調べてみよう!
宇宙エレベーターについて調べちゃおう

 地上ちじょう宇宙うちゅうをつないで、ひとものできる「宇宙うちゅうエレベーター」。SF小説しょうせつやアニメなど、空想くうそう世界せかいだけの技術ぎじゅつだとおもうのはだいまちがい。実現じつげん可能かのう技術ぎじゅつとして、注目ちゅうもくされている。宇宙うちゅうエレベーターのしくみや、実現じつげんけた活動かつどうについて調しらべてみよう。

宇宙うちゅうエレベーターってなに

 人類じんるいはじめて宇宙うちゅうったのは、1961ねんのこと。近年きんねんは、宇宙飛行士うちゅうひこうしだけでなく、一般いっぱんひと宇宙うちゅうくことができる「宇宙旅行うちゅうりょこう」も実現じつげんされている。しかし、宇宙旅行うちゅうりょこうは、まだまだすごく高価こうかで「だれでも気軽きがるに」というわけにはいかない。また、宇宙うちゅうステーションなどに物資ぶっしはこぶには、スペースシャトルなどにんではこぶしかなく、いつでもというわけにはいかない。そこで、宇宙うちゅうへの移動いどう手段しゅだんとして期待きたいされているのが「宇宙うちゅうエレベーター」だ。

提供ていきょう:NASA

 宇宙うちゅうエレベーターは、1970年代ねんだいにSF小説しょうせつ登場とうじょうしたことで有名ゆうめいになった。その原理げんりは、赤道せきどうじょう高度こうど3まん6000kmにある宇宙うちゅうステーションから、地上ちじょうへケーブルをろし、そのケーブルに、地上ちじょう宇宙うちゅうするエレベーターを設置せっちするというものだ。これだけくと、とても実現じつげんできる技術ぎじゅつにはおもえないかもしれない。当時とうじも、宇宙うちゅうエレベーターは空想くうそう世界せかいだけの技術ぎじゅつで、実現じつげんできないとかんがえられていた。たとえば、ながいうどんをはしでたか持ち上もちあげると、うどんは、うどん自身じしんおもさをささえられなくなり、ちぎれてしまう。宇宙うちゅうエレベーターもこれとおなじように、3まん6000kmものケーブルがそれ自体じたいおもみにたえられないとおもわれていた。それほどじょうぶなケーブルをつくれる素材そざいはなかったからだ。計算けいさんじょう宇宙うちゅうエレベーターのケーブルをつくるには、強度きょうど(その素材そざい破壊はかいえられる最大さいだいちから)がてつの100ばい以上いじょう素材そざい必要ひつようだといわれている。

カーボンナノチューブが宇宙うちゅうエレベーターを実現じつげんさせる!?

 だが、1991ねんに、ケーブルに必要ひつようかるさや強度きょうど実現じつげんできるかもしれない、カーボンナノチューブという素材そざいつかった。カーボンナノチューブというのは、炭素たんそでできた素材そざいで、とてもかるく、おなおもさのてつの100〜150ばい強度きょうどにできるとかんがえられている。2007ねんには、イギリスで、てつの20ばい強度きょうどにすることに成功せいこうした。日本にほんでも2025ねんまでにてつの100ばい強度きょうどにすることをめざして研究けんきゅうすすめられている。この発見はっけんにより、宇宙うちゅうエレベーターは、空想くうそう技術ぎじゅつから、実現じつげんできる技術ぎじゅつになったのだ。

リニアモーターしきのエレベーター

 ふだん、わたしたちが利用りようしているエレベーターは、ケーブルをげたりのばしたりして、上下じょうげ移動いどうしている。だが、宇宙うちゅうエレベーターは、みずからの動力どうりょくでケーブルをつたってのぼくだりする。ひとものるかごの部分ぶぶんは、はじめはちいさいが、じょじょにおおきくできるとかんがえられている。最終的さいしゅうてきには列車れっしゃのように複数ふくすう車両しゃりょうがつながったもので、たくさんのひとものはこべるようになるかもしれない。宇宙うちゅうエレベーターがうごくしくみは、いろいろかんがえられていて、リニアモーターカーとおなじで、磁石じしゃくったり、反発はんぱつしたりするちからうごくリニアモーターカーとおなじしくみも検討けんとうされている。このようなエレベーターを、リニアエレベーターというよ。

