フリートークトピックの、Msg.691(35ページ目) の投稿の中にある、「スペースコロニーと宇宙エレベータ(軌道エレベータ)、どちらが先に実現する可能性が高いのでしょうか？ 」について語るトピックです。
(a)スペースコロニー (Wikipedia等による)
ここでは最も有名なコロニーの形の一つである、オニールの島3号型をそれとする。
シリンダー直径6km、長さ30km。
0.55rpmで回転（1分50秒で1回転）、1G環境がある。
最低でも32億トン以上の材料が必要。
L4、L5ポイント(地球から38万km)に設置。
安定的な閉鎖生態系があり、1000万人の人口が居住。
(b)プレ・スペースコロニー (Msg.708による)
直径20〜30ｍの球体が1つの『家』（必要な機材は内蔵）
素材はアルミニウムorチタニウム（月に大量にあると想定）
家同士、さらに工場ブロックは幾多のチューブで接続
パブリックスペースにテーマパークやスポーツジムなどの「重力」施設など
ここは直径数100m程度の構造とする。
コロニー全体の宇宙線防御として全体の外壁として小惑星を解体した岩石を貼り付ける。
全体として数km〜数十kmのスペースコロニー（宇宙居住区）となる。
資材を月から宇宙空間へ射出するには低出力のマスドライバーを用意する。
(c)軌道エレベータ (Wikipediaによる)
赤道近辺に建造。
静止衛星軌道から地表に向けて3万6000km の塔を建築。
塔の宇宙側出入口の外側にはカウンターウェイトを設置し、
塔の重量と回転遠心力を均衡させる仕組みとなっている。
人や物を、宇宙と行き来させるのが目的。
この、a、b、c を、2011年から建造計画を立てるとして、どれが一番早く作られそうか。
その他前提は、政治・経済・国際世論なんかはすべて協力的として考える。但し、経済面については「地球上の全てのカネを巻きあげて尚たりませんが無限にあればできる」みたいなのはナシにしましょう。
(a)スペースコロニー (Wikipedia等による)
ここでは最も有名なコロニーの形の一つである、オニールの島3号型をそれとする。
シリンダー直径6km、長さ30km。
0.55rpmで回転（1分50秒で1回転）、1G環境がある。
最低でも32億トン以上の材料が必要。
L4、L5ポイント(地球から38万km)に設置。
安定的な閉鎖生態系があり、1000万人の人口が居住。
(b)プレ・スペースコロニー (Msg.708による)
直径20〜30ｍの球体が1つの『家』（必要な機材は内蔵）
素材はアルミニウムorチタニウム（月に大量にあると想定）
家同士、さらに工場ブロックは幾多のチューブで接続
パブリックスペースにテーマパークやスポーツジムなどの「重力」施設など
ここは直径数100m程度の構造とする。
コロニー全体の宇宙線防御として全体の外壁として小惑星を解体した岩石を貼り付ける。
全体として数km〜数十kmのスペースコロニー（宇宙居住区）となる。
資材を月から宇宙空間へ射出するには低出力のマスドライバーを用意する。
(c)軌道エレベータ (Wikipediaによる)
赤道近辺に建造。
静止衛星軌道から地表に向けて3万6000km の塔を建築。
塔の宇宙側出入口の外側にはカウンターウェイトを設置し、
塔の重量と回転遠心力を均衡させる仕組みとなっている。
人や物を、宇宙と行き来させるのが目的。
この、a、b、c を、2011年から建造計画を立てるとして、どれが一番早く作られそうか。
その他前提は、政治・経済・国際世論なんかはすべて協力的として考える。但し、経済面については「地球上の全てのカネを巻きあげて尚たりませんが無限にあればできる」みたいなのはナシにしましょう。
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コメント(143)
> 114 こうちゃん さん
確かに。テーパー構造の具体的な描像が理解できたわ。
> 116 神雅紀@鷹の眼装備 さん
