恒星間旅行可能の無重力発射式原子力電源利用無噴射推進装置

 

隣の恒星系ケンタウルスα星の4.3光年に行くだけで、準光速にしない場合の現行ロケットエンジンでは、秒速30kmとして、4.3万年かかってしまう。そこで、小惑星探査機「はやぶさ」のように、長期間噴射し続ける加速加算式速度で、準光速まで加速するには、現行ロケットの場合、300秒程度で重力圏脱出速度の秒速11.2kmに達するのに、加速度は、重力加速度9.8m/sに勝っての、速度11.2kmなので、大体、推進力としての加速度が、秒速47.13m位(11.2km÷300秒+9.8m/s=47.13m/s)ないと、無理である。この加速度でも、636万秒(30万km/s÷47.13m/s=636万秒)連続噴射していなくては、光の速さに近づけない。それに必要な燃料は、300秒分の21200倍(636万秒÷300秒=21200)の燃料を積まなくてはならず、そうすると、ロケットエンジンの比推力は、ゼロに近い。そこで、燃料を数トンしか積まずに、何十光年も飛行する方法のエンジンはないか?と言うことだが、あるのである。核燃料原子炉電源のエンジンなら、数トンで、大きなエネルギーを数年連続出力することが可能である。これで、惑星探査機「はやぶさ」のように、数年間噴射し続けると、加速加算式速度で、超高速になるのを応用して、何らかの方法で、加速度10m/sの加速を1年連続加速し続けると、計算上、秒速30万kmを超える《30万km÷(加速度/毎秒10m×3600秒/h×24h/日×365日)》が、実際は、特殊相対性理論で、秒速30万kmに近くなる。そこで、この加速をし続けるには、どうしたらいいか?燃料を噴射しないことで、噴射のための燃料を積まないことである。無重力真空の宇宙空間では、空気抵抗も、重力もなく、近くに天体がなければ、上も下も、左右もないのであって、ただ、宇宙空間に、ポツンとある宇宙船は、自らの運動さえ、比較できるものがなくて、確認できない。できるのは、船体が出す作用と、その作用によって船体が受ける反作用だけである。ただし、他の天体や地球の位置・方向が判れば、それに対して、近づいているか、遠ざかっているかが判る。そういった意味で、地球に対して、反対方向に、ニュートン力学の作用と反作用の、噴射を必要としない、遠心力なり、慣性力なりが、プラスに働けば、推進するのである。

そこで、別添え図面文書(【提案用】img001)の通り、進行方向を前として、前の小半円と後の大半円との間を繋ぐ直線の全体構造を動く重りが生む前後の遠心力差を推進力とする「無重力発射式原子力電源利用無噴射性推進装置」なるものを考えたが、これは、事前に第三者の特許済みのアイディアという情報があるので、あえて、日本の宇宙開発の外部プラン提案として、提案させていただきたいと思います。この装置の実証検証を兼ねた装置の説明であるが、形状は、重り200kgとした場合、数年間無補給連続発電可能な原子力の発電エネルギー(原子力電池=放射性同位体熱電気転換器=電池式出力500kw/S以上を10年連続稼働可能)を基にして、新幹線駆動モーターのような高速・高トルクのモーターを動かすものとして、装置を想定した。

 

【別添え図面文書(【提案用】img001)】の装置の最終相殺推力計算を算定する。

v0初速度・a加速度・t時間・x距離・遠心力F・質量m・半径r・w回転数・N

力の単位ニュートンとして、レール上をの重りを移動させる凹レール上から発生する力の進行方向の相殺推力の計算として、

 

➊ 直線部D→Bの所要時間算出

公式 v0×t+a×tΛ2/2=x

20m/s×t+△34.666×tΛ2/2=x(近似値で)5.0625

t=0.375秒

❷ 直線部A→Cの所要時間算出

公式 v0×t+a×tΛ2/2=x

7m/s×t+34.666×tΛ2/2=x(近似値で)5.0625

t=0.375秒

❸ 大半円弧B→Aの遠心力の算出

公式:遠心力F/(N)=m×r×wΛ2

   w=v/r  F=m×vΛ2/r

半円弧接線速度7m/s  74.31rpm相当

遠心力F=10911.68N

大半円弧の重りの移動所要時間2.826m÷7m/s=0.4037秒

大半円弧中の全遠心力Ft=10911.68N×0.4037秒=4405.04N

大半円弧の推進方向線と反対方向である垂直成分の遠心力F×sinθ(θ=0°→90°

及び90°→0°の平均0.63724)=2807.06N

❹ 小半円弧C→Dの遠心力の算出

公式:遠心力F/(N)=m×r×wΛ2

   w=v/r  F=m×vΛ2/r

半円弧接線速度20m/s  636.94rpm相当

遠心力F=266936.68N

小半円弧の重りの移動所要時間0.942m÷20m/s=0.0471秒

小半円弧中の全遠心力Ft=266936.68N×0.0471秒=12572.71N

小半円弧の推進方向線である垂直成分の遠心力F×sinθ(θ=0°→90°

及び90°→0°の平均0.63724)=8011.83N

❺ 推進方向相殺遠心力(正味推進力)

  小半円の推進方向線上の遠心力8011.83N-大半円の推進方向線上反対の遠心力2807.06N=推進方向相殺遠心力5204.77N

❻ 装置一基の重り1回転の所要時間=➊0.375秒+❷0.375秒+❸0.4037秒+❹0.0471秒=1.2008秒

⑦ 正味推進方向の秒あたりの推力

推進方向相殺遠心力5204.77N×1回転の所要時間1.2008秒=                                    

4334.42N

(1基当たりの推力は、はやぶさ2の推力0.125Nの34675.36倍である。)

