スペースピアとは何ですか？

スペースピアは、ナノテクノロジーおよびコンピューター科学者のジョシュホール博士によって考案された、新しい宇宙打ち上げコンセプトです。 ホール博士は、会議で、しばしば分子製造と組み合わせてスペースピアコンセプトを紹介します。これは、コンセプトを費用対効果が高く現実的なものにするために必要になる可能性があります。

スペースピアは、高さ100 km（62マイル）、長さ300 km（186マイル）の構造物です。 ペイロードは、エレベーター内の100 kmのタワーの1つに上がり、電磁質量ドライバーを使用して300 kmの水平軌道に沿って発射されます。 わずか10 Gの80秒間で、これはパッド付きの座席を持つ人間にとって許容できるレベルであり、発射体を大気から完全に放出することができます。 数百キロメートルは、現代の電磁技術を使用して、0から約8.2 km / s（5.1マイル/ s）の発射体を取るのに十分な軌道です。 デリケートな貨物を考慮しない場合は、脱出速度（11.2 km / sまたは7.0マイル/ s）に到達するために必要な大きさのさらに高い加速度を使用できます。

スペースピアは、他の一般的なロケット後宇宙技術の提案のいくつかの問題を回避するために考案された妥協案です-宇宙エレベーター/軌道スカイフック、および電磁加速器またはレールとしても知られる地球ベースの質量ドライバー銃。 他の2つの提案はより注目を集めてプレスされますが、スペースピアは両方よりも安価で効果的です。 アイデアを紹介する彼のウェブページで、Hall博士は、高度100 kmの空気の密度は海面での密度のほんの数百分の1であり、ペイロードを高速に加速するのが非常に簡単になると観察しています。 宇宙エレベーターは衛星の邪魔になり、静止軌道をとらない限り、衛星は必然的に衝突します。 また、100 kmよりもはるかに高く、10,000 km以上のオーダーにする必要があります。

スペースピアは10,000 kmではなく100 kmであるため、理論的に大量生産できる材料であるダイヤモンドよりもスペースピアを作ることができます。 これは、自重を支えるために原子的に正確なバッキーチューブまたはカーボンナノチューブから構築する必要がある宇宙エレベーターとは対照的です。 ダイヤモンドは中程度のコストで比較的大量に合成できますが、スペースピアメガストラクチャの構築に必要な量を作成するには、まったく新しい製造プロセスが必要になります。 当然のことながら、ホール博士は分子製造を提案しています。 100 kmの構造物の高さにより、スペースピアはほとんどのスペースジャンクの範囲外になり、その高度で急速に自由落下します。

ホール博士の計算によると、10トンのペイロードを100 kmのエレベーターまで持ち上げてから8.2 km / sに加速すると、約5,000米ドル（USD）の電力しか消費せず、1キログラムあたり約0.5ドルになります。 これは、1キログラムあたり10,000米ドルの現在の打ち上げコストよりも大幅に優れています。 発射体は、このレベルの加速度で地球を脱出するのに十分な速度を持ちませんが、惑星の周りを一周し、約340 km（211 m）の高度で安定します。 ペイロードは、軌道が通常の円になることを確認するために、それ自体で若干の操作を行う必要があります。 地球から脱出し、惑星間軌道に到達するには、マスドライバーをウェイポイントとして宇宙に置くか、従来のロケットを使用してペイロードを地球の重力からうまく取り出すことができます。

100キロメートルは、一連のタワーの非常に高い高さのように聞こえますが、高さ1キロメートル（0.62 m）に近いタワーはすでに建設中であり、高層ビルに使用する材料は比較的一般的なものです。 21世紀の進歩により、ダイヤモンドを含め、以前は高価だったものを大量に製造できるようになります。 スペースピアは、この技術の先見の明のある将来の応用例です。