宇宙うちゅうまっているしくみ

 宇宙うちゅうエレベーターをつくるための宇宙うちゅうステーションが、赤道せきどうじょう高度こうど3まん6000kmにあるのにはおおきな理由りゆうがある。地球ちきゅうまわりをまわっている人工衛星じんこうえいせいなかには、静止せいし衛星えいせいばれるものがある。静止せいし衛星えいせいは、地球ちきゅう自転じてんおな速度そくどまわっているので、地上ちじょうからは宇宙うちゅうまっているようにえる。人工衛星じんこうえいせい赤道せきどうじょうの3まん6000kmのたかさに打ち上うちあげると、静止せいし衛星えいせいになる。宇宙うちゅうエレベーターをつくるための宇宙うちゅうステーションも、ケーブルを地上ちじょうにまっすぐのばすために、静止せいし衛星えいせいおなじように赤道せきどうじょうの3まん6000kmのたかさに建設けんせつされるのだ。ただ、宇宙うちゅうエレベーターを建設けんせつするためには、これだけではじゅうぶんではない。ながいケーブルをろすには、宇宙うちゅうステーションのバランスをとらなければならない。地上ちじょうがわだけにケーブルをたらすと、そのぶん地球ちきゅうられるちからつよくなってしまい、宇宙うちゅうエレベーターは地球ちきゅうちてきてしまう。そうならないためには、宇宙うちゅうステーションから、地上ちじょうとは反対はんたいがわにもケーブルをのばしてバランスをたも必要ひつようがある。そのため、宇宙うちゅうエレベーターの全長ぜんちょうは、地上ちじょう反対はんたいがわにのばすケーブルもふくめると、5まん〜10まんkmとかんがえられている。これは、地球ちきゅう直径ちょっけいの4〜8ばいながさになる。

提供ていきょう:JSEA

宇宙うちゅうエレベーターをつく方法ほうほう

 これだけおおきな建物たてもの宇宙うちゅうにどのようにしてつくるのだろう。建設けんせつは、まずロケットを打ち上うちあげて、赤道せきどうじょう高度こうど3まん6000kmの地点ちてん宇宙うちゅうステーションをつくることからはじまる。そして、地上ちじょうとその反対はんたい方向ほうこうにケーブルをのばす。はじめはほそいケーブルだけれど、そのケーブルを何度なんど上り下のぼりくだりして、はばやふとさをしていく。そして、はばが1mほどになったら、さらに機材きざいげて、何本なんぼんかはば1mのケーブルをつくり、最終的さいしゅうてきにはながいつつかたちにする方法ほうほうかんがえられている。

宇宙うちゅうエレベーターの模型もけいうえから、宇宙うちゅうステーション、昇降機しょうこうきひとやものをせて移動いどうする部分ぶぶん)、昇降機しょうこうき発着はっちゃくするターミナル。

ロケットより、やす安全あんぜん宇宙うちゅうける

 現在げんざい宇宙うちゅうくには、ロケットやスペースシャトルを利用りようしている。ロケットやスペースシャトルは、たくさんの燃料ねんりょうやして宇宙うちゅうかうための推進力すいしんりょく生み出うみだしているけれど、この方法ほうほうではおおくの費用ひようがかかるし、ける回数かいすうかぎられる。一方いっぽう宇宙うちゅうエレベーターは、電気でんきでかごをうごかすので、事故じこ心配しんぱいすくない。ロケットで宇宙うちゅうくのにかかる費用ひようの100ぶんの1で宇宙うちゅうけるとかんがえられていている。

 また、現在げんざい宇宙うちゅうくには、特別とくべつ訓練くんれん必要ひつようだが、宇宙うちゅうエレベーターなら、特別とくべつ訓練くんれん必要ひつようなく、どもやお年寄としよりでも宇宙うちゅうくことができるようになるだろう。

 さらに観光かんこう以外いがいにも、宇宙うちゅうエレベーターは、つき火星かせいなどへかうための中継ちゅうけい基地きちとしての役割やくわりかんがえられ、宇宙開発うちゅうかいはつにはなくてはならない技術ぎじゅつとなると期待きたいされている。

実現じつげんけておこなわれているさまざまな活動かつどう

 カーボンナノチューブが発見はっけんされたことにより、実現じつげん可能かのう技術ぎじゅつとして注目ちゅうもくあつめている宇宙うちゅうエレベーター。そのじつげんけて、世界せかいでさまざまな活動かつどうおこなわれている。

 