自分でちょっと考えてみました。
まず、物体が地上にある状態から静止軌道に乗っている状態までに増大する
位置エネルギー＋運動エネルギーの量を「1」単位とすると、
ロケット）H2Aロケットが約400t（燃料込み）で4tの重量を静止軌道に乗せるとのこと
→ 徐々に燃料分が軽くなって最終的に元の重量がほぼなくなる状況を係数0.5で近似
→ 消費されるエネルギーは上述の単位に換算して「50」
軌道エレベータ）荷物を運び上げる車両（駆動モーター込み）の重量を荷重と同じと想定
→ 消費されるエネルギーは上述の単位に換算して「2」
とすると、エネルギー効率は1:25
これを大きいと思うか小さいと思うか…？
確かに。テーパー構造の具体的な描像が理解できたわ。
> 116 神雅紀@鷹の眼装備 さん
自分でちょっと考えてみました。
まず、物体が地上にある状態から静止軌道に乗っている状態までに増大する
位置エネルギー＋運動エネルギーの量を「1」単位とすると、
ロケット）H2Aロケットが約400t（燃料込み）で4tの重量を静止軌道に乗せるとのこと
→ 徐々に燃料分が軽くなって最終的に元の重量がほぼなくなる状況を係数0.5で近似
→ 消費されるエネルギーは上述の単位に換算して「50」
軌道エレベータ）荷物を運び上げる車両（駆動モーター込み）の重量を荷重と同じと想定
→ 消費されるエネルギーは上述の単位に換算して「2」
とすると、エネルギー効率は1:25
これを大きいと思うか小さいと思うか…？
衛星のエネルギーを計算する場合、高度が十分高いため
重力加速度gではなく万有引力定数Gで計算する必要があります。
また、慣性系をそろえるため、地球の自転速度による運動エネルギーも計算しなければなりません
まず、万有引力定数G、地球の直径r、地表からの軌道高度h、衛星の質量m、地球の質量Mとします。(乗数記号は^を使います)
公式より
地表での重力加速度g0=GmM/r^2、自転速度(軌道速度)V0=√(GM/r)
静止衛星軌道での重力加速度g1=GmM/(r+h)^2、軌道速度V1=√(GM/(r+h))
となります。
よって、運動エネルギーと位置エネルギーの総和は
地表E0=1/2*m*V0^2+m*g0*r=1/2*m*(√(GM/r))^2+m*(GmM/r^2)*r=GmM(1/2r+m/r)
静止衛星軌道E1=1/2*m*V1^2+m*g1*(r+h)=1/2*m*(√(GM/(r+h)))^2+m*(GmM/(r+h)^2)*(r+h)=GmM(1/2(r+h)+m/(r+h))
となります。
よって、地上と静止衛星軌道でのエネルギーの差は
E=E1-E0=GmM(1/2(r+h)+m/(r+h))-GmM(1/2r+m/r)=GmM(((1/2(r+h))+m/(r+h))-(1/2r+m/r))
となります。
このエネルギーの差に対して、静止軌道まで持ち上げるのに使用したエネルギーが大きいほど損失が大きいことになります。
>H2Aロケットが約400t
この場合、総重量はm'としてE0'を計算し、E0との差E'とEを比較するなら多少意味があると思います。
#実際はそんなに単純な話ではない。
重力加速度gではなく万有引力定数Gで計算する必要があります。
また、慣性系をそろえるため、地球の自転速度による運動エネルギーも計算しなければなりません
まず、万有引力定数G、地球の直径r、地表からの軌道高度h、衛星の質量m、地球の質量Mとします。(乗数記号は^を使います)
公式より
地表での重力加速度g0=GmM/r^2、自転速度(軌道速度)V0=√(GM/r)
静止衛星軌道での重力加速度g1=GmM/(r+h)^2、軌道速度V1=√(GM/(r+h))
となります。
よって、運動エネルギーと位置エネルギーの総和は
地表E0=1/2*m*V0^2+m*g0*r=1/2*m*(√(GM/r))^2+m*(GmM/r^2)*r=GmM(1/2r+m/r)
