【宇宙開発】NASAがソーラーセイル探査機、広がる可能性　「ニア・スカウト」、地球近傍小惑星を探査へ

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NASAがソーラーセイル探査機、広がる可能性 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/020500046/

　2018年、小さな宇宙探査機が折りたたまれた帆を宇宙で開き、はるか彼方の小惑星をめざす。
米NASAにとっては、地球の軌道から離脱し、太陽光のみから推進力を得る初めての探査機だ。
この技術は低コストでの太陽系探査を可能にするもので、将来は恒星間の探査も視野に入れている。

　この探査機は地球近傍小惑星探査機「ニア・スカウト（NEA Scout）」で、製造コストは約1600万ドル。
NASAは先週、ロケット「スペース・ローンチ・システム」初飛行の際に、この探査機をほかの12機の小型衛星と一緒に打ち上げることを発表した。
スペース・ローンチ・システムはスペースシャトルに代わる大型打ち上げロケットで、将来は火星有人探査機「オリオン」も打ち上げることになっている。
（参考記事：「NASAが小惑星の岩を月の軌道へ運ぶ計画を発表」）

　ニア・スカウトは2年半かけて小惑星1991VGをめざすが、その旅路はせわしない。
ソーラーセイル（太陽帆）にたえまなくぶつかる太陽光によってどんどん加速され、最高で太陽に対して秒速28.6キロの猛スピードで進むことになる。

　ソーラーセイルを搭載した探査機は、十分な時間をかければ、従来の化学ロケット（燃料の化学反応から推進力を得る）を使う同じ大きさの探査機より高速になる。

　米マーシャル宇宙飛行センターにあるNASA先端コンセプト局の技術顧問レス・ジョンソン氏は、
「ウサギとカメの童話ではありませんが、最終的にはソーラーセイルが勝つのです」と言う。
化学ロケットは最初の推進力は非常に大きいが、そのうち燃料が尽きてしまう。「これに対してソーラーセイルは燃料を必要としないので、太陽が輝いているかぎり前進できます」

JAXA「イカロス」が惑星間飛行を実証

　ソーラーセイルは反射率が高い極薄の材料からできている。
太陽から発せられた光子がソーラーセイルの鏡のような表面に当たって反射するときに運動量を伝え、これが探査機の推進力となる。
ビリヤードの手球を的球にうまく当てると、的球が動きだすのと同じ原理だ。

　ソーラーセイルの概念は1924年頃に登場した。
「ロケット工学の父」と呼ばれるロシアのコンスタンチン・ツィオルコフスキーとフリードリッヒ・ザンデルが、宇宙船に「非常に薄い巨大な鏡」を使い、
「太陽光の圧力を利用して高速を得る」ことはできないかと考えたのだ。
その40年後、SF作家のアーサー・C・クラークが短編『サンジャマー』でソーラーセイルの競技会を描いたことで広く知られるようになった。

　NASAは1990年代後半からソーラーセイル技術の研究を始め、2010年に初めてソーラーセイルから推進力を得る小型人工衛星を地球周回軌道に打ち上げた。
この衛星は翌年1月に帆を広げてから240日間地球を周回し、ミッションを終えて大気圏に再突入した。

　同じく2010年には、日本のJAXAがソーラーセイルで惑星間飛行ができることを実証している。
彼らが金星探査機「あかつき」と一緒に打ち上げた小型ソーラー電力セイル実証機「イカロス（IKAROS）」は、地球から770万キロのところで帆を展開して光子加速を開始し、
その半年後には金星の近傍まで到達するという偉業を成し遂げた。（参考記事：「イカロス（IKAROS）の全景画像」）

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