NASAはまもなく太陽系の外に巨大な太陽帆を打ち上げるかもしれない

私たちは皆、ビル・ナイのライトセイル探検を見たことがありますが、今度は NASA の友人たちが、さらに一歩先へ進むために介入しています。

今年の NASA 革新的先進コンセプト (NIAC) 資金提供ラウンドで、NASA はブルース・ウィーグマンと彼の太陽推進専門家チームに資金を提供し、ソーラーセイルの自然な進化形である e-sail を開発しました。彼らはこれを HERTS (ヘリオポーズ静電高速輸送システム) と呼んでおり、その仕組みを説明したビデオをこちらでご覧いただけます。

ナイのライトセイル1のようなソーラーセイルは、太陽からの光子圧力に基づいて動作する。これは、太陽風を捉えて軌道上を滑空する大型のマイラー帆である。しかし、太陽風によって生成される圧力は、約5天文単位（AU）、つまり地球から太陽までの距離の5倍で低下すると、ウィーグマン氏は言う。

彼のチームの設計、HERTS は、1100 ポンド (500 kg) の中央宇宙船から伸びる 12 マイル (20 km) の正電荷を帯びた 12 本以上のワイヤーを特徴としています。ワイヤーは円形の帆を形成するように伸び、その正電荷は太陽からの絶え間ない陽子の集中砲火によって反発されます。途中で必然的に拾われる電子は搭載された電子銃によって宇宙船から排除され、宇宙船全体が 1 時間に 1 回回転します。推力の方向を最大 30 度まで操作できるため、宇宙の奥深くでもしなやかで (比較的) 扱いやすいです。

この設計の最も優れた点は速度だとウィーグマン氏は言う。HERTS は 10 年から 12 年で太陽系の外縁部 (ヘリオポーズ) に到達できる。これは、宇宙プラズマの物理が科学者の考えどおりであればの話だが。「低速」太陽風の速度はおよそ 671,000 mph (300 km/s) で、高速太陽風は 1,565,855 mph (700 km/s) に達する。

「もし誰かがヘリオポーズとヘリオシースを越えて星間空間を観察しているなら、彼らが墓に入る前に結果を得ることができる」とウィーグマン氏は言う。同氏は、現在ある他の技術では、同じ結果を得るのに2倍の時間がかかるだろうと言う。

ウィーグマン氏と彼のチームは、この技術が無人探査の未来になると考えています。HERTS プログラムが採用されれば、小惑星の調査から海王星や天王星などまだ到達できない惑星の分析まで、電子帆によって年間 50 ～ 100 件のミッションが実行される可能性があると彼らは考えています。1 機の HERTS で年間 5 ～ 8 件のミッションを実行できると推定されており、この技術は NASA に多大な投資効果をもたらすだろうとウィーグマン氏は言います。

NIAC フェーズ II の資金は最大 50 万ドルで、Wiegmann のプログラムは少なくともあと 2 年間は前進できます。彼らはその時間を、設計の前提となる理論 (太陽風の挙動など) のテストに費やす予定です。計画どおりに進めば、2019 年または 2020 年に打ち上げが可能になり、2025 年から 2035 年にかけて e-sail から有意義な情報が得られる可能性があります。

訂正：この記事は出版後に更新され、太陽風の速度は当初の予想よりも速かったことが示されました。