宇宙
重力の操作：サイエンスフィクションか現実か？
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推進剤なしの推進？
第二次世界大戦の最初のV2ロケット以来、ロケットの推進の基本概念は、ロケットの目的地とは反対方向に高速ガスを噴射することでした。
現在でも、これはロケットや宇宙船が地球の重力を脱し、宇宙を移動するために使用されるほぼ唯一の推進方式です。
ロケット方程式に形式化されており、簡単に言えば、排出される質量が多く、かつ排出速度が速いほど推進力が大きくなります。これは時に「ロケット方程式の圧政」と呼ばれます。なぜなら、使用する推進剤が多いほど、その推進剤自体を持ち上げるためにさらに多くの推進剤が必要になるからです。
典型的な単段ロケットでは、約90％の初期打ち上げ質量が、地球の重力と大気抵抗を克服するために推進剤である必要があります。 これにより、ロケットの構造、システム、ペイロードに残るのはわずか10％です。
しかし、もし代替手段があったらどうでしょうか？ 長い間、推進剤なしの推進は科学界では単なる空想、そしてサイエンスフィクションの領域とみなされてきました。
それでも、真剣で実績のある科学者の中には、謎めいた実験結果を示し、非常に型破りな理論を探求している声があります。
最近の例として、ジョン・ブランデンバーグ博士が2024年8月31日にAPEC Propulsion Conferenceで行ったプレゼンテーション「重力変調実験の説明と結果」があります。
反重力は実現可能か？
信頼性
一見すると、反重力の概念は非常に突飛で「非科学的」に思え、サイエンスフィクションや陰謀論者、UFO愛好家、アマチュア発明家に適したもののように感じられます。
そのため、ブランデンバーグ博士のような人物がこのテーマでプレゼンテーションを行うと驚かれます。
彼はプラズマを専門とする物理学者で、核融合研究の経験があり、ローレンス・リバモア国立研究所（LLNL）とサンディア研究所（アルバカーキ）でそれぞれ9年半の核兵器ラボ勤務経験があります。両機関とも高度なセキュリティクリアランスが必要です。
また、彼はマイクロ波電熱（MET）スラスターの発明者でもあり、マイクロ波で超高温プラズマを生成する先進的な宇宙推進方式です。
ソース： URA Thrusters
この経歴により、彼が非真面目で非科学的な出所から来ているという考えは払拭されます。
重力電磁気学 – GEM
基本的な力
現代物理学で認識されている宇宙の基本的な力は4つあり、2つは非常に短い原子レベル以下で、残りの2つは非常に大規模なスケールで作用します。
ソース： ResearchGate
GEMは新しい理論で、長距離力である電磁力と重力が、状況に応じて二通りの形で現れる唯一の力とみなすことができると主張しています。
これは、19世紀初頭に電気と磁気の力が電磁気へと統合されたこと19世紀初頭に電気と磁気の力が電磁気へと統合されたことや、電弱相互作用電弱相互作用、電磁力と弱い核力の統合が、1979年1979年にと1999年1999年にの2つのノーベル賞で称賛されたことに続く、基本的な力の統一を目指す物理学者たちの取り組みの延長線上にあります。
重力と電磁気の統合
この稿ではGEMの数学的詳細に踏み込むことはできませんが、概ね、電磁気と重力の主要方程式は非常に類似しているという考えです。
これはアインシュタインがすでに指摘したことで、両力は距離の半径の逆数、すなわち1/r2に従って作用します。
ソース： Mr. Naga Physics
したがって、確かに新奇ではありますが、全く突飛な考えというわけではありません。
これはブランデンバーグ博士が長年取り組んできたことで、この理論に関する出版物は10年以上前にさかのぼります。
- 「GEM（重力電磁気）統一理論を用いた弱い核力と強い核力の問題およびヒッグスボソン質量の予測」 STAIF II、ニューメキシコ州アルバカーキ、2012年2月。
- 「GEM統一理論（バリオン起源）から導かれるニュートン重力定数と陽子質量の導出」 Journal of Cosmology 第17巻、2011年。
