宇宙エレベーターとは（JSEA 一般社団法人 宇宙エレベーター協会）
「宇宙エレベーター」（日本では「軌道エレベーター」と呼ばれることも)をご存じでしょうか？
それは地上と宇宙をエレベーターでつなぐ、これまでにない輸送機関です。地上から天へと伸びる塔のようなものを想像してください。
かつては突飛な夢物語として受け止められていましたが、理論的には十分実現可能なものであり、近年の技術発展によって、手の届く域に到達しつつあるのです。
宇宙エレベーターは科学者やＳＦファンの間で古くから知られていましたが、技術上の課題、特に宇宙から地上へ吊り下ろせる強度を持つケーブル素材がないために、夢物語にとどまっていました。
しかし1991年、この条件に応えられる素材「カーボンナノチューブ」が日本で発見されました。これを機に宇宙エレベーターの議論が加速され、多様で具体的な建造計画が提案されています。
宇宙エレベーターは、人が地上と宇宙との間を往復したり、物資を輸送したりする上で理想的な手段です。実現する上で「解決不能な課題はない｣と言われています。宇宙進出を進める人類にとって、将来不可欠の輸送手段です。
現在の宇宙開発の主役であるロケットには墜落や爆発の危険が伴いますが、宇宙エレベーターにはその危険はなく、大気汚染の心配もありません。実現すれば、ロケットに依存していた宇宙開発は大きく飛躍します。訓練を受けた宇宙飛行士でない私たちでも、おそらくは高齢者や体が不自由な人も、宇宙を訪れる機会が得られるかも知れません。
http://www.jsea.jp/about-se/How-to-know-SE.html
「宇宙エレベーター」実現すればコストはロケットの100分の1
大林組は「宇宙エレベーター建設構想」に取り組む。有志社員が1年がかりで練り上げたアイデアが社内外で評価され、技術実証研究開発チームが2012年に発足した。同構想は地球の赤道上に発着場を設置。宇宙から総延長9.6万キロのケーブルでつなぎエレベーターを運行させる。地球上の建築物は自重によって壊れる限界点がある。しかしこの高さになると、ケーブルは地球の自転とともに周回することで強い遠心力がかかる一方、地球からは重力で引っ張られる。このため理論的には実現可能という。高高度から自転とともに回転するスピードで弾みをつけ宇宙へ放出すると、ロケットの推進力で地球の重力を振り切る必要がなくなり、100分の1のコストで人や物資を宇宙へ搬送できるようになる。
課題はケーブル素材。有力視されるのが、カーボンナノチューブだ。幅5センチ、厚さ1.4ミリのテープ状で引っ張り強度は鉄鋼の約20倍あるが、現状は長さ数センチの生産が限度という。
https://dot.asahi.com/aera/2018042500022.html?page=1
宇宙エレベーターに使える究極素材、カーボンナノチューブとは何か？
カーボンナノチューブは、私たちの生活を一変させるほどの可能性を秘めた材料です。
カーボンナノチューブは炭素だけで構成されたチューブ状の物質です。炭素が六角形でつながった網を切って、くるっと丸めて筒にした構造をしています。
カーボンナノチューブと同じように炭素でできている物質に「フラーレン」と呼ばれる球状の物質があります。カーボンナノチューブは、そのフラーレンの研究の際に偶然発見されました。実はフラーレンを作るときに、条件によってはカーボンナノチューブができていたのですが、ずっと、ゴミ、汚れとして、片付けられていたのです。
実は、その厄介なゴミが、カーボンナノチューブという宝だったのです。
カーボンナノチューブは、アルミニウムの半分の軽さで、鋼鉄の20倍の強度を持っています。
カーボンナノチューブは、丸める方向によって半導体のものと、導電体のものがあります。導電体のもの一番の特徴が、細くても大電流が流せること。なんと銅の1,000倍以上の電流を流すことができます。
カーボンナノファーバーは、熱が伝わりやすい性質を持っています。その金属の中でも熱伝導の高い銅と比べても、10倍もの熱伝導率を誇ります。ゴムなどの熱が伝わりにくい物質に、カーボンナノファイバーをわずかに入れるだけで金属に匹敵する熱伝導が発揮されることが知られています。
宇宙エレベーターは、軌道エレベーターとも呼ばれ、静止衛星と地上を結び、衛星軌道まで移動するというものです。しかし、静止衛星と地上を結ぶためには軽くて強い材料が必要で、それを満足する物質がありませんでしたが、カーボンナノチューブは、宇宙エレベーターに使えるだけの特性を持っているのです。
https://tidbits.jp/carbon-nanotube/
大林組、木星入口までの宇宙エレベーター実現へ構想着手
世界が最も注目している宇宙ビジネスのパイオニアは、後述するとおり大林組であろう。
大林組は海洋掘削リグを活用したロケットの海上打ち上げビジネスで世界をリードする立場を確立した。実は、中国も同じ考えに立ち、海上発射台の建設に邁進している。今後は、この分野での日中の競合が加速しそうである。
中国は現代版シルクロードと呼ばれる「一帯一路構想」を推進している。アジアとヨーロッパ、そしてアフリカや南米にまで道路、鉄道、港湾などインフラ整備を進め、新たな巨大な経済圏を生み出そうというものだ。最近では、サイバー空間から宇宙にまで拡大する意図を鮮明にしている、まさに「宇宙シルクロード」プロジェクトである。
