軌道エレベータ 軌道エレベーター 2011‐6‐23 MR9045 小西健一
もくじ 1軌道エレベータって？ 2利点 3建築方法 4課題
軌道エレベータ 軌道エレベータとは，地表から静止軌道を昇降するエレベータ 宇宙空間への進出手段として構想されているが、現状の技術レベルでは建造が非常に困難であるため、その構想のほとんどは空想的な物にとどまっている 対地同期軌道（たいちどうききどう）は、地球の自転周期と一致する軌道周期をもつ地球周回軌道（ちきゅうしゅうかいきどう）のことである 静止軌道は、人工衛星の対地同期軌道の一種で、この軌道を回る衛星は、地球の自転と並行して移動し、地上からは天空の一点に止まっているように見えるためそう呼ばれる。 軌道エレベータとは，本来は地表から静止軌道（「ひまわり」などの静止衛星が地球を24時間周期で回っている軌道，地表から約3万6000 kmの高さ）の先まで伸びているチューブとその中(もしくは外)を昇降するエレベータのことを指す 宇宙空間への進出手段として構想されているが、現状の技術レベルでは建造が非常に困難であるため、その構想のほとんどは空想的な物にとどまっている
利点 宇宙に行くときロケットに比べエコ ロケットのように何Gもの加速度を受けなくてよい 軌道エレベータが推進式エンジンを搭載したロケットなどに比べて優れた輸送機関であるということは，エネルギーの保存則を考えるとわかります。ロケットは，水素などの燃料を酸素などの酸化剤と反応させた時に発生する高温高圧のガスを吹き出し，その反作用で地球の重力に抗して軌道へと上がって行きます。スペースシャトルのように帰還可能な「経済的」と呼ばれる乗り物でさえも，再び軌道に上がるには新しく燃料を補給しなければなりません。 軌道エレベータは違います。例えばチューブの中にリニアモーターカーを走らせたとしましょう．リニアモーターカーを軌道まであげるには電力を必要とします。しかし，その代わりにリニアモーターカーは高く昇るにつれて位置エネルギーを獲得します。リニアモーターはモーターの一種ですから，水力発電のように位置エネルギーを電気的エネルギーに変換する発電器として機能することもできます。 ロケットのように何Gもの加速度を受ける必要はありませんから，普通にエレベーターに乗れる人ならば誰でも軌道上へ上がることができます
建築方法 代表的な建造方法として、長大な吊り橋を建設する場合と同じ方法を採ることが提唱されている。まず静止軌道上に人工衛星を設置し、地球側にケーブルを少しずつ下ろしていく。その際、ケーブル自体の重さによって重心が静止軌道から外れないように、反対側にもケーブルを伸ばす。地球側に伸ばしたケーブルが地上に達すると、それをガイドにしてケーブルをさらに何本も張って太くし、構造物を構築する方法。 最終的にはケーブルの長さ1kmあたり7kg。アンカーまで含めた全体の質量は約1,400トンとなる。建設費は100億ドルから200億ドル（1兆円から2兆円）とされている
課題 ケーブル素材 昇降機 この軌道エレベータを考えたときにはエレベーター自身を支えるために必要な強度を持つ素材がなかったため空想にとどまっていた。2000年になり理論上は可能な素材（カーボンナノチューブ）を発見したがまだまだ建築可能段階ではなくまだまだ十分な実験、試用の期間が必要である。 軌道エレベータ様なラック（歯）を設ける事はほぼ不可能であり、昇降機はケーブルとの摩擦のみで地球の重力に逆らって昇降を行う必要がある。駆動系に十分なトルクを得るには減速ギアなどで機構が複雑になり、重量や故障率を増加させてしまうため、いかにシンプルで軽量な機構で十分な昇降能力を実現するかが課題 などがある。
参考 吉野治一のページ http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/~yoshino/Orbit/Orbit.htm 画像 http://www.sci.osaka-cu.ac.jp/~yoshino/Orbit/Orbit.htm 画像 軌道エレベータ-Wikipeda より 閲覧日2011-06-22
おわり