静止衛星軌道E1=1/2*m*V1^2+m*g1*(r+h)=1/2*m*(√(GM/(r+h)))^2+m*(GmM/(r+h)^2)*(r+h)=GmM(1/2(r+h)+m/(r+h))
となります。
よって、地上と静止衛星軌道でのエネルギーの差は
E=E1-E0=GmM(1/2(r+h)+m/(r+h))-GmM(1/2r+m/r)=GmM(((1/2(r+h))+m/(r+h))-(1/2r+m/r))
となります。
このエネルギーの差に対して、静止軌道まで持ち上げるのに使用したエネルギーが大きいほど損失が大きいことになります。
>H2Aロケットが約400t
この場合、総重量はm'としてE0'を計算し、E0との差E'とEを比較するなら多少意味があると思います。
#実際はそんなに単純な話ではない。
>TMO様
>1トンの重量を地球の静止軌道に運ぶのに必要なエネルギー計算
やりましょう。
その前に確認をしますが、仕事とエネルギーは静止状態の質量を一定の力で押して、その速度に到達した時に質量がもつものがエネルギーです。
これを、K=1/２mv＾２ という式で表す事ができます。
まず、それに先立ってやるべき事があります。それは衛星の速度を予め求めておく必要があります。赤道半径上での衛星になるのに必要な速度は7.9?ですが、当然、この速度では静止衛星軌道までは到達できません。
そこで、最初に静止衛星軌道に出る為の速度を求める必要があります。これはホーマン遷移軌道速度を求める式がそのまま使えます。２つの軌道上の半径を目的地を出発点で割った値を2倍した数字を、同じく2点間で処理した値に１を足した数字で割り、その√を7.9で掛けた値が静止軌道に打ち上げる時に必要な速度になります。
7.9・√{２（42378/6378）/1＋（42378/6378）＝10．4159
地球の赤道半径が6378?で静止軌道36000?を足した（地球の質量の中心からの距離）が42378?
この速度を2乗して衛星の質量（1000?）を掛けて2で割るとエネルギーの総量が解ります。
５４２４５J （ジュール）が必要なエネルギーとなります。この値は軌道エレベーターでも必要なエネルギーとなります。
しかしTMOさんの知りたいのは、これではなくプロペラントを内側に持って積み荷を運ぶロケットと、プロペラントに替わり外部からの電力供給という形で推進力を得る軌道エレベーターとの差異を知りたいのだと思います。
それには、?エレベーターのエネルギーの逆算は仕事とエネルギーの式で出せます。?ロケットの効率は下記の式
V＝vln・M/m
M は打ち上げ時の質量
m はエンジンの燃焼終了時の質量
v 小文字のvはエンジンの噴射速度
V 大文字は最終速度
このツィオルコフスキーの式で計算してみて下さい。
H-2AのLE-7、LE-５、エンジンとも、4300m/s 毎秒4300メートル程度で噴射速度を計算して問題ないと思います。
満足いただけましたか？
>1トンの重量を地球の静止軌道に運ぶのに必要なエネルギー計算
やりましょう。
その前に確認をしますが、仕事とエネルギーは静止状態の質量を一定の力で押して、その速度に到達した時に質量がもつものがエネルギーです。
これを、K=1/２mv＾２ という式で表す事ができます。
まず、それに先立ってやるべき事があります。それは衛星の速度を予め求めておく必要があります。赤道半径上での衛星になるのに必要な速度は7.9?ですが、当然、この速度では静止衛星軌道までは到達できません。
そこで、最初に静止衛星軌道に出る為の速度を求める必要があります。これはホーマン遷移軌道速度を求める式がそのまま使えます。２つの軌道上の半径を目的地を出発点で割った値を2倍した数字を、同じく2点間で処理した値に１を足した数字で割り、その√を7.9で掛けた値が静止軌道に打ち上げる時に必要な速度になります。
7.9・√{２（42378/6378）/1＋（42378/6378）＝10．4159
地球の赤道半径が6378?で静止軌道36000?を足した（地球の質量の中心からの距離）が42378?
