ハロドライブ

ハロードライブは、デイビッド・キッピングが提案した宇宙船推進の仮説的な方法である。その名前は、作動時に生じる光の輪に由来する。^{[ 1 ]}

光が運ぶ運動量は、物体を相対論的速度にまで加速させる能力を持つ。ハロードライブを使用する宇宙船は、ハロードライブを作動させている宇宙船に向かって移動しているブラックホールの近傍に到達する光子の流れを放出する。これらの光子はブーメランヌル測地線に沿って移動する。この経路では、光子が光子球に落ち込むことはない。なぜなら、光子球に落ち込むと、ブラックホールの周回軌道に入ってしまうからである。光子がたどる経路は光子球に近づくが、光子球を横切ることはない。

光子はブラックホールの周囲を周回する際に、ブラックホールから運動エネルギーを得る。これらの光子が進む測地線は宇宙船へと戻り、得られた運動エネルギーをソーラーセイルに伝達することで加速を引き起こす。ハロードライブを逆方向に使用すれば、同じ原理を応用して宇宙船を減速させることができる。

その後、光子は再放出され、同じプロセスが繰り返され、宇宙船はより多くの運動エネルギーを獲得します。得られたエネルギーは、宇宙船を相対論的速度まで加速させるのに十分なものです。ハロードライブを使用する宇宙船は、ブラックホールの速度の 133% まで加速することができます。これは、宇宙船の質量がブラックホールの質量よりかなり小さい限り、宇宙船の質量に関係なく当てはまります。つまり、非常に大きな宇宙船を相対論的速度まで加速することが可能になります。^{[ 1 ] [ 2 ]}

ハロードライブを採用する宇宙船は、光子を別の供給源から供給できるため、燃料を搭載する必要はありません。^{[ 1 ]}宇宙船が燃料を搭載しない場合、ハロードライブは宇宙船の質量を減らすという利点があり、より容易に加速することができます。^{[ 3 ]}

重力アシストと概念的には似ているが、ハロードライブを使用する宇宙船は物理的にブラックホールの周りを移動するわけではないという点で異なる。これにより、その環境に存在する極端な重力の影響による宇宙船への損傷を防ぐことができる。^{[ 1 ] [ 2 ]}

ハロードライブが宇宙船を加速させるためには、光子の吸収効率が重要であり、宇宙船に伝達されるエネルギーは、光子が再利用される際に生じる損失よりも大きくなければならない。

ハロードライブは、宇宙船が恒星系から脱出するのに十分なエネルギーを供給できなければならない。

また、ビームを遮るような物質が著しく集中していてはならない。例えば、降着円盤があると、ハロードライブから放出されるビームが遮られるため、エネルギーが失われる。つまり、降着円盤を持つブラックホールで使用すると、ハロードライブはうまく機能しないということである。^{[ 1 ]}

ハロードライブを作動させると、光子がブラックホール連星からエネルギーを奪い、軌道の偏心度が高まります。これにより、システムが不安定になります。ブラックホールの合体が通常予想されるよりも頻繁に発生する場合、それは別の文明がハロードライブを使用している兆候である可能性があります。^{[ 1 ]}