この構想を実現する上で、重要な役割を期待されているのが「宇宙エレベーター」にほかならない。材料となるカーボンナノチューブの開発が進んだため、宇宙エレベーターの実現は今や秒読み段階に入ったといっても過言ではない。日本は５０年を目標に宇宙エレベーター建設計画を進めている。建設場所はエレベーターの長さを最短にでき、台風や雷など自然災害のない赤道上の公海が想定される。
大林組は火星への入り口となる地上から５万７０００kmを超え、木星への入り口となる９万６０００kmに達する宇宙エレベーターの構想を進めている。時速５００kmで移動するため、宇宙ステーションには３～４日で到達できる。日本政府の支援の下、完成目標は５０年である。
https://biz-journal.jp/2020/01/post_138333.html
宇宙エレベーター建設構想 – 大林組
「2050年エレベーターで宇宙へ」大林組プロジェクトチームが2050年の完成を想定して構想をまとめたのが、「宇宙エレベーター建設構想」です。人や物資を経済的かつ大量に宇宙へ搬送するため、ロケットの代わりに建設。地球と月との距離の約10分の1の上空3.6万kmにターミナル駅、地球の海洋上に発着場を設置、総延長9.6万kmのケーブルでつないでエレベーターを運行させます。この構想が実現すれば、宇宙太陽光発電、宇宙資源の探査や活用、宇宙観光旅行など、さまざまな分野での可能性が広がっていくことでしょう。
地球上に構築する限り、建設物は自重によって壊れる限界点があります。しかし、9万6,000kmかなたの宇宙へと伸びる宇宙エレベーターは、理論的には実現可能と言われています。大林組は建設の視点から、宇宙エレベーターの持つ未来への可能性を探求しています。
https://www.obayashi.co.jp/kikan_obayashi/detail/kikan_53_idea.html
月と地球をつなぐ宇宙エレベーター構想
ケンブリッジ大学とコロンビア大学の宇宙物理学者2人が提唱するのは、地球からエレベータを伸ばすのではなく、月面から地球に向けてケーブルでタワーをだらりと垂らす方法である。通称「スペースライン」構想だ。
英ケンブリッジ大学のゼファー・ペノヤー氏と米コロンビア大学のエミリー・サンドフォード氏の計算によれば、この方法なら技術的にも経済的にも現在すでに存在する道具と素材で作ることができるそうだ。
月から垂らす方式の一般的な宇宙エレベーターと比べたときの利点は、月の公転周期が一月にたったの一度だけなので、遠心力からくる負荷が少なくて済むということだ。
「月に固定したラインを伸ばして、地球という重力源の深くへと伸ばせば、地球周辺から月面への自由な移動に使える、安定的で横断可能なケーブルを建設することができる。」と論文で解説されている。
これを使えば、月面へたどり着くために必要な燃料を現在の3分の1にまで削減できるのだそうだ。
じつは月からケーブルを伸ばすというアイデア自体はこれまでにもあった。今回の研究は、それがコスト面や実用面で実現可能であると示したところが一歩進んでいる。
それでも、これまでの宇宙エレベーターよりも低コストな代替案がよりはっきりと目に見えるようになったし、少なくとも計算上は確認されたわけである。
http://karapaia.com/archives/52282829.html
静大「宇宙エレベーター」再挑戦 世界初、昇降機の移動実験
地球と宇宙ステーションを結ぶ宇宙エレベーターを研究している静岡大は、超小型衛星「ＳＴＡＲＳ－Ｍｅ２」を２０２０年度に打ち上げ、世界初の宇宙空間で昇降機を動かす実験を実施する、と発表した。今回の実験は、重さ一・三キロ、一辺十センチの立方体から三・五メートルのスチール製のケーブルを伸ばし、縦、横、高さとも数センチの昇降機を動かす。小規模ながら、実現すれば宇宙空間での昇降機の移動は世界初となる。
https://www.tokyo-np.co.jp/article/shizuoka/list/201911/CK2019110602000168.html
「宇宙エレベーター」は作れるか？ 新しい交通インフラの課題と展望
高度約3万6千kmの位置に「静止軌道」があります。静止軌道とは、地球の自転と同じ周期で地球のまわりを回る軌道のことです。この静止軌道からまっすぐケーブルを垂らすと、地球の赤道に行き着きます。赤道の海上に地球側の駅にあたる「海上ターミナル」を、静止軌道上に宇宙側の駅「静止軌道ステーション」を作り、ケーブルでつなぐ。そしてクライマーと呼ばれる乗り物が、ケーブルをエレベーターのように昇降する。これがもっとも実現可能性が高いと思われている宇宙エレベーターの構造です。
静止軌道ステーションが高度約3万6千kmの位置に留まり続けるためには、宇宙側にもケーブルを伸ばし、静止軌道ステーションを上下に引っ張るようにして、釣り合いをとらなければなりません。現在の想定では、すべてをケーブルにするのではなく、高度10万kmの位置に「つり合いおもり」を設置する構造になっています。この素材を10万kmの長さにする方法が見つかれば、宇宙エレベーターの実現は一気に近づきます。
https://theacademia.com/articles/otonalesson04