この速度を2乗して衛星の質量（1000?）を掛けて2で割るとエネルギーの総量が解ります。
５４２４５J （ジュール）が必要なエネルギーとなります。この値は軌道エレベーターでも必要なエネルギーとなります。
しかしTMOさんの知りたいのは、これではなくプロペラントを内側に持って積み荷を運ぶロケットと、プロペラントに替わり外部からの電力供給という形で推進力を得る軌道エレベーターとの差異を知りたいのだと思います。
それには、?エレベーターのエネルギーの逆算は仕事とエネルギーの式で出せます。?ロケットの効率は下記の式
V＝vln・M/m
M は打ち上げ時の質量
m はエンジンの燃焼終了時の質量
v 小文字のvはエンジンの噴射速度
V 大文字は最終速度
このツィオルコフスキーの式で計算してみて下さい。
H-2AのLE-7、LE-５、エンジンとも、4300m/s 毎秒4300メートル程度で噴射速度を計算して問題ないと思います。
満足いただけましたか？
物理は基本的に抽象的な議論をするものだけれど、
具体的な数値が分かる場合は具体的な議論のほうが面白いですね。
私も自分のやり方で計算してみる。ただし時間が必要、少し待ってくれ。
ただ、1tの重量を静止軌道まで上げるのにたった54kJちょっとというのは少ない気がするが…？
それだと、1kWで１分に満たない程度のエネルギーってことになる。
ヘアドライヤーでもturboモードで1kW以上消費しているわ。
> 126 神雅紀@鷹の眼装備 さん
ところが、角速度が同じだと実速度は軌道半径に比例するため、
地上と静止軌道では７倍近く異なることになる。
で、運動エネルギーはその二乗に比例するため、
静止軌道での運動エネルギーは地上でのそれの50倍近くにもなる。
運動エネルギーだけを見ても地上での分は2〜3%しか影響せず、
シンガポールから打ち上げようが成田から打ち上げようがそう違わないことになる。
；これは
> 物体が地上にある状態から静止軌道に乗っている状態までに増大する
> 位置エネルギー＋運動エネルギーの量
を考える際の話であることに注意。
実際にロケットを飛ばすとなると、その2〜3%の違いが
打ち上げ場を種子島やフロリダに作らせるほどの影響力を持ってくるのだろうと思う。
具体的な数値が分かる場合は具体的な議論のほうが面白いですね。
私も自分のやり方で計算してみる。ただし時間が必要、少し待ってくれ。
ただ、1tの重量を静止軌道まで上げるのにたった54kJちょっとというのは少ない気がするが…？
それだと、1kWで１分に満たない程度のエネルギーってことになる。
ヘアドライヤーでもturboモードで1kW以上消費しているわ。
> 126 神雅紀@鷹の眼装備 さん
ところが、角速度が同じだと実速度は軌道半径に比例するため、
地上と静止軌道では７倍近く異なることになる。
で、運動エネルギーはその二乗に比例するため、
静止軌道での運動エネルギーは地上でのそれの50倍近くにもなる。
運動エネルギーだけを見ても地上での分は2〜3%しか影響せず、
シンガポールから打ち上げようが成田から打ち上げようがそう違わないことになる。
；これは
> 物体が地上にある状態から静止軌道に乗っている状態までに増大する
> 位置エネルギー＋運動エネルギーの量
を考える際の話であることに注意。
実際にロケットを飛ばすとなると、その2〜3%の違いが
打ち上げ場を種子島やフロリダに作らせるほどの影響力を持ってくるのだろうと思う。
>TMO様
>神雅紀＠鷹の眼装備様
そうなんですよ。後から7.9Kmを9700メートルに直すことを忘れていた事に気付きました。大体54kwでは72馬力程度になります。これでは大型のオートバイのエンジン出力で静止軌道に打ち上げられる事になってしまいますね。
正しくは、５４２億４５８７万３５６０ジュールが衛星の運動エネルギーで、打ち上げに必要なエネルギーは、５４２億４５８７万３０６０ジュールになりました。
仕事量は解り安いワットにそのまま置き換えられるので…
５４．２４５ギガワットで理解してみました。
