PROCSIMA：回折なしのビーム推進

中性粒子ビームとレーザービームを組み合わせて、ビームが広がら無いようにする技術の開発。短期間で光速の１０％以上に加速して、重さ１ｋｇの探査機を４２年でProxima Centauriに送り込める。以下、機械翻訳。
2018年3月30日
PROCSIMA：飛躍的な星間ミッションのための回折なしのビーム推進
Chris Limbach
テキサスA＆Mエンジニアリング実験ステーション

光子 - 粒子対、加速の方向。
PROCSIMAの図解：飛躍的な星間ミッションのための回折なしビーム推進
クレジット：C. Limbach
我々は、光の速度の10％で42年間の巡航時間でProxima Centauriへの星間ミッションを可能にする、新しく革新的なビーム式推進アーキテクチャを提案する。このアーキテクチャは、宇宙船が加速される距離（レーザー推進と比較して）を飛躍的に増加させると同時に、トランスミッタおよびプローブのビームサイズを10キロメートルから10メートル未満に減少させる。これらの利点は、レーザ推進のみに比べて速度変化（δ-V）およびペイロード質量の増加につながる。主に星間ミッションに合わせて作られていますが、私たちの推進アーキテクチャーでは、オーオットクラウドオブジェクトや太陽重力レンズなどの目的地への迅速な移動が可能です。
私たちの推進コンセプトの重要な革新は、中性粒子ビームとレーザービームを組み合わせて、ビームが広がるにつれて拡散も回折もしないようにすることです。回折と熱拡散の両方の除去は、（1）粒子ビームによって生成された屈折率変動が導波管効果（それによってレーザ回折を排除する）および（2）粒子を生成するように、レーザビームと粒子ビームの相互作用を調整することによって達成されるビームは、レーザビームの中心付近の電界強度の高い領域に閉じ込められる。これらの現象を同時に利用することで、ソリトンとも呼ばれる一定の空間プロファイルで伝播する結合ビームを生成することができます。我々はこのようにして提案されたアーキテクチャPROCSIMA：Photon-paRticle Optically Coupled Soliton Interstellar Mission Acceleratorを命名した。
PROCSIMAアーキテクチャは、高エネルギーレーザーシステムおよび高エネルギー中性粒子ビームの両方における最近の技術的進歩を利用する。前者は従来のレーザー推進の文脈でLubinによって広く研究されており、我々はPROCSIMAのための同様の50GWの高エネルギーレーザー能力を仮定する。ニュートラルビーム技術は、磁気的に閉じ込められた核融合プラズマの診断および加熱のために、主に核融合コミュニティによって開発中である。既知の物理学と新興レーザーおよび中性ビーム技術を組み合わせることにより、PROCSIMAアーキテクチャは、相対論的な星間ミッションのための画期的なペイロード機能を作り出します。l
最終更新日：2018年3月30日