上では重量状態になるであろう、というものであった。1895年(19世紀!)の事である。

ただし、地上からこのようなを建てる事はまず不可能と言ってよく、当のツィオルコフスキーもこれは単なる思考実験として、ロケット推進の研究にを注いでいる。

半世紀ほど経った1960年、同じくロシア(当時はソ連)のユーリアルツターノフが、逆に静止軌からケーブルアイディアを発表。これが現在考えられている宇宙エレベータの基本となった。

を建てるよりは現実味が増したものの、依然としては高かった。後の計算によれば要されるケーブルの強度(破断長)は鋼100倍以上。もちろんそんな素材実在しない。

強度を補助するためのテーパ構造や、いっそのこと地上との接続を諦めるアイディアなどが考えられ、また材料側でもいくらかの進展はあったものの、宇宙エレベータはしばらくの間、単なるSFガジェットとして扱われてきた。

1991年カーボンナノチューブが発見され、これがどうにか要強度に達しそうだと言うことが分かり、ようやく宇宙エレベータに実現の可性が出てきた。

その後、日本では2010年代に入ると未来の技術として紹介されるようになり、徐々に一般への認知も進んできたが、何故かそれまで使われてきた「軌道エレベータ」のに代わり「宇宙エレベータ」という名称が使われ出した。解せぬ

とはいえ、2016年現在カーボンナノチューブもその他有望とされる新素材も、まだまだケーブルとして使えるような形にはなっておらず、実際に使えるのかどうかは不明である。今後の技術の進歩に期待したい。

フィクションの世界での扱い

1979年アーサー・C・クラークSF小説楽園』に登場させて以来、SF分野の小説アニメ漫画では割とポピュラーな題材として扱われている。
また、古くから現在に至るまでフィクションの作品に登場する場合は「軌道エレベータ」または「軌~」の名称の方が使われることが多い。

劇場版 仮面ライダーカブト GOD SPEED LOVE』で、初めて実写化された(ただし、ケーブルなどはもちろんCG)。

宇宙エレベータ(軌道エレベータ)の登場する作品

ニコニコ大百科に個別記事のある作品は、題名を太字で記載している。

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宇宙エレベータ

209 ななしのよっしん
2018/11/18(日) 15:37:58 ID: f+gk9Brnjv
宇宙側に船を置いて、そこからすいーっとワイヤー垂らしてきてそれに伝って上がってくる、使用後はワイヤー燃やす、っていう使い捨て式とかどうじゃろな
210 ななしのよっしん
2018/12/25(火) 10:09:46 ID: a7sPYgFw1R
近年のガンダムを中心にしてロボアニメ地球宇宙の輸送を結ぶ重要拠点として
マスドライバーから軌道エレベータに変わりつつあるけど
SF設定としてどっちが整合性あるかは別として)妥当な判断だと思う。

マスドライバーの方はビジュアルからし地味すぎて重要拠点感がまったくないけど、軌道エレベータは「ああ、この世界の重要施設なんだな」って見た一発でわかる。
ガンダムSEEDなんか戦闘のほとんどが地球上のマスドライバーの奪い合いだって設定だけど視聴してても全然ピンと来ないしな
211 宇宙塔
2019/03/17(日) 18:13:38 ID: XX6xC2EnsQ
高さ300kmの宇宙に届くは、自重の約101倍の圧縮負荷に耐えられる材料であれば建設できます。https://uchuutou.jimdo.comexit を御読み戴ければ、それが明解に理解できます。例えば、ハニカム構造のアルミニウムパイプでも「宇宙」は建設できます。
 銀河鉄道999のように,宇宙を西から東に上昇30度で200km,東端の高さを100kmに建設,真空ポンプで内部を減圧したチューブ軌を敷設,リニアモーター駆動のマスドライバーにより加速度2G(19.6m/s^2)で10分間,加速し,第二宇宙速度で射出すると,地球の引を振り切り,宇宙に飛び出せます。
 宇宙の東端の高度100kmの気圧は、地表/ゼロメートルの気圧の100万分の1です。チューブ軌の内部は、全区間3,528kmを真空ポンプでゼロメートルの気圧の100万分の1まで減圧します。チューブ軌は,地上の坦部と宇宙の上昇30度の長さ200km部分を含めて全長が3,528kmになります。
 直下のアフリカ大陸や南アメリカ大陸に西から東に3,528kmのチューブ軌
(省略しています。全て読むにはこのリンクをクリック!)
212 ななしのよっしん
2019/03/18(月) 02:10:35 ID: QF5PFdMjih
ガンダムエースコンバット世界マスドライバーは巨大空港に毛の生えたくらいの代物だからなぁ。
実際>>211みたいに宇宙速度に片手でもかけようと思ったら、最低限成層圏に到達して、長さも100km単位からの巨大施設になるんだけど。

まぁ、「じゃ、それ映像作品としてどう見せるのさ?」と言われると、
まで伸びる軌道エレベータの分かりやすさには到底かないそうにないが。
213 ななしのよっしん
2019/04/28(日) 22:01:38 ID: kbsi1bHMO1
地上からバベルの塔の如くに向かって建設すると考えると遠い未来の技術に感じるが、上から紐を垂らすってイメージにするとそう不可能でもなく感じてくるよな
仮に破壊されても地上側はヒラヒラと落ちてきて、宇宙側は遠心力で少しずつ地球から離れていくんだっけ?多分姿勢制御スラスターか何かでなんとかなっちゃうんだろう

仮に素材の技術的な問題がクリアされても、実際には地上プラットフォーム側の領土とか資とか政治的な問題を解決するほうがずっと困難になりそう
214 ななしのよっしん
2019/05/12(日) 20:00:30 ID: t+zqHO2vq+
破壊の方法にもよるんじゃない?

とあるアニメでは宇宙空間にあるカウンターウェイトを破壊し遠心力を減らすことで、大地をムチ打つように落下させて地上を壊滅させる計画が描かれてた。
十分な破断強度を持たせていれば可かもね。
215 ななしのよっしん
2019/09/19(木) 15:23:58 ID: Ykb6kEFMge
https://jp.techcrunch.com/2019/09/14/2019-09-12-scientists-propose-spaceline-elevator-to-the-moon/exit

ラグランジュL1点を挟んで静止軌を結ぶエレベータならば従来のケブラーなどでも作れそうだという意見。ただ、節約出来る燃料的にはあまりうまみはなさそうだ。
216 ななしのよっしん
2019/09/19(木) 15:26:55 ID: 6ZongjJ9zR
217 ななしのよっしん
2020/05/16(土) 16:48:08 ID: ahxncw/BcM
>>215
翻訳ひどすぎ
地球を結ぶとか書いてないし

しかしの自転と転周期が同じでというのは使える…のかな
218 ななしのよっしん
2020/06/10(水) 10:50:55 ID: GQSSdgKUX+
400kmの国際宇宙ステーションですらヒィヒィ言いながら建設したのに、36000kmの静止軌に糸の製造工場を建設しないといけないんだよな…

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