5月 17, 2022

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科学者たちは、45日で火星に宇宙船を送ることができるレーザー誘導システムを開発しています

NASAは、人間が赤い惑星に到達するのに約500日かかると予想していますが、カナダのエンジニアは、レーザーベースのシステムがその旅をわずか45日に短縮できると言います。

米国の宇宙機関は1930年代半ばに乗組員を赤い惑星に派遣することを計画しており、ほぼ同時に中国も火星に人間を着陸させることを計画しています。

カナダのモントリオールにあるマギル大学のエンジニアは、水素燃料を加熱するためにレーザーを使用する熱レーザー推進システムを開発したと述べています。

これは、地球から発射された大型レーザーを使用して、宇宙船の太陽光発電アレイに電力を供給し、電気を生成して推進力を発生させる、指向性エネルギー推進力です。

宇宙船は地球の近くで非常に速く加速し、次の月に火星に向かって競争し、赤い惑星に着陸するために主要な宇宙船を打ち上げ、次の打ち上げのためにリサイクルするために残りの宇宙船を地球に戻します。

わずか6週間で火星に到達することは、以前は核分裂を動力源とするロケットでのみ可能であると考えられていたものであり、これは放射線リスクの増加をもたらします。

宇宙船は地球の近くで非常に速く加速し、次の月に火星に向かって競争し、赤い惑星に着陸するために主要な宇宙船を打ち上げ、次の打ち上げのためにリサイクルするために残りの宇宙船を地球に戻します。

NASAは、人間が赤い惑星に到達するのに約500日かかると予想していますが、カナダのエンジニアは、レーザーベースのシステムがその旅をわずか45日に短縮できると言います。 アーティストの印象

NASAは、人間が赤い惑星に到達するのに約500日かかると予想していますが、カナダのエンジニアは、レーザーベースのシステムがその旅をわずか45日に短縮できると言います。 アーティストの印象

に話しかける 今日の宇宙研究の背後にあるチームは、このシステムが太陽系内の迅速な輸送を可能にする可能性があると述べました。

指向性エネルギー推進は新しいアイデアではありません。最近、レーザーを使用して最も近い恒星系であるプロキシマケンタウリに相対論的な速度で小さなライトセイルプローブを送ることを目的としたプロジェクトであるBreakthroughStarshotで注目を集めました。

このシステムは、レーザーを使用して宇宙船を深宇宙に、相対速度(光速の何分の1か)で推進します。レーザーが強力であればあるほど、宇宙船は高速になります。

一部の研究では、わずか3日で200ポンドの衛星を火星に送ることができ、大型の宇宙船は約1〜6週間かかると予測しています。

コンセプトには、地球上にギガワットの容量を持つレーザーアレイが必要です。これは、宇宙に打ち上げられ、宇宙船に取り付けられたライトセイルに向けられて、光速の何分の1かで高速に加速されます。

マギル大学の卒業生であり、デルフト工科大学の航空宇宙工学の修士課程の学生であるエマニュエル・ドブレイは、これが火星への旅行に適用できることを示唆する論文を発表しました。

指向性エネルギー推進は新しいアイデアではありません。最近、レーザーを使用して最も近い恒星系であるプロキシマケンタウリに相対論的な速度で小さなライトセイルプローブを送ることを目的としたプロジェクトであるBreakthroughStarshotで注目を集めました。

指向性エネルギー推進は新しいアイデアではありません。最近、レーザーを使用して最も近い恒星系であるプロキシマケンタウリに相対論的な速度で小さなライトセイルプローブを送ることを目的としたプロジェクトであるBreakthroughStarshotで注目を集めました。

米国の宇宙機関は1930年代半ばに乗組員を赤い惑星に派遣することを計画しており、ほぼ同時に中国も火星に人間を着陸させることを計画しています。 アーティストの印象

米国の宇宙機関は1930年代半ばに乗組員を赤い惑星に派遣することを計画しており、ほぼ同時に中国も火星に人間を着陸させることを計画しています。 アーティストの印象

彼は今日の宇宙に次のように語っています。

私たちは、同じレーザー技術を太陽系の高速伝送にどのように使用できるかに興味を持っていました。これは、この技術を実証できる短期的な出発点になることを願っています。

チームの仮想宇宙船では、地球上のどこかに直径32フィート、100メガワットのレーザーアレイを構築する必要があります。

使い方

32フィート、100ワットのレーザーアレイは、低軌道にある宇宙船に向けてターゲットビームを発射します。

レーザーは、ソーラーパネルと同じように機能するインフレータブルリフレクターを介して水素加熱チャンバーに焦点を合わせますが、より多くの電力を取り込みます。

チャンバー内の水素スラスターは、宇宙船を前進させるノズルから排出されます。

これにより、宇宙船を高速に推進するのに十分な推力が発生します。

打ち上げから6週間以内に火星に到達する予定です。

「私たちのアプローチでは、巨大な蒸気ボイラーと同様に、宇宙船へのより強力なレーザーの流れを使用して、推進剤を直接加熱します」とドベリ氏は述べています。

「これにより、宇宙船は地球に接近したまま高速で加速できるため、レーザーを宇宙のはるか遠くに焦点を合わせる必要がありません。」

火星に到達すると、大気圏に突入し、乗組員のキャビンが分離して着陸する可能性があります。

同じレーザー駆動のロケットエンジンを使用して、ブースターが火星にメインローバーを飛ばした後、地球の軌道に戻すこともでき、次の打ち上げのためにすばやくリサイクルできると思います。