- 「重力定数の値と宇宙電磁力学との関係」 IEEE Transactions on Plasma Science、Plasma Cosmology 第35巻第4号、p845。
なぜ論争になるのか？
このようなアプローチの問題は、現在一般に理解されている重力の基本概念をいくつも覆すことにあります。
まず、“G”定数が全く定数でなくなることです。
次に、負の重力、すなわち反重力が可能になることです。これは、現在の量子物理学を含むすべての物理学を根本的に変えるもので、負の重力という概念を断固として否定しています。
このような考えは、広範な科学コミュニティからは嘲笑や排除を受けることが一般的です（例として、フランスのプラズマ科学者ジャン＝ピエール・プチの宇宙論的理論「ジャナス」、負の重力を用いて暗黒物質やエネルギーの概念を否定して開発されたものは実質的にブラックリストに載っています）。
したがって、物理学を覆すような驚異的な主張には、確かな証拠が必要です。
反重力は測定されたか？
プレゼンテーションで、ブランデンバーグ博士はヘリウム風船、玩具モーターアーマチュア、細いワイヤーとロープといった簡易装置を用いた実験を示しました。
ソース： ResearchGate
ソース： ResearchGate
彼は、電流を流すと装置が150ミリグラムの重量減少を測定したと主張し、8秒間の磁気パルスの方が6秒間のものよりも長く減少したと述べました。
ソース： ResearchGate
その他の研究
ブランデンバーグは、ブラジルの研究者エリオ・B・ポルチェリとヴィクト・ドス・サントス・フィリョによるブラジルの研究者エリオ・B・ポルチェリとヴィクト・ドス・サントス・フィリョによる他の問題のある実験結果を指摘し、レーザーによって重量減少が誘発されると報告しています。
これは、NASAの電気静電学トップエキスパート、チャールズ・ブラー博士が説明した電気静電スラスターを作成する可能性にも関連しています。
ブラー博士の装置は2016年のテストで重力の10万分の1未満を生成しました。2020年の論文とその後の特許で示された装置は、最大で地球重力1倍（物体の重力を克服するのに必要なエネルギー量）に相当する結果を示しました。
提案された「ワープドライブ」や他の光速を超える（FTL）理論的推進システムに関しても検討できます。
全体として、ブランデンバーグ博士の結果はまだ未確認の実験に基づくものですが、極めて低コストで再現が容易であるはずです。
したがって、より多くの研究者が時間を割いて検証し、少なくともブランデンバーグ博士が観測した謎の150mgの減少を確認してくれることを期待します。
現代の科学はそんなに盲目なのか？
これはやや現実離れしすぎているように見え、この単一の事実がこの考えに対する一般的な懐疑心を説明しているのでしょう。
しかし、これは科学的コンセンサスが間違っていた初めての例ではありません。もちろん、歴史的に有名な例として、ガリレオが地球が太陽の周りを回っていることを実感し、当時の知的コンセンサスに反したことがあります。
しかし、現代の科学時代でも不都合な真実や異常な実験結果を無視することがしばしばありました：
- アルバート・マイケルソン—当時有名な科学者で、最近「エーテル」の存在を否定し1907年にノーベル賞を受賞した人物は、1894年に「偉大な原理はすでに発見されており、物理学は今後は小数第六位までの真実を見つけることに限定されるだろう」と述べました。
- これは相対性理論と量子物理学の発見が間もなく起こる前のことでした。
- 19世紀の最も著名な科学者の一人であるロード・ケルビンは航空学の未来について「気球も飛行機も滑空機も実用的な成功を収めることはない」と語りました。
- これはライト兄弟の初飛行のわずか3年前のことでした。
- 一方、アルベルト・アインシュタインは量子物理学を軽視し「神は自らが定めた法則の下で、絶えずサイコロを振り続けている」と述べました。
したがって、数十年後には、反重力、負の質量粒子、GEM理論の否定は同様に短絡的だったと見なされるかもしれません。
その他のエキゾチックな推進システム
現在、反重力推進に対する希望の光が見えつつありますが、星々への植民を瞬時に可能にするものです。これまでに、既知の物理に基づく他のエキゾチックな推進システムも議論されてきました。
オリオン・プロジェクト
