JAXAのイカロス？

質問

JAXAのイカロス？
太陽光を帆に受けて進む世界初？のエコな宇宙船「イカロス」がJAXAから打ち上げられたそうですが、イカロスはどこへ向かうのでしょうか？　また目的地までかかる時間は？
ざっとググった限りでは、（１）金星、（２）木星、という２つのキーワードがでてくるようですが、
（１）は、このシステムでどうやって内惑星へ迎えるの？　（地球より外へ向かうならわかるが）
（２）は、時間がかかりすぎない？　（このシステムだと何百年もかかるはずで実用レベルとは思えない）
というのが主な質問です。
よろしくお願いします。

回答No.7

kawasemi60 · ベストアンサー

ライトセールの特徴は光を利用する点に在ります。
しかし光源から距離が大きくなるに従って光量は
急激に減少します。すると作用力が弱く成ります。

内惑星に向かえば光量は大きくなるので作用力も
大きく成ります。地球との通信維持も出来ますよね。
航行データの観測や確認も相対的に容易です。

なので実用化する時は内惑星や太陽に徐々に接近
して大量の観測を行う事が予想されます。特に
観測機を単純化すれば長期間の太陽観測が可能です。

開発は金星に計画通り接近する事が第一目標と
成るでしょうが、まだまだ先の事でしょうね。

お礼

なるほど、それは気づいていませんでした。
失礼しました。
そうしますと、自然光によるライトセール航法は外惑星よりむしろ内惑星に向かうときこそ有効だ、という見方もできますね。

回答No.6

kawasemi60

内惑星に進めないという考えが理解出来ません。
内惑星や外惑星を例外とせずに全ての方向に航行
出来ると思います。ヨットと呼ばれるほど自由度

があるのですからね。
地球の人工衛星で検討すればわかりやすいと思います。
衛星の軌道は重力による地球中心への落下と慣性速度

による合成力により決まります。つまり重力加速度に
より絶えず落下しているので円軌道と成ります。
この人工衛星の速さを落とす方向で力を加えると分力が

重力方向で発生する場合が在ります。この分力は地球中心
に向かう場合と遠ざかる場合の二つが在ります。
遠ざかる分力が重力加速度よりも少なければ高度が落ちる。

地球中心方向に進む事に成ります。この地球を太陽に置き
換えるとヨットは内惑星に向かう事が出来ます。
速度変更時の分力の方向と大きさを制御する事で軌道変更

が行なわれています。実際には二次元ではなくて三次元
空間での分力制御が行なわれますからこの話よりも複雑です。
このような分力の事をベクトル量と表現しています。

三次元ベクトル量は複雑ですから二次元で考えましょう。

お礼

たしかにヨットを風上に進ませる航行法はあるので、イカロスでも可能であるのは確かです。
異なる点は、局地的な風向きは日々変わるのに対し、太陽風は常に一定方向ということです。恒状風系の中での帆走航法はやはり風上から風下へ進むのが自然かつ効率もよく、逆に恒状風内で風下から風上に進みたいならエンジンなど自走推進を採用するのが自然ではないかな？　と思った次第です。
たとえばアメリカから太平洋を渡って日本へ来るのに帆船を使い、風をベクトル分解して偏西風に逆らいエッチラオッチラ日本を目指している図は、原理的は可能だが、やはりちょっと滑稽でしょう。やってる人間はご満悦かもしれないが、はたからみると何をしたいんだ？となります。

回答No.5

t1568647

前の方が詳しく書いているので簡単に

今回は宇宙でどうのように実際に開き
太陽の熱・宇宙空間での太陽風・パネルの開閉・その他コントロールなど
まぁ簡単に言えば大規模な失敗実験データがほしいのです

地上での多くは終わったからなら実際にどうなのかが今回なのです
いちお結構なスピードも出るだろうとはされていますが実際は不明だからね

将来は莫大な燃料・資金・構造が変わり軽くて・低燃費など
今の月まで行くにしても結構日数がかかるけど、
それをどれくらい短縮出来るか今後の事

お礼

確かに、理論上のスペックは現実には必ず目減りしますので、その目減り量がどれくらいか（＝失敗実験データ）を得るためのテスト運行は不可欠ですよね。
ありがとうございます。

回答No.4

k_k13

目的地に関する話は先の回答者の方々のとおりです。

>太陽光を帆に受けて進む世界初？のエコな宇宙船
ソーラーセイルや太陽帆、宇宙帆船などと呼ばれ理論概念だけでなら、かなり古くからあるものです
SF小説や映画でもちょくちょく見かけるものなんです