⑨ この装置を4基用意して、2基と他の2基は、互い正反対に重りを回転させて、その内、右回転の2基の内の1基を、もう左回転の2基の内の1基の重りの回転を半周遅れにすると、この装置の推進方向と正反対方向を結ぶ直線に対し、❸と❹の左右に働く遠心力や➊と❷の牽引反作用力は、特に、図【別添え図面文書(img001)】の左下囲い中の同色(同期同時の相殺関係)は、ズレているが、力の方向が正反対ということが重要で、互い、相殺されてプラスマイナス0になる。つまり、推進相殺推力の計算は、推進方向とその正反対方向を結ぶ線方向に働く、遠心力成分だけの相殺結果だけで良いことになる。

⑩ ⑨での4基にした場合の、推進方向の正味推力は、4334.42N×4基で、     17337.68Nとなり、1Nでの、無重力真空の加速推力は、1kgで、毎秒1mなので、船体材質をカーボンナノチューブ等で軽量強靭化して、約3.467tの船体に収めると、毎秒約5mの加速力が見込める。これは、はやぶさのイオンエンジンでの加速加算式を応用すると、加速度5m/s×31536000秒/年×2年=315360000m/秒=315360km/sで、計算上だけで、光の速度を超えてしまう。つまり、2年の連続加速で、正規には、準光速に達し、2年後は、エンジンを切っても、何年でも、慣性の法則で、準光速である。減速は、エンジン推力を進行方向の反対に、2年かけて減速すれば、目的地に停止する。

  

特殊相対性理論の実証実験と疑問と提起

もし、この装置にて、出発数年後、加速加算式で、光速に到達した時に、アインシュタインの特殊相対性理論の万物の速度は、光速を超えないという実験実証になり、ノーベル賞レベルの実験である。なぜなら、光速度の有限は、質量を持たない素粒子としての固有の速度であり、無質量がゆえに、追加速に限界があるかもしれないし、この立証の実験は、それを測る電磁波や電流などが、同じ光速限度があり、そもそも、その装置では、光速超えが、測れないのかもしれないし、作れないのかもしれない、また、この光速有限公式も、有限速度光速になる故の説明となるための必要な質量増大現象かもしれない。第一、地球から出発して5兆キロの地点で、2点間の地球と宇宙船だけの相対速度で、光速に達した場合、その宇宙船から見てウイルスより小さい地球からの特殊相対効果で、宇宙船自体、その宇宙空間で、上下も、左右も前後も空気も重力もない、只、その宇宙空間に、あるのは、宇宙船自体の動力の作用と反作用のみであるときに、実際、STOPがかかるのであるのかということである。逆に、地球周辺で、宇宙船と逆の方向に動く天体との相対関係は、地球からの制約の前に、もう、超光速である。従って、この実験が、これらの疑問をすべて覆す実験になるからである。逆に、超光速が可能の結果が出てしまった場合、人類の未来は、銀河系間旅行も可能になてしまう。そもそも、哲学的に、炭素系生物にとって、全宇宙空間は、無生物で、どんなに、超巨大でも、複雑でも、美しくても、意識・認識・知覚・感覚・認知・覚知もないので、宇宙自体は、自らの大きさや姿を確認できないので、無と同じである。そこで、あらゆる、宇宙元素の中で、超巨大な、超複雑な有機化学という分子が作れる炭素系生物は、突き詰めれば、炭素高分子も、宇宙の自然物である以上、無意識の宇宙空間と意識の生物が、互いが存在確認しあう必須関係にあるのではないかと思われるので、生物の存在領域の範囲に比べて、宇宙があまりにも無駄に大きいので、超光速での銀河間旅行が可能の思考も、哲学的帰結で、有ってもいい話なのではないか?

   

    加速は、何でやっているのか?

電磁波でやっているなら、電磁波は、電場と磁場と光子で出来ているので、質量のある粒子の最大作れる速度は光速です。なぜなら、当然ながら、加速される粒子自体に、推力がない場合、他からのそれ以上の力の付与がなければ装置を超える加速しない、従って、そもそも、その装置での超光速は無理なのでは?

 

    質量の測定は、何でやっているのか?

結局は、電磁波測定では、特殊相対性理論の公式により、電磁波等の加速促進媒体自体が光速で、有限の上、電磁波利用等(流体等の加速促進媒体を含めた)での質量測定は、逆に、その加速促進媒体の磁場電場力(それが流体の場合、流体抵抗)により、その加速促進媒体より早くなると抵抗減速を受けるのではないか? そうなると、特殊相対性理論の質量増大を言わなくても、停止した加速粒子からの加速は、はじめは、それに加力する電磁波等電場力の加速促進媒体での加速が、加速せれる粒子に対すし、最初は、高加速であっても、その電磁波等の加速促進媒体の速度に追いつくほどに、加速度は小さくなり、加速促進媒体と同じ速度で、加速度はゼロになり、この場合、加速加算的に加速し続けて、加速促進媒体より速度を上まわることになれば、逆に、加速粒子に及ぼす力(電場・磁場)での加速抵抗効果で、速度制限に転じるのではないか。これが、質量増加の見せかけの証拠と言えなくもないのでは。