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無反動駆動装置 は、推進剤を排出せずに運動を生み出す仮想装置である。推進剤無駆動装置は、外部場と相互作用する開放系を構成する場合、必ずしも無反動ではない。しかし、無反動駆動装置は、おそらく運動量保存の法則に反する閉鎖系である推進剤無駆動装置の特殊なケースである。無反動駆動装置は永久機関に似ていると考えられることが多い。[1]この名前は、ニュートンの第3法則に由来し、「すべての作用には、等しく反対の反作用がある」と表現されることが多い。
多くの実現不可能な無反動駆動装置は、宇宙推進のためのSFの定番です。
クローズドシステム
長年にわたり、通常の力学（つまり、量子力学、相対性理論、原子の力や効果に基づいていないと言われている装置）を使用した機能的な無反動駆動設計に関する主張が数多くありました。これらのうち 2 つがその一般的なクラスを代表しています。ディーン ドライブは、おそらく「線形振動機構」無反動駆動の最もよく知られた例です。ジャイロ慣性スラスタは、おそらく「回転機構」無反動駆動の最もよく知られた例です。これら 2 つは、当時、プロモーターや一般の報道機関から多くの宣伝を受けたにもかかわらず、無反動駆動力を生成しないことが証明されて最終的に却下されたという点でも際立っています。これらの装置の盛衰は、現在、同様の主張をしたり検討したりする人々にとって教訓となっています。[2]最近では、EmDrive が真剣に受け止められ、少数の物理学研究所でテストされましたが、同様に無反動駆動力を生成しないことが証明されました。
ディーンドライブ
ディーンドライブは、発明家ノーマン L. ディーンが提唱した機械装置のコンセプトです。ディーンは、この装置は「無反動推進装置」であり、実用モデルでこの効果を実証できると主張しました。彼はいくつかの非公開のデモンストレーションを行いましたが、モデルの正確な設計を明らかにすることはなく、独立した分析も許可しませんでした。[3] [4]ディーンの無反動推進生成の主張は後に誤りであることが判明し、方向性運動を生み出す「推進」は、装置と装置が置かれている表面との間の摩擦によって引き起こされる可能性があり、自由空間では機能しないことが判明しました。[2] [5]
ジャイロ慣性スラスタ（GIT）
ジャイロ慣性スラスタは、回転機構の機械的原理に基づいて提案された無反動駆動装置です。この概念には、大型ジャイロスコープの支持部に対して適用されるてこ作用のさまざまな方法が含まれます。GIT の想定される動作原理は、可変速度で円軌道を周回する質量です。軌道の高速部分は低速部分よりも大きな遠心力を生成するため、一方の方向の推力がもう一方の方向よりも大きくなると言われています。[6]元 RAF レーダー技術者でスコットランドの発明家サンディ・キッドは、1980 年代にその可能性を調査しました (成功しませんでした)。[7]彼は、さまざまな角度に設定されたジャイロスコープが重力に逆らって揚力を提供できると仮定しました。[8] 1990年代には、NASAの宇宙探査アウトリーチプログラム（SEOP）に、NASAがジャイロ慣性駆動、特にアメリカ人発明家のロバート・クックとカナダ人発明家のロイ・ソーンソンによる開発を研究するよう提案する人が数人いた。[6] 1990年代から2000年代にかけて、熱心なファンがGITマシンの構築とテストを試みた。[9]
「磁気浮上方式の父」エリック・レイスウェイトは、ジャイロスコープと慣性力によって直線的な推力を生み出すと主張した独自の推進システムで米国特許を取得しました。[10]しかし、何年にもわたる理論的分析と実際の装置の実験室テストを経ても、自由空間で一方向の無反動推力を生み出す回転機械装置（またはその他の機械装置）は発見されていません。[2]
ヘリカルエンジン
アラバマ州マーシャル宇宙飛行センターの元NASAエンジニアで あるデイビッド・M・バーンズは、 光速近くで発生する既知の質量変化効果を利用できる可能性のある宇宙船の推進力を理論化した。彼は2019年にNASAによって発表された論文を執筆し、 その中で 「推進剤をエンジンから排出するのではなく、ほぼ無限の比推力を生み出すために捕捉する、宇宙での推進の新しい概念が提案されている」と説明している。[11]
オープンシステム
推力による動き
推進剤を必要としない推力発生方法がいくつか使用または提案されている。これらはロケットのようには機能せず、反応物質が装置から運ばれたり排出されたりしないためである。しかし、これらは電磁波やさまざまな種類の場と相互作用する開放系を構成するため、無反動ではない。[要出典]