この式はこうも言えますね。静止衛星軌道上に1トンの衛星を投入すると約５４ギガワットの運動エネルギーを人工衛星は持つことになる。これはすでに静止衛星軌道上にある軌道エレベーターの中を移動する客室（エレベーター本体）には別の系の運動エネルギーを求める必要があるという事に気付かせてもらいました。
仕事とエネルギーの公式では速度の二乗に質量を掛けて2で割るので、エレベーターが時速２００キロメーターほどの遅いスピードなら必要なエネルギーは非常に少なくてすむ事を教えてもらいました。今更何を言うの？とバカにされそうですが、衛星軌道に機材を投入するのに必要な速度が無用になる軌道エレベーターは将来必ず実現される気がしてきました。
時速200キロメーターのエレベーターのエネルギーも求めてみようと思いましたが、摩擦で失われる分のエネルギーが解らないので無理でした。ただ36000?もある静止軌道上までになると、地球の中心からの距離の二乗に比例して重力は少なくなるので、中間地点では重量1トンのエレベーターは68?まで軽くなるので等速移動区間での追加のエネルギーも予想以上に少なくすむかもしれないです。
>神雅紀＠鷹の眼装備様
そうなんですよ。後から7.9Kmを9700メートルに直すことを忘れていた事に気付きました。大体54kwでは72馬力程度になります。これでは大型のオートバイのエンジン出力で静止軌道に打ち上げられる事になってしまいますね。
正しくは、５４２億４５８７万３５６０ジュールが衛星の運動エネルギーで、打ち上げに必要なエネルギーは、５４２億４５８７万３０６０ジュールになりました。
仕事量は解り安いワットにそのまま置き換えられるので…
５４．２４５ギガワットで理解してみました。
この式はこうも言えますね。静止衛星軌道上に1トンの衛星を投入すると約５４ギガワットの運動エネルギーを人工衛星は持つことになる。これはすでに静止衛星軌道上にある軌道エレベーターの中を移動する客室（エレベーター本体）には別の系の運動エネルギーを求める必要があるという事に気付かせてもらいました。
仕事とエネルギーの公式では速度の二乗に質量を掛けて2で割るので、エレベーターが時速２００キロメーターほどの遅いスピードなら必要なエネルギーは非常に少なくてすむ事を教えてもらいました。今更何を言うの？とバカにされそうですが、衛星軌道に機材を投入するのに必要な速度が無用になる軌道エレベーターは将来必ず実現される気がしてきました。
時速200キロメーターのエレベーターのエネルギーも求めてみようと思いましたが、摩擦で失われる分のエネルギーが解らないので無理でした。ただ36000?もある静止軌道上までになると、地球の中心からの距離の二乗に比例して重力は少なくなるので、中間地点では重量1トンのエレベーターは68?まで軽くなるので等速移動区間での追加のエネルギーも予想以上に少なくすむかもしれないです。
ほい、数年前の一般公開でもらったJAXAメモ帳に書いたった。
※画質が悪いので、興味のある人と間違いを探したい人だけ見てください。
結果だけ言うと、130のこうちゃん さんの結果に近くなった。
130の結果がこれより少し小さいのは、
127の上半分の考え方が静止軌道高度で円軌道に乗せる分を入れていないためだと思われる。
また、エネルギーの増分のうち９割以上が位置エネルギーの変化によるもので、
運動エネルギー変化の分は１割にも満たない。
> 神雅紀@鷹の眼装備 さん
せめて地球の質量や半径くらいは定数と見てくれ。今は地球での話をしている。
125などで定数と言っているのは、
「始状態→終状態での変化：(終状態での値)−(始状態での値) が
誰がどのようにやろうとも、移動する主体の質量が同じである限り変化しない」
という意味で使っています。なので、途中の状態がどうであれ影響はありません。
途中低軌道ステーションでみちくさを喰おうが、静止軌道でのエネルギーは変わらない。
重力加速度が高度によって変化することはもちろん知っていますが、
それは計算過程の積分変数であり、計算結果には残りません。
> 130 こうちゃん さん
物事の変化を考えたいときには、変化の前後で勝手に座標系を変えてはいけません。
「なんだ、座標系を変えてしまえば、スペースデブリなんて怖くないや」
