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ダイダロス計画（人間の飛行のために翼を作ったギリシャ神話の設計者ダイダロスにちなんで名付けられた）は、1973年から1978年にかけて英国惑星協会が実施した、実現可能な無人恒星間探査機の設計研究であった。[ 1 ]主に科学探査機として意図されていたこの計画の設計基準では、宇宙船は既存または近未来の技術を使用し、人間の寿命内に目的地に到達できなければならないと規定されていた。アラン・ボンドは科学者と技術者のチームを率いて、核融合ロケットを使用して5.9光年離れたバーナード星に到達することを提案した。この旅には50年かかると見積もられたが、他のどの目標恒星にも送れるように十分に柔軟な設計が求められた。
この研究で作成された論文はすべて、BISの書籍「ダイダロス計画：恒星間旅行の技術的実現可能性の実証」に掲載されています。[2]
コンセプト
ダイダロスは地球周回軌道上で建造され、初期質量は5万トンの燃料と500トンの科学的ペイロードを含めて5万4000トンとなる。ダイダロスは2段式の宇宙船となる予定だった。第1段は2年間稼働し、宇宙船を光速の7.1% (0.071 c ) まで加速し、その後切り離された後、第2段が1.8年間稼働し、宇宙船を光速の約12% (0.12 c ) まで加速し、その後停止して46年間の巡航期間を迎える。絶対零度近くから1600 Kまでの極端な温度範囲での動作が求められるため、エンジンベルと支持構造はチタン、ジルコニウム、炭素を混合したモリブデンで作られ、極低温でも強度を維持する。このプロジェクトの大きな刺激となったのは、フリードヴァルト・ヴィンターベルクの慣性閉じ込め核融合駆動コンセプト[1] [3]であり、これによりヴィンターベルクはヘルマン・オーベルト金メダルを受賞した。[4]
この速度は化学ロケットの能力をはるかに超えており、オリオン計画で研究されたタイプの核パルス推進さえも超えています。トニー・マーティン博士によると、制御核融合エンジンと核電気システムの推力は非常に低く、核エネルギーを電気に変換する装置は質量が大きいため加速が小さく、目的の速度に達するまで1世紀かかります。NERVAタイプの熱力学的核エンジンは大量の燃料を必要とし、光子ロケットは3 × 10の速度で電力を生成する必要があります。9 W/kgの車両質量で、10 6 分の1未満の吸収率を持つミラーを必要とする星間ラムジェットの問題は、密度が約1原子/ cm 3の希薄な星間物質、大口径のファンネル、およびその電界に必要な高電力です。したがって、このプロジェクトに適した唯一の推進方法は、熱核パルス推進でした。 [5] [6] [7]
ダイダロスは、重水素とヘリウム3の混合ペレットを使用した核融合ロケットによって推進され、反応室で電子ビームを使用した慣性閉じ込めによって点火される。電子ビームシステムは、プラズマ排気流からエネルギーを捕捉する誘導コイルのセットによって駆動される。1秒間に250個のペレットが爆発し、結果として生じるプラズマは磁気ノズルによって誘導される。核融合燃料の計算上の燃焼率は0.175と0.133で、排気速度はそれぞれ10,600 km/sと9,210 km/sになる。地球上のヘリウム3は希少であるため、20年かけてロボット工場を支援する大型熱気球によって木星の大気圏から採掘されるか、月などのより近い場所から採掘される予定だった。[8]
第2段には、2つの5メートル光学望遠鏡と2つの20メートル電波望遠鏡が搭載される。打ち上げから約25年後、これらの望遠鏡はバーナード星の周囲の領域を調査し、付随する惑星についてさらに詳しく調べ始める。この情報は、直径40メートルの第2段エンジンベルを通信アンテナとして使用して地球に送信され、興味のあるターゲットが選択される。宇宙船は減速しないため、バーナード星に到着すると、ダイダロスは18台の自律型サブプローブを搭載し、メイン機がターゲットシステムに入る7.2年から1.8年前に打ち上げられる。これらのサブプローブは、原子力 イオンドライブによって推進され、カメラ、分光計、およびその他のセンサー機器を搭載する。サブプローブは、光速の12％の速度でターゲットを通過し、調査結果をダイダロスの第2段である母船に送信し、地球に中継する。
