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地球を小惑星から守れ!レーザーを照射し320万km先の隕石を蒸発させる装置「DE-STAR」(米研究)
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 地球近傍天体が地球に衝突する危険性について、かねてから専門家が警告しているが、ついにその究極の対策が登場するかもしれない。その名もデス・スターならぬDE-STAR(Directed Energy System for Targeting of Asteroids and exploRotation)だ。



 このシステムを考案したのは、アメリカ、カリフォルニア州サンタバーバラ校の物理学者フィリップ・ルービン博士とカリフォルニア・ポリテクニック州立大学のゲーリー・ヒューズ博士の両名だ。



 DE-STARは危険な小惑星の軌道を少しずつそらす装置だ。これを実現するための技術はすでに概ね揃っており、問題となるのは実効的なシステムとするために必要となる大きさだという。

 科学誌『アース・アンド・プラネタリー・アストロフィジクス』に掲載された論文では、レーザーを照射し、小惑星を蒸発するまで熱する仕組みが論じられている。蒸発した岩石が噴出することで生まれる反動力が、小惑星の軌道をそらすのだという。

 Astrowatch.netによれば、100mのレーザー照射装置を備えたDE-STARなら、320万km先にある直径100mの小惑星の軌道をそらすことができるようだ。



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小惑星の軌道変更、組成分析、長距離移動を行う宇宙船の推進など、複数のタスクをこなすDE-STARのイメージ図(左)。レーザーによって蒸発する小惑星のイメージ図(右)。



 一方、現在開発中の出力20KwのDE-STARLITEなら、15年間の稼働で12,800km先にある300mの小惑星の軌道をそらすことができる。



 これは昨年、公開された実験中のものだ。実験では、既知の小惑星の組成に似た玄武岩に対してレーザーを照射し、白熱するまで熱することに成功している。この現象はレーザーアブレーションといい、固体表面が局所的に高温となることで表面層が蒸発し、原子、分子、プラズマなどが飛散することで起きる。



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 これによって蒸発した表面が噴出し推進力となるため、小惑星自体を推進剤とした”ロケットエンジン”にすることができる。宇宙空間なら、その軌道を変えるには十分強力だ。



 研究チームは、玄武岩を用いたシミュレーションで、実際に回転する小惑星が回転速度を落とし、方向が変化するのかどうかも確かめている。磁石で回転させた玄武岩が論文で予測された通りに逆回転するその様子は、動画からも確認できる。





DE-STAR - Deflecting Asteroids with Laser Beams



 ルービン博士によれば、小惑星の回転速度を操作できるようになれば、また別の可能性も広がるという。すなわち小惑星の調査や採取をする際に応用できるのだ。



 この技術はNASAの小惑星リダイレクトミッションが目指すところでもある。同ミッションは地球のそばにある大型の小惑星から表面のサンプルを採取し、可能であれば月周囲の安定した軌道に移動させるというものだ。



 どの小惑星も大なり小なり回転しており、サンプルを採取するには、その回転を遅くする必要があるとルービン博士は説明する。実験室の結果からは、DE-STARシステムが小惑星の回転を止め、向きを変更する上で実用的な方法であることが証明されている。



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 さらに研究チームは、DEEP-IN(Directed Energy Propulsion for Interstellar exploratioN)という推進装置も研究している。これはレーザーから放出される光子の圧力で宇宙船を推進させようというものだ。実現すれば光速に近い速度での移動が可能になる、未来の星間探査ミッションでは必要不可欠の技術である。



 また光子リサイクラーという、レーザーの光子を反射器で再利用する装置も実験している。まるでピンボールのように光子が反射を繰り返すことで力が増幅され、宇宙船を加速させるのだという。現在のところ、5乗まで増幅することに成功しているが、改良を加えればはるかに強い力が得られるようになるとのことだ。



 レーザーを動力源とする小型宇宙船はケンタウルス座アルファ星まで20年で到達できるとされている。このSFのような技術に取り組むルービン博士らの実験宇宙論グループ(Experimental Cosmology Group)の究極の目的は、高性能望遠鏡によるリモートセンシング技術を補完できるような小型探査機を開発し、宇宙へ向けて飛び立たせることだ。



 「人類最大のチャレンジの1つは、別の恒星系に探査機を送り込み、いずれは生命を調査することです」とルービン博士。DEEP-INを搭載した探査機なら、これまで達成されたいかなる速度をも上回るスピードで移動可能になるため、太陽系外調査の現実的な選択肢として注目される。もちろん、火星探査などにも応用可能で、さらには惑星の防衛にまで役に立つ。



 こうした可能性を大きく広げる研究を行うルービン博士のチームは、NASA革新的先進コンセプト(Innovative Advanced Concepts)というSFのような技術の実現を促進するプログラムからも表彰されている。



via:arxivThe mini 'Death Star' laser weapon that could save Earth from asteroids

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