電子レンジでロケット発射




マイクロ波推進ロケットというものがあります。

マイクロ波というのは電磁波の波長の短いもので、電子レンジや無線LANで使われているセンチ波、レーダーなどで使われているミリ波、あまり使われていないテラヘルツ波があります。

このうちミリ波を使ったロケット推進です。正しくは「電子レンジで~」ではなくて「ミリ波を使って~」ということになります。

01_3312mwp.jpg
[マイクロ波推進ロケット]
引用:http://www.kml.k.u-tokyo.ac.jp/mwp/ja/research00.html

このミリ波170ギガHZ、1メガWを使って126グラムのロケットを1.2mほど打ち上げることに成功しました。

・・・って北朝鮮のミサイルよりははるかに微々たるもので、馬鹿にされそう。ヤソートンのロケット祭り(ブンバンファイ)の方がもっと高く飛んでますナ。

02_03809mwr.jpg
[ロケットフェスティバル:http://www.thailandtravel.or.jp/detail/event/?no=586]

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このロケットは推進装置がすべて地上にあって、ロケットはからっぽというのがミソです。たとえればゴム打ち上げ飛行機のようなものです。

まず地上のマイクロ波装置から強いマイクロ波をロケットの後部に照射します。
すると、ロケット後部にあるパラボラ反射鏡でマイクロ波を1点に集光し、そこにある空気をプラズマ化させます。プラズマ化した空気は、マイクロ波のエネルギーを吸収し数万度まで上昇します。その結果爆発が起こり、衝撃波が発生してロケットを推進させます。


そこでロケット本体は反射鏡と数万度に耐えられるボディがあればいいことになり、燃料タンクや大型ロケットエンジンからなる1段目、2段目のロケット本体はいらなくて、飛行体だけあればいいことになります。

つまりはシャトルだけで打ち上がるということになります。ミサイルでいえば弾頭だけで打ち上げられることになります。

さらにロケット本体が要らないことでお値段はぐーんとプライスダウンになって1キロの荷物を8000円~1万円で地球周回軌道まで上げることが可能になります。

03_conceptMWR.jpg
[マイクロ波推進ロケット]

さてかように夢のような話ですが、無論問題点も多くあります。
そのひとつは、マイクロ波ビームの拡散です。電磁波は光に近いほど指向性が強く、電波に近いほど拡散するという性質があります。マイクロ波も非常に拡散しますので、発射装置から遠ざかるほどビームは拡散して、2次、3次の推進エネルギーを与えることが困難になります。

そこで考えられたのはRPレーザービームを使う方法です。
レーザー波では収斂していますので、どこまで離れても拡散することはないと思われます。ただレーザーでマイクロ波なみの出力1ギガWを作り出すのはかなり困難な問題になります。

04_conceptRWR.png
[RPレーザー波推進ロケット]
http://www.kml.k.u-tokyo.ac.jp/rpl/rpinfo.html

さらに空気の減圧に伴うプラズマの減少があります。0.2atm以下の減圧下では推力の急激な低下がみられます。つまり高高度では失速するということになります。

この問題は高高度では引力も弱くなっていますので、超小型ブースターをスラスタに取り付けることが考えられます。

超小型燃料(1グラムサイズ)スラスタに取り付け、レーザーを使って点火する方法も考えられていますが、スラスタを軽量の樹脂にすると異常爆発するし、頑丈なステンレス等にすると重量が嵩んでくるというのが難点です。

05_3609rar.jpg
[超小型ブースター]




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