こんばんは。JAXAのイカロス等に使われている「太陽帆」について質問で

質問

こんばんは。JAXAのイカロス等に使われている「太陽帆」について質問です。

帆船などでは、三角帆を使用することで風上に向かって進めますが、
太陽帆を持つ宇宙探査機は、水星や金星、太陽系の中心方向へは進めないのでしょうか？

回答No.5

469437 · ベストアンサー

No１です。返信についてですが。

＞イカロスが動く仕組みはすでに調べています。
私が知りたいのは、イカロスの四角い帆を仮に三角にした場合、光源に向かって進行できるかどうかです。

質問文に対する私の解釈
１：海上の三角帆は風上に進める
２：太陽帆で重力中心へ進めるか（帆の形状変更に関する記述なし）

返信の「光源」と恒星（重力中心）はイコールではありませんので、質問と内容が違っています。

リンク先には、JAXAの説明に加えて、なぜ太陽方向へ進めるかという私の説明もあったはずですが。

今も四角い帆で金星に向かっていますが。（光による加速も確認されたそうですし）
ならば三角帆でもできるでしょう。そうするメリットがわかりませんが。
海上の三角帆が風上に向かう場合は、風上に向かってジグザグに進んでいるのであって、直進しているのではありません。これは帆の両面を通る空気の気圧の差を利用しているので、真空の宇宙では不可能です。
なので、恒星（重力中心）へは進めますが単なる光源へは向かえません。

お礼

＞これは帆の両面を通る空気の気圧の差を利用しているので、真空の宇宙では不可能です。

つまり、光子は気流のように振舞わないということですね。
ありがとうございます。

回答No.4

chie65536（@chie65535）

＞太陽帆を持つ宇宙探査機は、水星や金星、太陽系の中心方向へは進めないのでしょうか？

進めます。

地球が太陽に落っこちたり、太陽から離れていかないのは「落っこちるのと遠心力が釣り合っているから」です。

地球から飛び出た人工衛星は、公転スピードが地球と同じで、そのままで居れば、地球と一緒に、太陽の公転軌道を回り続けます（太陽に落ち続けます）

ここで、太陽帆を以下のように斜めに張って、斜めに太陽風を受けると、公転スピードが落ちます。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　太陽帆
←←←←公転軌道←←←←　　＼　　←←←←公転軌道←←←←

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　☆太陽

公転スピードが落ちれば「落っこちる方が遠心力より大きくなる」ので、太陽に向かって「落ち始める」のです。

太陽に向かって落ちて行き、適当な所で太陽帆を使って公転スピードを上げれば、おっこちるのと遠心力が釣り合うので、それ以上、太陽に近付かなくなります。

補足

なるほど、公転速度を落として遠心力を下げ、
太陽の引力で接近するんですね。

では、仮に太陽のような巨大な引力を持っていない光源があったとして、
三角帆の太陽帆で接近することは可能でしょうか？

回答No.3

isa-98

ゴキジェット。つ＾＿＾）つ

とか書き込もうとしたら締め切りやがった。＾○＾；

＞水星や金星、太陽系の中心方向へは進めないのでしょうか？

あんまり考えていないですね。

粒子１個の質量は知れています。
どれだけ高速でぶつかろうが、運動量は微小な訳です。

ここで、粒子の運動速度は変えられませんので、
面積を大きくして出来る限り一秒間に帆に命中する質量を確保せねばなりません。

結局、効率としては
面積が２倍になれば効率は２倍になると言う単純な物になります。

例えば、１秒間に１個の粒子が帆に命中し、１ｍ/s加速したとします。
それが３６００秒連続すれば３６００ｍ/sになります。

つまり、航行時間が多いだけ得をすると言う勘定になります。
また、外になればなる程、太陽風の密度低下の影響で効率は落ちて行きます。

実際には、惑星の公転を利用するスイングバイ加速の方が効率が高いと考えています。

スイングバイの当時は

ロケットが燃焼を終えると加速手段が無い。
方向転換にはロケットの直進成分とほぼ同等な燃料を必要とする。

を覆す画期的な物でした。

徹底的な軽量化や、進行方向の変更の為に使うなど、
用途を見誤らない事が大事だと考えます。

イオン回収の方が将来性が有るかもしれませんね。＾＾

回答No.2

proproplan

理論に関しては他の方が書かれてますが、
イカロス自体それが実際に有効かどうかを確認する為の実証機です。
結果によっては全く役に立たないって事だってありうるって話です。
それを確認する事自体がイカロスの仕事。
全ては全く新しい世界初の技術なんです。

回答No.1

469437

既に同様の質問がされています。
http://okwave.jp/qa/q5962557.html

以下の説明もＪＡＸＡのＨＰにありますが、見つけられなかったのでしょうか。
ここで他人に聞いている以上、自分なりに調べる努力をしたはずだと、思っているのですが

http://www.jaxaclub.jp/cgi-bin/index.cgi?MODE=NEWS_DETAIL&ID=578

補足

イカロスが動く仕組みはすでに調べています。
私が知りたいのは、イカロスの四角い帆を仮に三角にした場合、
光源に向かって進行できるかどうかです。