 アメリカやヨーロッパでは、各国かっこく研究者けんきゅうしゃあつまって宇宙うちゅうエレベーターの国際こくさい会議かいぎひらかれている。また、アメリカでは、航空こうくう宇宙うちゅうきょく(NASA)が中心ちゅうしんとなって、ケーブルをあが機械きかいのスピードをきそうコンテストも開催かいさいされており、各国かっこくから参加者さんかしゃあつまっている。

 日本では、2008ねん4がつにJSEA(日本宇宙うちゅうエレベーター協会きょうかい)が設立せつりつされ、国際こくさい会議かいぎへの参加さんか宇宙うちゅうエレベーターの情報じょうほう発信はっしんおこなっている。11がつには、JSEAが主催しゅさいとなって「だい1かい日本宇宙うちゅうエレベーター会議かいぎ」が開催かいさいされ、国内外こくないがい研究者けんきゅうしゃなどが、現状げんじょうや、実現じつげんけて解決かいけつしなければならない課題かだいはなった。また、レゴブロックを使つかって宇宙うちゅうエレベーターの機械きかいをつくり、ケーブルをあがらせる技術ぎじゅつきそ大会たいかい開催かいさいされた。さらに、2009ねんには、められたバッテリーのりょうで、ケーブルをあがらせる大会たいかい予定よていされている。

日本にほん大学だいがく理工りこう学部がくぶ精密機械せいみつきかい工学こうがくのチームが、レゴブロックでつくった宇宙うちゅうエレベーターのターミナル模型もけいふね発着はっちゃく場所ばしょや、ヘリポート、ホテルなどもかんがえて設計せっけいされている。

レゴブロックでつくられた、宇宙うちゅうエレベーターの昇降機しょうこうき模型もけい。2008ねん11がつには、ケーブルをあがるスピードなどをきそう「レゴクライマー大会たいかい」が開催かいさいされた。

 すぐに実現じつげんはできないけれど、宇宙うちゅうエレベーターは実現じつげんけて、すこしずつ前進ぜんしんしている。ちか未来みらい、だれでも宇宙旅行うちゅうりょこうたのしめる時代じだいがくるといいね。

調べ隊のおすすめ本
[ジュニア学研の図鑑] 植物

[ニューワイド学研がっけん図鑑ずかん] 増補ぞうほ改訂版かいていばん宇宙うちゅう 監修かんしゅう吉川よしかわしん

宇宙うちゅう鮮明せんめい写真しゃしんや、最新さいしん研究成果けんきゅうせいか取り入とりいれたイラスト・がふんだんに盛り込もりこまれたいっさつ宇宙うちゅう構造こうぞう宇宙開発うちゅうかいはつについてやさしく解説かいせつしてあるので、天文学てんもんがく入門にゅうもんしょにもぴったり。

調べ隊のおすすめ本

宇宙旅行うちゅうりょこうはエレベーターで」
ブラッドリー・C・エドワーズちょ関根せきね光宏みつひろやく ランダムハウス講談社こうだんしゃかん

SF作家さっかのアーサー・C・クラーク絶賛ぜっさん宇宙うちゅうエレベーター入門にゅうもんしょ。2030ねん実現じつげんけての具体的ぐたいてき建造けんぞう計画けいかく説明せつめいされており、これ1さつ宇宙うちゅうエレベーターのすべてがわかる。

おまけに調べちゃおう! 日本にほん科学かがく未来みらいかん

最先端さいせんたん科学技術かがくぎじゅつ中心ちゅうしん紹介しょうかいしている科学かがくかんのサイト。館内かんないでは、宇宙うちゅうエレベーターをテーマにしたアニメ「宇宙うちゅうエレベータ 〜科学者かがくしゃゆめみる未来みらい〜」が公開こうかいされている。

調べ隊リンク集 JSEA(日本にほん宇宙うちゅうエレベーター協会きょうかい

宇宙うちゅうエレベーターのしくみや、国際こくさい会議かいぎのようすなどが紹介しょうかいされている。宇宙うちゅうエレベーターについての情報じょうほう満載まんさいのサイトなので、宇宙うちゅうエレベーターに興味きょうみがわいたらチェックしてみよう。

Aoki LAboratory 青木あおき研究室けんきゅうしつ

日本にほん大学だいがく理工りこう学部がくぶ青木あおき義男よしお先生せんせいのサイト。どう学部がくぶ精密機械せいみつきかい工学こうがくのチームが、レゴブロックを組み立くみたててつくった宇宙うちゅうエレベーターの昇降機しょうこうき(※ひとものせて移動いどうする部分ぶぶん)の動画どうがることができる。


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