これは、光レーザー技術の開発における現在の傾向を考えると、火星に向かう宇宙船に電力を供給するのに十分であろう。

これは、膨張式反射器を介して水素加熱チャンバーにレーザーを集束させることによって機能します。水素スラスターは、ノズルから排出されて前方に押し出されます。

「私たちのアプローチでは、巨大な蒸気ボイラーと同様に、宇宙船へのより強力なレーザーの流れを使用して、推進剤を直接加熱します」とドベリ氏は述べています。

「これにより、宇宙船は地球に接近したまま高速で加速できるため、レーザーを宇宙のはるか遠くに焦点を合わせる必要がありません。」

「私たちのグレスターのような宇宙船は、まだ地球に近いうちに非常に速く加速しています。この方法は、火星からそれを戻すのに役立つ可能性があります。火星では、途中で送信する準備ができている大きなレーザーアレイがありません」とドブレイは説明しました。

「同じレーザー駆動のロケットエンジンを使用して、ブースターを火星に投げた後、地球の軌道に戻すこともできると思います。これにより、次の打ち上げのためにすばやくリサイクルできるようになります」と彼はユニバーストゥデイに語った。

インフレータブルリフレクターは、太陽光発電パネルよりも単位面積あたりのレーザー出力を維持できるように反射率が高くなるように設計されているため、テクノロジーが適切に機能するための鍵となります。

これが、地上にある比較的控えめなレーザーアレイ(直径32フィート)での作業を可能にするものです。

宇宙飛行士は宇宙での時間を短縮することで、より低いレベルの放射線に遭遇し、火星への旅行をより安全にすることができます。

宇宙船が6週間以内に火星に到達できるようにするには、すべての新しい要素が必要になります。これは、NASAが予測した9か月よりもはるかに短い時間です。

「単一の光学要素として機能する光ファイバーレーザーのアレイ、膨張可能な宇宙構造を使用して、レーザービームが宇宙船に到達して加熱室に入るときにレーザービームの焦点を合わせることができます」とドベリ氏は述べています。

また、「宇宙船が到着時に火星の大気に打ち勝つことを可能にする高温材料を開発している」。

雰囲気を壊す能力は、カムバックを可能にするトリックです。

問題は、これらのテクノロジーの多くがまだ初期段階にあり、現実の世界でテストされていないことです。2035年までにそれらの実現可能性について疑問が投げかけられています。

「レーザーの熱室はおそらく最大の課題です」とドブレイは今日の宇宙に、水素ガスが含まれている可能性があることに懐疑的であると語った。

カナダのモントリオールにあるマギル大学のエンジニアは、水素燃料を加熱するためにレーザーを使用する熱レーザー推進システムを開発したと述べています。 アーティストの印象

カナダのモントリオールにあるマギル大学のエンジニアは、水素燃料を加熱するためにレーザーを使用する熱レーザー推進システムを開発したと述べています。 アーティストの印象

彼は、「レーザービームによって10,000 Kを超える温度に加熱されると同時に、部屋の壁を涼しく保つ」ため、収容できるかどうかを尋ねます。

私たちのモデルはこれが可能であると言っていますが、必要な100 MWレーザーをまだ構築していないため、現在、大規模なパイロットテストは不可能です。

Doplayの仕事を監督したMcGillのAndrewHiggins教授は、次のように述べています。

私たちの研究では、レーザーへの熱的アプローチを検討しました。これは勇気づけられるように聞こえますが、レーザー技術自体は真のゲームチェンジャーです。

結果はプレプリントで公開されました arXiv

NASAは、月面着陸後の2030年代に有人ミッションを火星に送る予定です。

火星は、人類の宇宙探査の次の大きな飛躍になりました。

しかし、人間が赤い惑星に到達する前に、宇宙飛行士は1年間の任務で月に戻る一連の小さな一歩を踏み出します。

月周回軌道の重要な詳細は、1930年代に火星へのミッションにつながったイベントのタイムラインの一部として明らかにされました。

NASAは、昨日ワシントンDCで開催されたHumans to Mars Summitで、いつの日か人間が火星を訪問できるようになることを望んでいる4段階の計画(写真)の概要を説明しました。 これは、今後数十年にわたって月への複数のミッションを必要とします

NASAは、昨日ワシントンDCで開催されたHumans to Mars Summitで、いつの日か人間が火星を訪問できるようになることを望んでいる4段階の計画(写真)の概要を説明しました。 これは、今後数十年にわたって月への複数のミッションを必要とします

2017年5月、NASAの政策および計画担当副局長であるGreg Williamsは、宇宙機関の4段階の計画について概説しました。この計画では、いつか人間が火星を訪れることができるようになることを期待しています。

第1段階と第2段階 それは、飛行のためのステージングエリアを提供する生息地の建設を可能にするために、月の空間への複数の飛行を含みます。

納品される最後のハードウェアは、実際の深宇宙輸送機であり、後で乗組員を火星に輸送するために使用されます。

火星での生活のシミュレーションは、2027年に1年間実施されます。

第3フェーズと第4フェーズは、2030年以降に開始され、火星システムと火星表面への持続可能な乗組員の飛行が含まれます。

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