などと思っていると痛い目を見ることになります。
実は地球上の私達が地球と共に猛スピードで回転しているのと同様、
軌道エレベータの上部はそれよりももっとすごいスピードで回転している。
※画質が悪いので、興味のある人と間違いを探したい人だけ見てください。
結果だけ言うと、130のこうちゃん さんの結果に近くなった。
130の結果がこれより少し小さいのは、
127の上半分の考え方が静止軌道高度で円軌道に乗せる分を入れていないためだと思われる。
また、エネルギーの増分のうち９割以上が位置エネルギーの変化によるもので、
運動エネルギー変化の分は１割にも満たない。
> 神雅紀@鷹の眼装備 さん
せめて地球の質量や半径くらいは定数と見てくれ。今は地球での話をしている。
125などで定数と言っているのは、
「始状態→終状態での変化：(終状態での値)−(始状態での値) が
誰がどのようにやろうとも、移動する主体の質量が同じである限り変化しない」
という意味で使っています。なので、途中の状態がどうであれ影響はありません。
途中低軌道ステーションでみちくさを喰おうが、静止軌道でのエネルギーは変わらない。
重力加速度が高度によって変化することはもちろん知っていますが、
それは計算過程の積分変数であり、計算結果には残りません。
> 130 こうちゃん さん
物事の変化を考えたいときには、変化の前後で勝手に座標系を変えてはいけません。
「なんだ、座標系を変えてしまえば、スペースデブリなんて怖くないや」
などと思っていると痛い目を見ることになります。
実は地球上の私達が地球と共に猛スピードで回転しているのと同様、
軌道エレベータの上部はそれよりももっとすごいスピードで回転している。
>TMO様
>座標系
何の座標系の話しですか？
正直に言うとTMOさんが何の話しをしたいのか私にさっぱり理解できなくなりました。これ以上つきあっても会話が成立しないと思うのでTMOさんとのレスはこれを最後にしたいと思います。
問題“H2Aロケットと軌道エレベーターで、1トンの衛星を静止軌道に輸送する時のエネルギーの値を示せ”
この問いに対しての私の考えは、ロケットを使い衛星軌道に物を投射する場合は高校物理で習う“仕事とエネルギー”の公式がそのまま使えるが、軌道エレベーターでは基本的な法則は同じでもより複雑な計算が必要になるというものです。
すでに大雑把な計算ながらH2Aロケットの打ち上げのケースでのエネルギーは計算してみました。問題は軌道エレベーターの方ですが…
ここで私は邪法（裏技）に手を染める事にしました。wikipedia の軌道エレベーターのページに“コストは１?で２２０USドル”とありました。この数字を根拠にして尚且つそのコストの全ては電力として使用されると仮定して計算するという逆算方式をとりました。
１ドル＝７６円で計算すると、１?の日本円でのコストは16720円になります。目標は1トンなので１０００?を掛けます。するとコストは１６７２万円になります。ちょうど手元に東京電力の請求書があるので１ｋｗの電気料金２３．４２円が分かります。あとは１６７２万円を２３．４２円で割ると使用電力が出てきます。この値が“７１３９１９．７２６７ｋｗ”になります。
〈結論〉 （私が出した…）
Ｈ２Ａロケットで打ち上げる時に必要なエネルギー ５４２４５．８メガワット
軌道エレベーターで持ち上げる時に必要なエネルギー ７１３．９メガワット
ついでに、Ｈ２Ａロケットのエネルギーを東京電力の電気料金に換算すると…
１２億７０４３万８３４６円になりました。この数字はＨ２Ａロケットのロケット単体の打ち上げコストが約１００億円で有る事を考えると妥当な数字のような気がします。
自分なりにやるべき事をやり終えた気がしますので、これでまたしばらくROMに戻りたいと思います。ＳＦコミュニティーなので楽しくて夢のある話しをこれからも期待してます。
>座標系
何の座標系の話しですか？
正直に言うとTMOさんが何の話しをしたいのか私にさっぱり理解できなくなりました。これ以上つきあっても会話が成立しないと思うのでTMOさんとのレスはこれを最後にしたいと思います。
