「宇宙エレベータが直面する「揺れ」の問題」記事へのコメント

そもそもレベルの勘違い

[SteppingWind (2654)]

軌道エレベータを単体としてではなく, 運輸システムとして見た場合には揺れが起きることも推進剤が必要なことも当然なんですよね. なぜなら軌道エレベータは決して静止しているわけではなく, 地軸を中心として回転運動しているという根本的なことに起因するからです.

ここで軌道エレベータをゴンドラが移動する状況を考えてみます. これを地上, あるいはエレベータ上から見れば, ゴンドラが重力に逆らってあるいは重力に引かれて上下するだけに見えます. ところが実際にはゴンドラは円周方向に軸から離れるに従い加速, 軸に近づくに従い減速されます. この加速/減速はゴンドラの移動速度によって, いわゆるコリオリの力として現れ, 軌道エレベータを円周方向に引っ張ることになります. 軌道エレベータが十分に大きければ, この力は無視できるかもしれませんが, そうでない場合にはゴンドラの上下に伴いエレベータが円周方向に波打つことになります. 逆に, これを利用して能動的にエレベータを揺らし, デブリ等の衝突を回避できるかもしれません.

さて次になんらかのペイロードを軌道エレベータを使って持っていくことを考えてみます. よく, 軌道エレベータでは下りのエネルギを回生して上りに使うので効率が良いと言われます. 確かにそれは間違いないのですが, ここに一つ大きな見落としがあって, 近い将来ではほとんどの場合地球の物資を静止衛星軌道に持っていくのに使われるということです. 端的には軌道エレベータ自身を軌道エレベータの建設に使うというやつですね. ところがこの場合, どうしても下りが軽くなるのでバランスが崩れてしまいます. すると, この差, ペイロードの質量に地表から静止衛星軌道までの重力ポテンシャルの差と軌道速度(約3km/s)を掛けた分だけ軌道エレベータが引きずられて高度が落ち, 速度も遅くなって落っこちてきちゃうことになります. 「楽園の泉」や「星々にかける橋」ではアンカレジに小惑星を置いて小さいことは気にしないことにしていますが, そうじゃない場合には補償のための推進が必要になります. とはいえ, この場合にはエンジンや推進剤タンクの質量は勘定に入れずにすむため, 効率は通常のロケットよりも格段に良いですし, 時間をかけて良い場合には太陽発電や外部からの電力供給による電気推進が使えるので, さらに効率はよくなりますけど.

どうも軌道エレベータの話って日本の道路と同じで作ることしか考えてなくて, 使われ方や日々の運用・メンテナンスなんかのリアリティに乏しいんですよね.