最も有名な推進剤を使わない方法は、重力場を利用して周回する惑星の運動量を犠牲にして宇宙船を加速させる重力補助操縦または重力スリングショット、またはレーザーや太陽などの遠方の発生源からの電磁波の放射圧を使用するビーム駆動推進および太陽帆走である。[要出典]
マッハ効果[12]、量子真空プラズマスラスタ、または共鳴空洞スラスタに関連するさまざまな仮説など、より推測的な方法も提案されています。
推力のない動き
曲がった時空には明確に定義された「質量の中心」が存在しないため、一般相対性理論では、運動量保存則に違反することなく、静止した物体が、ある意味では直感に反する方法で「位置を変える」ことが許されます。
- アルクビエレドライブは、一般相対性理論から仮定された、恒星間旅行のための見かけ上光より速い推進力の仮説的な方法です。この概念は、現在受け入れられている物理法則によって許可されるかもしれませんが、まだ証明されていません。実装には、負のエネルギー密度と、おそらく量子重力のより深い理解が必要になります。この効果が実際の宇宙船を加速する有用な手段となるかどうかは明らかではなく、実用的な設計は提案されていません。
- 「時空を泳ぐ」とは一般相対論的効果であり、拡張された物体が、重力場などによる空間の曲率を利用して形状の周期的な変形を利用して位置を変えることができる。地球のような弱い重力場では、変形サイクルごとの位置の変化は検出できないほど小さい。[13] [14] [15]
参照
参考文献
- ^ Winchell D. Chung Jr.「Reactionless drives」。
- ^ abc Mills, Marc G.; Thomas, Nicholas E. (2006年7月). Responding to Mechanical Antigravity (PDF) . 42nd Joint Propulsion Conference and Exhibit. NASA . 2011年10月30日時点のオリジナル(PDF)よりアーカイブ。
- ^ 「エンジン内蔵翼」。ポピュラーメカニクス。1961年9月。
- ^ 「デテスター、フェイザー、ディーンドライブ」。アナログ。1976年6月。
- ^ ゴスワミ、アミット（2000年）。物理学者の自然観。シュプリンガー。p.60。ISBN 0-306-46450-0。
- ^ ab ラヴィオレット、ポール A. (2008)。反重力推進の秘密：テスラ、UFO、極秘航空宇宙技術。インナー・トラディションズ / ベア＆カンパニー、p. 384。ISBN 978-1-59143-078-0。
- ^ Laithwaite, Eric (1990). 「レビュー: ジャイロスコープは依然として最も奇妙なアトラクターである」。New Scientist . 1739 (1990 年 10 月 20 日発行)。
- ^ チャイルドレス、デイビッド・ハッチャー（1990年）。反重力と統一場。失われた科学。アドベンチャーズ・アンリミテッド・プレス。p. 178。ISBN 0-932813-10-0。
- ^ 「ジャイロ慣性飛行チームの冒険」1998年8月13日。
- ^ 米国特許 5,860,317
- ^ Burns, David (2019). 「ヘリカルエンジン」、コントロールID 3194907 - NTRS - NASA (PDF)。NASA科学技術情報 (STI) プログラム、NASA 技術レポートサーバー (NTRS)。35812 (2019 年 10 月 11 日発行): 9。
- ^ロダル、 ホセ（2019年5月）。「共形スカラー-テンソル重力理論におけるマキアン波効果」。一般相対性理論と重力。51 （5）：64。Bibcode ： 2019GReGr..51 ...64R。doi ：10.1007/s10714-019-2547-9。ISSN 1572-9532。S2CID 182905618 。
- ^ウィズダム、ジャック（2003年3月21 日）。「時空を泳ぐ：体形の周期的変化による運動」。サイエンス。299 （5614）：1865–1869。Bibcode ： 2003Sci ... 299.1865W。doi：10.1126 / science.1081406。PMID 12610230。S2CID 8571181 。
- ^ ゲロン、エドゥアルド（2009年8月）。「一般相対性理論からの驚き：時空での「水泳」」サイエンティフィック・アメリカン。 2021年4月2日閲覧。
- ^ Koelman, Johannes (2009年7月25日). 「空の空間を泳ぐ」. Science 2.0 .
外部リンク
- NASAによく提出される「ブレークスルー」
- 慣性推進エンジン
- MathPages の無反動推進 (そうではない)