宇宙エレベーターの構造

宇宙エレベーターの構造　6/01

掲載日：2008年2月14日

 

宇宙エレベーターに用いる紐の重量と形状

比重1.4、でありながら1平方ミリ当たり、7900kgの引っ張り強度を有す紐が完成すれば、1平方ミリ当たり、1000kgの荷重を引き揚げる事が出来ます。

1メートル当たり1.4グラムの重量ですから、この36000㎞の重量は50トン、10万㎞の重量は140トン、スペースシャトルで一キロ当たり300万円の打ち上げ単価として、5200億円の運送費が掛かります。

 

タコ糸程度の細さで7900kgの張力ですから、断面図が円だと摩擦によるエネルギー伝達が困難です。よって紐の形状はリボン状になります。またリボンの両側はどんな日本刀より鋭利な刃物となるので安全の為、両側は中空の袋とじ形状となります。

 

つまり断面図はこの形状となります。　〇-----------〇

以後、宇宙エレベーターに用いる紐の事をリボンと呼びます。

しかし何という薄さ何という軽さ、まるで天女の羽衣の様です。

 

宇宙エレベーターのパーツ

宇宙エレベーターは、

1. 宇宙ステーションより地表へと直結するリボン、

以後このリボンのことを「主リボン」と呼びます。

2.　遠心力を得る為、地球方向の逆向きに伸びるリボン、

以後このリボンのことを「外力リボン」と呼びます。

3.　地球と宇宙ステーションを往復する、宇宙カプセル。

4.　宇宙カプセルと宇宙ステーションを連結するリボン、

以後このリボンのことを「連結リボン」と呼びます。

5.　連結リボンに加速度を与える動力装置。

以上のパーツで構成されています。

 

( 図3、4、の説明 )

赤線が「主リボン」、青線が「連結リボン」です。

図3の滑車が宇宙ステーション上の動力装置、重りが宇宙カプセルです。

図4は宇宙カプセルです。摩擦力ゼロで「主リボン」をガイドレールとして利用しています。

 

各パーツの構造と形状、並びに仕様

ここでは、最も小型の宇宙エレベーター、乗客定員一名、最大荷重100 kgの宇宙カプセルを考えます。

 

「動力装置」

動力装置はまるで大きな滑車で、真空な宇宙ステーションに設置します。直径3メートルから10メートルの外周に「連結リボン」を掛け、リボンの両端に宇宙カプセルを吊るします。

一台の宇宙カプセルが地表を出発する時、もう一台の宇宙カプセルが宇宙ステーションを出発する訳です。

この動力は宇宙ステーションでの太陽光発電で全てまかないます。

ロケット燃料は一切使用しません。燃料費ゼロ円です。

 

「宇宙カプセル」

宇宙カプセルの自重は400 kg、屋内容積は2立方メートル、屋内長は縦横各1メートル、高さ2メートルで、推進装置、動力は有りません。宇宙ステーション動力装置の回転によるリボンの伸びる長さが速度でありエネルギーを加える事で加速度、体感重力が発生します。宇宙カプセル内での体感重力、1.6地表重力くらいで36000㎞の移動が一時間程度です。また途中で天地が逆転します。

 

「主リボン」はガイドレールの役割ですので宇宙カプセルに接触しないよう圧縮空気により挟んで運行します。時速7万キロに於いての接触は即断線です。また「主リボン」は宇宙カプセル毎に一本増設する為、断線しても安全です。