サブプローブ、望遠鏡、その他の機器を収容する宇宙船のペイロードベイは、移動中、厚さ最大 7 mm、重量最大 50 トンのベリリウムディスクによって星間物質から保護される。この侵食シールドは、軽量で蒸発潜熱が高いベリリウムで作られる。目標システムを通過する際に遭遇する可能性のある大きな障害物は、宇宙船の約 200 km 前方にあるダストバグと呼ばれる支援車両から放出される人工的に生成された粒子の雲によって分散される。宇宙船には、損傷や故障を自律的に修復できる ロボット監視員が数台搭載される。
仕様
全長: 190メートル
積載質量: 450トン
バリエーション
ダイダロス計画の自己複製型に関する定量的な工学分析は、1980年にロバート・フレイタスによって発表された。[9]非複製型設計は、自己複製に必要なすべてのサブシステムを含むように修正された。探査機を使用して、質量約443トンの種子工場を遠隔地に運ぶ。種子工場に、その場で自らのコピーを多数複製させて総製造能力を高め、その結果生じる自動化された産業複合体を使用して、1,000年かけて種子工場を搭載した探査機を建造する。各REPROは、光速の12%から減速するために必要な追加燃料のため、重量が1,000万トンを超える。
もうひとつの可能性は、ダイダロスにブサード・ラムジェットの磁気スクープに似た磁気帆を装備し、目的地の恒星の太陽圏をブレーキとして使用し、減速燃料を運ぶ必要がなくなり、選択した恒星系をより詳細に研究できるようにすることです。
参照
さらに読む
参考文献
- ^ ab プロジェクト ダイダロス研究グループ: A. ボンド他、「プロジェクト ダイダロス - BIS 宇宙船研究の最終報告書」、JBIS 星間研究、補足 1978
- ^ A. Bond 他「ダイダロス計画：恒星間旅行の技術的実現可能性の実証」
- ^ F. Winterberg、「強力な相対論的電子ビームで点火された熱核マイクロ爆弾によるロケット推進」、Raumfahrtforschung 15、208-217 (1971)。
- ^ ウィンターベルクはヘルマン・オーベルト金メダリスト、Physics Today、1979年12月
- ^ 「ダイダロス計画：推進システム パート1：理論的考察と計算。2. 先進推進システムのレビュー」。2013年6月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。
- ^ Bond, A.; Martin, AR (1978 年 1 月 1 日)。「プロジェクト ダイダロス」。英国惑星協会ジャーナル 補足31 : S5–S7。Bibcode :1978JBIS...31S...5B – NASA ADS 経由。
- ^ 「Project Daedalus – Origins」。2009年10月26日時点のオリジナルよりアーカイブ – GeoCities経由。
- ^ ヘリウム3#地球外存在量
- ^ Freitas, Robert A. Jr. (1980 年 7 月)。「自己複製する恒星間探査機」。J . Br. Interplanet. Soc . 33 : 251–264。Bibcode :1980JBIS...33..251F。
外部リンク
ウィキメディア・コモンズには、ダイダロス計画に関連するメディアがあります。
- ダイダロス計画、宇宙生物学百科事典、天文学と宇宙飛行
- スターシップ ダイダロス
- ダイダロス計画 – 起源
- ダイダロス宇宙船
- ダイダロス宇宙船のスケールレンダリング
- ダイダロス計画
- ダイダロス計画：推進システム パート 1; 理論的考察と計算。2. 先進推進システムのレビュー
- タイトル: プロジェクト ダイダロス。著者: ボンド、A.、マーティン、AR。出版: 英国惑星協会ジャーナル サプリメント、p. S5-S7。出版日: 1978 年 00 月。出典: ARI ARI キーワード: その他、哲学的側面、地球外生命。コメント: A&AA ID. AAA021.015.025。書誌コード: 1978JBIS...31S...5B
- 英国惑星協会: プロジェクト ダイダロス、Hazegrayart によるビデオ レンダリング