科学者が他の星へ高速飛行する新しい方法を発見：指向性エネルギーレーザー

宇宙 — 宇宙飛行技術は過去 10 年間にわたって発展を続けてきました。 まず、宇宙船の推進システムと速度が、広大な宇宙を探索したいという人類の渇望を満たす鍵となります。

宇宙探査の将来には、これまで以上に地球から遠く離れた場所にミッションを送るという野心的な計画が含まれています。 宇宙にインフラを構築し、月や火星に定期的に有人ミッションを派遣することが最重要プログラムです。

その提案以外にも、ロボットミッションを太陽系の外、太陽の重力レンズの焦点距離、さらには近くの星に送り込んで系外惑星（太陽系外の惑星）を探査する計画もある。 この一連の目標には、高推力と安定した加速を可能にする次世代の推進力が必要です。

集束レーザー回路または 指向性エネルギー (DE)それでは ライトセイル （ライトセイルまたはソーラーセイル）は、広く研究されている方法です。 これらには、Breakthrough Starshot および Swarming Proxima Centauri 機器が含まれます。 これら 2 つ以外に、モントリオールのマギル大学のチームは、太陽系探査用の新しいタイプの指向性エネルギー (DE) 推進システムを提案しました。

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最近の論文で、チームはレーザー熱推進 (LTP) スラスター施設の初期結果を共有しました。 結果は、この技術が星間ミッションに高い推力と比推力を提供する可能性があることを示しています。

研究チームは、マギル星間飛行実験研究グループ（IFERG）の学部研究研修生であるガブリエル・R・デュベ氏と、IFERG主任研究員であるアンドリュー・ヒギンズ准教授によって率いられました。 メンバーは、デルフト工科大学 (TU Delft) の大学院研究員である Emmanuel Duplay です。 シエラ・リエル、IFERG 夏季研究アシスタント。 カナダ王立陸軍大学准教授のジェイソン・ロワゾー氏。

チームは、以下のフォーラムの論文で、2024 AIAA Science and Technology Forum and Exhibition でその結果を発表しました。 ヒギンズと彼の同僚は、もともとこの概念を 2022 年の論文で提案しました。 アクタ・アストロノーティカ dengan judul 「レーザー熱推進を使用した火星への高速輸送ミッションの設計」

報告どおり 今日の宇宙 当時、LTP はスターショットやプロジェクト ドラゴンフライ (タイタンに向かう NASA のヘリコプター) などの星間コンセプトからインスピレーションを得ていました。 しかし、マギル社のヒギンズ氏と彼の同僚は、同じ技術を使ってわずか 45 日で火星へ、さらには太陽系全体への迅速な輸送ミッションをどのように可能にするかに興味を持っています。

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彼らによれば、この方法は関連する技術を検証し、（太陽系外の）星間ミッションへの足がかりとしても機能する可能性があるという。 当時ヒギンズ氏がUniverse Todayに語ったところによると、このコンセプトは新型コロナウイルス感染症のパンデミックの最中、研究室に入ることができなかったときに思いついたという。

「私の生徒たちは、太陽系での短期ミッションで、ブレークスルー・スターショットで想定されているような大型レーザーアレイをどのように使用できるかについて、詳細な概念的研究を行いました」と彼は語った。

ヒギンズ氏とチームは、ブレークスルー・スターショットで計画されていた直径10km、100GWのレーザーを使用するのではなく、直径10メートル、100MWのレーザーに限定した。 彼らの結果は、レーザーが月とほぼ同じ距離まで宇宙船に電力を供給できることを示している。

「水素推進剤を10,000K秒まで加熱することにより、レーザーは高い比推力と推力の『聖杯』になる可能性がある」とヒギンズ氏は述べた。