問題“H2Aロケットと軌道エレベーターで、1トンの衛星を静止軌道に輸送する時のエネルギーの値を示せ”
この問いに対しての私の考えは、ロケットを使い衛星軌道に物を投射する場合は高校物理で習う“仕事とエネルギー”の公式がそのまま使えるが、軌道エレベーターでは基本的な法則は同じでもより複雑な計算が必要になるというものです。
すでに大雑把な計算ながらH2Aロケットの打ち上げのケースでのエネルギーは計算してみました。問題は軌道エレベーターの方ですが…
ここで私は邪法（裏技）に手を染める事にしました。wikipedia の軌道エレベーターのページに“コストは１?で２２０USドル”とありました。この数字を根拠にして尚且つそのコストの全ては電力として使用されると仮定して計算するという逆算方式をとりました。
１ドル＝７６円で計算すると、１?の日本円でのコストは16720円になります。目標は1トンなので１０００?を掛けます。するとコストは１６７２万円になります。ちょうど手元に東京電力の請求書があるので１ｋｗの電気料金２３．４２円が分かります。あとは１６７２万円を２３．４２円で割ると使用電力が出てきます。この値が“７１３９１９．７２６７ｋｗ”になります。
〈結論〉 （私が出した…
）
Ｈ２Ａロケットで打ち上げる時に必要なエネルギー ５４２４５．８メガワット
軌道エレベーターで持ち上げる時に必要なエネルギー ７１３．９メガワット
ついでに、Ｈ２Ａロケットのエネルギーを東京電力の電気料金に換算すると…
１２億７０４３万８３４６円になりました。この数字はＨ２Ａロケットのロケット単体の打ち上げコストが約１００億円で有る事を考えると妥当な数字のような気がします。
自分なりにやるべき事をやり終えた気がしますので、これでまたしばらくROMに戻りたいと思います。ＳＦコミュニティーなので楽しくて夢のある話しをこれからも期待してます。
> TMOさん
>物理は基本的に抽象的な議論をするもの
いいえ、物理は現実の事象を数式と言うルールに表す科学です。
>地球の質量や半径くらいは定数と見てくれ。今は地球での話をしている。
この設問で変化しない数値は全て定数にしろ。
と、マイルールを持ち出すなら、ペイロードの質量も定数になり
定数(ペイロード質量)*定数(質量和)*定数万(有引力係数)/(軌道高度+定数(地球の径))
で
質量*(定数)
にはなりません。
>125などで定数と言っているのは、
>「始状態→終状態での変化：(終状態での値)−(始状態での値)が
> 誰がどのようにやろうとも、移動する主体の質量が同じである限り変化しない」
>という意味で使っています。
それはアナタのマイルールであり、SI単位系のような共有ルールではありませんよ。
マイルールで進めたいなら、まずマイルールの共有化を行ってください。
#アナタのマイルールが物理のルールに反しているので、共有化はかえって混乱を招くと指摘してます。
>物理は基本的に抽象的な議論をするもの
いいえ、物理は現実の事象を数式と言うルールに表す科学です。
>地球の質量や半径くらいは定数と見てくれ。今は地球での話をしている。
この設問で変化しない数値は全て定数にしろ。
と、マイルールを持ち出すなら、ペイロードの質量も定数になり
定数(ペイロード質量)*定数(質量和)*定数万(有引力係数)/(軌道高度+定数(地球の径))
で
質量*(定数)
にはなりません。
>125などで定数と言っているのは、
>「始状態→終状態での変化：(終状態での値)−(始状態での値)が
> 誰がどのようにやろうとも、移動する主体の質量が同じである限り変化しない」
>という意味で使っています。
それはアナタのマイルールであり、SI単位系のような共有ルールではありませんよ。
マイルールで進めたいなら、まずマイルールの共有化を行ってください。
#アナタのマイルールが物理のルールに反しているので、共有化はかえって混乱を招くと指摘してます。
軌道エレベータを使うにせよ、ロケットを使うにせよ、エネルギーコストは総コストのごく一部だと思いますが…
円軌道に到達するための「運動エネルギー＋位置エネルギー」は、おおよそ
（２−（軌道半径／地球半径）×３２MJ/?
