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程をわずか45日に短縮できると述べています。
米国宇宙局は、2030年代半ばに火星に宇宙船を送る計画であり、これと同様の時期に中国も火星に人間を着陸させる計画です。
カナダのモントリオールにあるMcGill Universityのエンジニアは、レーザーを使用して水素燃料を加熱する「レーザー熱推進」システムを開発したと述べました。
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電池アレイに電力を伝達し、電気を生成し、推力を発生させる方向性エネルギー推進方式です。
宇宙船は地球の近くで非常に急速に加速し、来月に火星に向かって疾走し、主な車両を赤い惑星に着陸させ、残りの車両を地球に戻し、次の発射のためにリサイクルします。
わずか6週間で火星に到達することは、以前は核分裂動力ロケットを使用する必要があると考えていました。
宇宙船は地球の近くで非常に急速に加速し、次の月に火星に向かって疾走し、主車両を火星に着陸させ、残りの車両を地球に戻し、次の発射のためにリサイクルします。
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程をわずか45日に短縮できると述べています。 アーティストの印象
話す 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で迅速な輸送を可能にできると述べました。
直接エネルギーの推進は新しいアイデアではありません。 最近、Breakthrough Starshotで見出しを飾りました。 このプロジェクトは、レーザーを使用して最も近い恒星系であるProxima Centauriに相対論的な速度で小さな光線帆探査機を送ることを目的としたプロジェクトです。
このシステムは、レーザービームを使用して、相対的な速度で（光の速度の一部である）深い宇宙に宇宙船を推進します。 レーザーが強力になるほど、宇宙船をより速く加速できます。
いくつかの研究では、200ポンドの衛星をわずか3日で火星に送ることができ、より大きな宇宙船は約1ヶ月から6週間かかると予測しています。
この概念は、宇宙に発射することができる地球上のギガワットパワーレーザーアレイを必要とし、宇宙船に取り付けられた軽い帆に向かって光の速度よりはるかに速い速度で加速します。
McGillの卒業生であり、TU Delftの航空宇宙工学の修士生であるEmmanuel Duplayは、これが火星旅行に適用できるという論文を発表しました。
直接エネルギーの推進は新しいアイデアではありません。 最近、Breakthrough Starshotで見出しを飾りました。 このプロジェクトは、レーザーを使用して最も近い恒星系であるProxima Centauriに相対論的な速度で小さなライトセール探査機を送ることを目指しています。
米国宇宙局は、2030年代半ばに火星に宇宙船を送る計画であり、これと同様の時期に中国も火星に人間を着陸させる計画です。 アーティストの印象
彼はUniverse Todayとのインタビューで次のように語った。
「私たちは、同じレーザー技術が太陽系の迅速な移動にどのように使用できるかに興味がありました。
チームが作った仮想宇宙船は、地球のどこかに建設するには、直径32フィート、100メガワットのレーザーアレイが必要です。
これは、光子レーザ技術の開発の現在の傾向を考慮すると、火星に向かう宇宙船に動力を供給するのに十分であろう。
膨脹可能な反射器を介してレーザーを水素加熱室に集中させることによって作動する。 水素推進剤はノズルを通して排出され、前方に移動する。
Duplayは、「私たちのアプローチは、宇宙船ではるかに強力なレーザーフラックスを使用して推進剤を直接加熱することで、まるで巨大な蒸気やかんに似ています」とDuplayは言いました。
「これは宇宙船が地球の近くにある間に宇宙船が急速に加速することを可能にするので、レーザーは宇宙に遠く焦点を合わせる必要はありません。」
Duplayは、「私たちの宇宙船は地球の近くにありながら非常に急速に加速するドラッグスターのようです」と説明し、このアプローチは火星から宇宙船を元に戻すのに役立ちます。 。
彼はUniverse Todayとのインタビューで、「主体を火星に投げた後、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地球の軌道に戻すことができると信じています」と語った。
膨脹可能な反射器は、太陽電池パネルよりも単位面積当たりの大きなレーザ出力を維持できるように、非常に反射するように設計されており、技術が適切に機能するために重要です。
これは、地球上で比較的適切な（直径32フィート）レーザーアレイでミッションを実現可能にするものです。
宇宙での時間を短縮することで、宇宙飛行士はより低いレベルの放射線に直面し、火星と火星への旅行をはるかに安全にします。
宇宙船が火星に到着するには、6週間以内にすべての新しい要素が必要です。 これは、NASAが予測した9ヶ月よりはるかに短い時間です。
Duplayは、「単一の光学素子として機能する光ファイバレーザアレイ、レーザビームが宇宙船に到達したときに加熱チャンバに焦点を合わせるために使用できる拡張可能な空間構造」が不可欠であると述べました。
また、「宇宙船が到着すると火星大気を破壊できるようにする高温材料の開発」。
大気圏を壊すことが復帰を可能にするトリックだ。
問題は、これらの技術の多くがまだ初期段階にあり、実際の世界でテストされていないため、2035年までその実行可能性について疑問が提起されることです。
Duplayは、Universe Todayに水素ガスを含めることができるかどうかを尋ね、「レーザー加熱室が最も重要な問題である可能性が高い」と述べた。
カナダのモントリオールにあるMcGill Universityのエンジニアは、レーザーを使用して水素燃料を加熱する「レーザー熱推進」システムを開発したと述べました。 アーティストの印象
「レーザービームによって10,000K以上の温度に加熱されると同時に、チャンバーの壁を冷たく保ちながら隔離できますか？」
「私たちのモデルはこれが可能だと言っていますが、必要な100MWレーザーをまだ構築していないため、フルスケールの実験的テストは現在不可能です」
Duplayの仕事を監督したMcGillのAndrew Higgins教授は、「レーザーを通してエネルギーを宇宙の奥深くに伝える能力は、推進力と動力のための破壊的な技術になるでしょう。
「私たちの研究は刺激的なように見えますが、レーザー技術自体が真のパンドを変えるレーザー熱の方法を調べました。」
調査結果は2018年12月のプレプリント版に掲載されました。 arXiv。
NASA、月着陸後2030年代火星に有人宇宙船を送る計画
火星は人類の宇宙探査のための次世代飛躍となりました。
しかし、人間が赤い惑星に到着する前に、宇宙飛行士は1年間の任務のために月に戻り、一連の小さなステップを踏むでしょう。
月軌道でのミッションの詳細は、2030年代の火星探査につながるイベントタイムラインの一部として公開されました。
NASAは昨日、ワシントンDCで開催されたHuman to Mars Summitで、いつか人間が火星を訪れることを望む4段階の計画（写真）を説明しました。 これは今後数十年の間に月に複数の任務を伴うでしょう。
2017年5月、NASAの政策と計画副局長であるGreg Williamsは、いつか人間が火星を訪れることを望む宇宙局の4段階計画と予想期間を説明しました。
ステップ1とステップ2 旅行のための準備地域を提供するための生息地を構築するために、月面に何度も旅行することが含まれます。
出荷されたハードウェアの最後の部分は、後で火星で乗組員を輸送するために使用される実際のDeep Space Transport車両になります。
そして2027年には火星生命体に対する1年間のシミュレーションが行われる予定です。
ステップ3と4は、2030年以降に開始される予定であり、火星システムと火星表面の継続的な乗組員の探査が含まれます。
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