超天空への夢の架け橋！　軌道エレベータ

瓦斯人間第壱号 #その他乗り物
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ジョニは子供の頃、

人工衛星artificial satelliteは、なんで落ちないか、不思議でしょうがなかったのだ！？
（この間ドイツの衛星が落ちたけど？）

ウルトラマンの科特隊＝SSS　SCIENCE SPECIAL SERCHPARTY
のビートル（JET VTOLM1～M11型まであるぞ）
のハイドロジェネート　サブ　ロケットエンジン（通称・宇宙ビートル）
なんか　派手に火を吹いて宇宙を飛んでいるに・・

現実の衛星は、ロケット噴射なんかしてなくても飛んでるぞ！

なんでや～(ﾟヘﾟ)？　

そんな疑問に答えてくれる賢人は　少年ジョニの廻りにはいない・・

そこで　小学校の若いおなご担任に聞いてみた。


これは、記憶にある本当の話である！

「先生　なんで人工衛星は落ちないの？」

「宇宙は無重力だから落ちないのよ」

「むじゅうりょく　てなんじゃ？」

「風船みたいに重さがなくなちゃうのよ」

「じゃぁ　なんで　ガラダマ（隕石のことをそう呼んでいた）
は、落ちてくるんじゃ？」

「隕石は流れ星だから落ちていいのよ」

「・・・・・？」

うおおお～　スターダスト・メモリーやぁ～～

おい！　小学生をなめるな(｀Д´)

専門外とはいえ、当時の小学校の教職員のレベルはこの程度である。

このおなご先生の言うことを信用しないでよかった・・・？

ところで　みんなは、自分の子供に、こんな質問されてちゃんと答えられるかい？


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衛星軌道上でも地球重力gravitationはあるのだ！

だから人口衛星も落下しつづけているのだ。
墜落する飛行機と同じで自由落下してるから、中は無重力になるが・・

答えは、大空に虹をかけ！　レインボー戦隊ロビン　で言ってるでぇのう

つまり秒速７．９ｋｍ/ｈの高速だと　弾道曲線ballistic curveが、
地球の表面の孤と同じになっちゃうこちゃのう

高度が高くなると　その速度は遅くなるよ
地面から離れるほど　地球重力が少なくなるんでのう。

だったら　自転速度と同じになる高度があるんじゃないかというと？

赤道上の高度35786kmの円軌道がその静止軌道なのだ。
同期軌道 (GEO: Geosynchronous Orbit)というのだ。


約３６０００キロ！？？　高いたかい～めちゃんこたか～い？

国際宇宙ステーションInternational Space Station、略称 ISS
なんぞ　わずか４００ｋｍだ
だから秒速約7.7km（時速約27,700km）で飛行していたんだけど

静止軌道は秒速約３.１km(時速約11,100km)で自転と同期する

でも　この高軌道にのせるにゃ文字通り高い技術がいるんじゃのう
需要も高いが、打上げコストも高い・・　

ちなみに　キャップテンウルトラ の
宇宙ステーション・シルバースターでさえ　高度４２００ｋｍだぞ・・


静止軌道が百階建の超高層ビルの高さだとすると
ISSは１階と２階の間を飛んでることになるんだから・・

この低軌道low orbitの高さは、まだまだ大気圏atmosphereなのだ　
８００ｋｍまでが大気圏（熱圏thermosphere）なんだそうだ。
いずれ墜落するな・・

でも高度１００ｋｍ以上を宇宙と
国際航空連盟Federation Aeronautique Internationale, FAI
が定義しているから　立派な宇宙空間だけどね～


じゃあ　そこから　ロープを垂らして人や物をよじ登らせちゃえば
という発想が　軌道エレベータ　なのだ！

地表から静止軌道以上まで伸びる軌道を持つエレベーターだよ

まさに　芥川龍之介の　蜘蛛の糸　だね

キリスト教圏では、旧約聖書（創世記Genesis）におけるヤコブの話に因んで
「ヤコブの梯子」
縄梯子ジェイコブス・ラダーJacob's Ladderの語源だな

ジャックと豆の木Jack and the Beanstalkの　
ビーンストーク（豆の木）なんて呼ばれている。

ジョニ思うに　御釈迦様の天上界があるとすると　雲の上
だから　対流圏 troposphereの上ぐらいだのう？？

せいぜい１０ｋｍだ！？

そんくらいなら鋼鉄製ワイヤーでも可能だけど

蜘蛛の糸は　その５倍　

１ｍｍの太さがあれば人一人、
鉛筆ぐらいの太さがあればボーイング747（Boeing 747）を吊るす事ができるのだ！

ちなみに　蓑虫の糸は、それの２．５倍

こんな繊維は現在人工的には造れんのだ。蟲おそるべし？



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しかし、

静止軌道は、その謎の天界？天国heaven？の３６００倍もある？

鋼鉄のワイヤなんぞ　５０ｋｍで自重で切れてしまう。

これを引っ張り強さ/密度（破断長）という
鋼鉄は重すぎるのだ。

でも　上に行くほど重力が弱まるんで、
破断長4,960kmほどの物質があれば軌道エレベータは建造できるが、

ケブラーKevlar繊維でも200km程とまったく足りない・・

テーパーを付けるという手もあるが・・

かっては、必要な強度を持つ素材が存在しなかったため
SF作品などの　空想の産物で　うすらごと　だったんだけど、


ウィスカー (Whisker)が実用化されて
さらに　カーボンナノチューブ（Carbon nanotube、略称CNT）
が発見されて　にわかに注目され始めたんだのうｖ(｡・・｡)

研究プロジェクトが発足しているぞ！

地上から静止軌道以上まで延びる構造物（塔、レール、ケーブルなど）
に沿って運搬機が上下することで宇宙と地球の間の物資を輸送できる。

動力を直接ケーブル等に伝えることで、
噴射剤の反動を利用するロケットよりも安全に、

かつ遥かに低コストで宇宙に物資を送ることができるのだ！

しかも　バランスをとるため反対側にも伸ばすので
その先端を宇宙船の発着場にすれば、強大な遠心力で
室伏選手のハンマーのごとく？
簡単に　第二宇宙速度が燃料なしでだせるんで、各惑星に跳んで行けるんじゃ！


うおおおお～　前置きが長すぎて(-_-;)

本題の軌道エレベータを書けなくなってしまった。

気が向いたら　次号に続く？？


BGMは、　capsule/宇宙エレベーターのピアノバージョンだよ！


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