です。これは減らせません。ですから、できるだけ総エネルギーを減らすには、宇宙船以外に与えるエネルギーをできるだけ減らすこと、できればゼロにすることです。
例えば、出発の時に噴射するガスの運動エネルギーは無駄です。だから、出発直後で秒速10mだったら、秒速10mでガスを噴出するのがベストです。秒速1?の時には秒速1?で噴射、秒速7?の時には7?で噴射、という具合です。
こうやって運動エネルギーを節約しても噴射ガスに位置エネルギーを与えては意味ありません。したがって、空気抵抗の問題を無視する限り、地表面高度で加速するのが良い。
出発の瞬間のガス噴射は、限りなくゼロに近い速度ですから、噴射物質（推進剤）の質量は限りなく大きい方が良いです。
推進剤として、その星で得られる最大の質量、すなわち星自身を使い、地表面で一挙に加速するマスドライバー方式が、エネルギー面だけからすれば最も経済的なのはこのためです。
円軌道に到達するための「運動エネルギー＋位置エネルギー」は、おおよそ
（２−（軌道半径／地球半径）×３２MJ/?
です。これは減らせません。ですから、できるだけ総エネルギーを減らすには、宇宙船以外に与えるエネルギーをできるだけ減らすこと、できればゼロにすることです。
例えば、出発の時に噴射するガスの運動エネルギーは無駄です。だから、出発直後で秒速10mだったら、秒速10mでガスを噴出するのがベストです。秒速1?の時には秒速1?で噴射、秒速7?の時には7?で噴射、という具合です。
こうやって運動エネルギーを節約しても噴射ガスに位置エネルギーを与えては意味ありません。したがって、空気抵抗の問題を無視する限り、地表面高度で加速するのが良い。
出発の瞬間のガス噴射は、限りなくゼロに近い速度ですから、噴射物質（推進剤）の質量は限りなく大きい方が良いです。
推進剤として、その星で得られる最大の質量、すなわち星自身を使い、地表面で一挙に加速するマスドライバー方式が、エネルギー面だけからすれば最も経済的なのはこのためです。
久々にこのトピックをageることになる。
http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220
広報誌『季刊大林』53号（特集：タワー）を発行
〜 地球と宇宙をつなぐ10万kmのタワー「宇宙エレベーター」建設構想を発表 〜
この広報誌、入手された方おられませんか？ｗ
銀行振り込み1000円(送料無料)でゲッツできるそうですが。
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20120220-OYT1T01264.htm
読売新聞は「２０５０年に実現させる、と発表した。」と言うが、
施主は誰か、建設予定地はどこか、エレベータ維持の独立採算は具体的なのか
既存静止衛星の軌道交差との兼ね合い・各国折衝は既に進んでいるのか
そもそも100%日本民間企業プロジェクトなのか。
それともタダのスカイツリー第二弾のファンタジーCMなのか。
き、気になるｗｗ
http://www.obayashi.co.jp/press/news20120220
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この広報誌、入手された方おられませんか？ｗ
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読売新聞は「２０５０年に実現させる、と発表した。」と言うが、
施主は誰か、建設予定地はどこか、エレベータ維持の独立採算は具体的なのか
既存静止衛星の軌道交差との兼ね合い・各国折衝は既に進んでいるのか
そもそも100%日本民間企業プロジェクトなのか。
それともタダのスカイツリー第二弾のファンタジーCMなのか。
き、気になるｗｗ
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