RESEARCH

研究背景

人類が初めて宇宙へと人工物を送ってからから、既に50年以上もの時が経っており、この間、宇宙太陽光発電衛星や宇宙ホテルなどといった宇宙空間における大型施設の構想が数多くなされてきました。しかし、現在このような一万トンを超える大型施設は実現しておらず、宇宙空間における最大の人工物は国際宇宙ステーション(344トン)にとどまっています。大型施設を建設する上で最も大きな問題となっているのは打ち上げ費用です。現在打ち上げには1トン当たり10億円程度の費用が掛かり、一万トンを超えるような施設を作るには打ち上げだけで10兆円もの費用が掛かることなります。よってこのような施設を現実的なものとするには打ち上げ費用を100分の1程度にまで減らすことができる画期的なシステムが必要となります。そこで、全く新しい推進システムとして提唱されているのがマイクロ波ロケットです。[1]

マイクロ波推進機モデルプラズマ着火時の映像

マイクロ波ロケットの作動原理

マイクロ波ロケットは、地上に設置したビーム基地からミリ波帯のビームを推進器に照射し、そのエネルギーで推進器内部の空気を加熱し、推力に換えるシステムです。大気圏内において大気を推進剤として利用するため、高いペイロード比を実現できること、ターボポンプ等の複雑な機構が不要であり機体の構造が非常に簡素であること、また、地上ビーム基地は何回でも使用が可能であることから一回あたりの打ち上げを劇的に安価にすることが可能となります。

170GHz ジャイロトロン日本原子力研究所 加熱工学研究室

ミリ波放電実験

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数値計算による再現

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参考文献

[1]Y. Oda et al. “Plasma Generation Using High-Power Millimeter-Wave Beam and Its Application for Thrust Generation,” J. Appl. Phys., 100 (2006), 113307
[2]

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