さて、原理について一言で説明すると「光を帆に受けて進む宇宙のヨットです」
なんのこっちゃ？と思われるでしょうね
普通のヨットは水面に浮かべた船体に立てた帆に風が当たることで進んでいきます
つまりヨットは風に押されて推進しています
風とは空気(窒素原子や酸素などの混合した気体)の流れですよね
ここで誤解を恐れずに極端に表現すると、光とは原子や分子と同じように「光子」という粒子なんです
太陽が光っているということは、太陽から光子が放出されていると言えます
この放出された光子を風の代わりとして帆で受けて、推進する仕組みがソーラーセイルです

当然に光の運動エネルギーは微弱なので、速度はほとんど出ません
しかし宇宙空間は真空ですので、地球上みたいに空気が邪魔をして減速することがありません
光子が当たり続ける限り、理論上は無限に加速していきます
極論で言えば限りなく光速(秒速30万m)に近い速度まで加速し続けます(光子は光速で飛んでいますから光速を超えると光子が追いつけないので加速できなくなる)が、そこまで加速するには気の遠くなるような時間がかかります
質問者さんが「時間がかかりすぎない？」と思われてるとおりですね
そこで、理論上のアイデアですがレーザー光線(束ねられて効率を上げた光子の塊)を当てることで初期加速を早くするアイデアがあります
太陽光発電でレーザー光線を発生させれば良いわけです
これは将来実験されるんでしょうね

さて、このシステムなら太陽から遠ざかることなら可能ですから
>（１）は、このシステムでどうやって内惑星へ迎えるの？
これはとてもよい着眼点です
極論で言うとソーラーセイルは外惑星方面へ直進しかできないシステムですから、どうやって内惑星方面へ向かえばいいのか？
じゃあ、自分で曲がれないならば何かほかのものに進路を曲げてもらおうというのが「スイングバイ」という概念です
地球や火星の重力に引っ張ってもらい惑星の周りをグルーンと周回し、地表に落下しないようにコントロールしながら行きたい方向にむけてスポーン！と投げ出してもらうことで進路をコントロールします
口で言うとわかりにくいんで、
http://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%82%B9%E3%82%A4%E3%83%B3%E3%82%B0%E3%83%90%E3%82%A4
の図を参照してください

なんにせよ、ソーラーセイルはまだまだ理論実験の段階です
しかし、宇宙空間といまさに天文学的に広大な空間においては「燃料が必要ない」というのは大変に有利な特性ですから、将来火星に植民地ができたら物資のやり取りはソーラーセイルシステムで燃料を使わず超効率的に輸送できるかも…なんて夢も広がります

お礼

ありがとうございます。
そう、理論なら昔からあったが、実際にやろうとすると 「とんでもなく時間がかかる」 ですよね。だから昔に本命視されてたのは、地球からレーザー照射して人工的にセイルを押すシステムだったと思います。しかしそれはとんでもなくコストがかかるので、今の世相では到底無理。
逆に今回のイカロスの売りは、実用性は疑問符だけど「燃料が要らない」、要するにエコ。となると単なる研究費獲得ねらいではないかという気がちょっとして、一抹の気持ち悪さも感じた次第です。あと日本以外どこもやってないというし。。

あとこのシステムは、太陽から遠くなれば推力が鈍るはずです。だから 「無限加速可能」 はたぶん嘘で、外惑星あたりまでいったらもうほとんど加速せず、定速航行に近いと思います。本当のエコ無限加速というならラムジェット推進のようなものではなければならず、JAXA にはそういうのを研究していて欲しかったなあという感想です。

回答No.3

draft4

将来の木星探査の計画と今回のイカロスの実験は別に考えてくださいね。

イカロスの実験が上手く行けば、将来木星探査衛星を打ち上げて木星探査も実現するだろうって考えなんです。

お礼

逆にまた分からなくなりました。。。
イカロスの実験がうまくいけば、将来その技術を木星探査に使うことも考えられている、という理解でよろしいですか？
あの技術では木星へは行けないように思うのだが。。。どうなのでしょうか

回答No.2

onbase koubou（@onbase）

金星に行くのは同時に打ち上げられた「あかつき」です。
相乗り衛星が複数あるための情報混乱かと思われます。

お礼

ありがとうございます。
まだ実験段階なのですね。

回答No.1

draft4

どこも行きませんけど？（どこかに行くのが目的の実験ではない）

帆を広げるだけで数週間掛かります(^_^;
http://www.jspec.jaxa.jp/activity/ikaros.html

お礼

回答ありがとうございます。
この技術で将来的に木星探査をめざすようなことが書かれていましたが。