オリオン・プロジェクトは、1950年代後半に提案された核パルス推進に基づく概念です。
この名称の背後には、核爆弾（A弾）による核爆発を利用して宇宙船を非常に高速に推進し、星間航行さえ可能にするという驚くべき考えがあります。
ソース： NASA
核爆発で放出されるエネルギーの大部分を利用することで、史上最も燃料効率の高い推進システムとなったでしょう。
最終的に、このプロジェクトは主に1963年の部分核実験禁止条約（冷戦時代）により宇宙での核爆発が禁止されたため中止されました。
核熱推進
核エネルギーを推進に利用する、やや派手さに欠ける方法として核熱推進があります。
この考えは、化学反応で宇宙船を推進する代わりに、核エネルギーでガスをプラズマに変換し、高速で噴射するというものです。
ロケット方程式が示すように、排出が速いほど推力と燃料効率が向上します。
月や火星が間近に見える中、NASAはこの概念を再検討しています。最近、5百万ドルを授与しましたBWX Technologies (BWXT ) 、General Atomics、Ultra Safe Nuclear Technologiesに、役割を果たす核リアクターの概念を提供するためです。
同様の非核システムで、電気を用いてイオンを高速で推進するイオンスラスターやホール効果スラスターもNASAによってテストされています。
レーザーとソーラーセイル
推進剤なしで宇宙船を推進する別の方法は、光の押し出しを利用することです。
このようなソーラーセイルはすでにテストされており、太陽系の遠方へ小型宇宙船を送るのに機能します。
この概念をさらに進めると、深宇宙や軌道上に強力なレーザー網を配置し、レーザー光で宇宙船を押すことが考えられます。これにより、宇宙船に推進剤を搭載する必要がなく、全旅程で小さくても継続的な加速が得られます。
最終的に、レーザー駆動の固定推進装置でソーラーセイルを押すネットワークは、宇宙空間に設置された大規模な太陽光パネルから収集した太陽エネルギーで供給されるでしょう。
このようなインフラは、宇宙探査を加速するだけでなく、無限のクリーンエネルギーのための宇宙ベースエネルギーソリューションで議論したように、地球に無限のエネルギーを提供する可能性もあります。
パルス融合
より投機的でありながら開発中の推進方法として、核融合（従来の原子力発電所のような核分裂ではなく）を用いて宇宙船を推進することが考えられます。
これまでのところ、エネルギー正味の核融合は実現が難しく、近年大きな進展があったとしても核融合 – 地平線上の究極のクリーンエネルギーソリューションで議論した通りです。
発電用核融合反応の主な制限は、持続が困難であるため、正のエネルギー収支を生むことです。
あるいは、融合推進システムは正のエネルギーである必要はなく、推力生成において代替手段よりも効率的であれば十分です。
したがって、エネルギー入力は太陽光や従来の核電力で供給でき、エネルギー収支が負であっても代替手段より優れている可能性があります。
短時間の核融合パルスを利用したこのような融合ドライブは、スタートアップのHelicity Spaceが取り組んでいるものです。
「Helicityの取り組みは、人類が太陽系全体へ広範にアクセスできるようにし、最も近い星へのミッションさえも可能にするかもしれません。」ジェネラル・ピート・ウォーデン博士、元NASAエイムズ研究センター所長
ソース： Helicity
宇宙への投資
宇宙は再利用ロケットによって新たな誕生と爆発的な成長を遂げている非常に確立された産業です。私たちは「コストを劇的に削減して再利用ロケットが複数の新市場を創出する」記事で、このことがどのように機会を生むかを議論しました。
現在の宇宙市場は4430億ドルです。小惑星採掘などの投機的（しかし潜在的に非常に有益）なアイデアを除外しても、宇宙観光と極超音速飛行だけでさらに3500億ドルの収益が見込め、さらに衛星ベースのインターネットが170億ドルの予測が加わります。また、軍事用途や補助金付き月面基地、科学プロジェクトなども含まれます。
このウェブサイトでは、米国米国、カナダカナダ、オーストラリアオーストラリア、英国英国、その他多数の国その他多数の国における最高のブローカーをご紹介しています。
特定の宇宙関連企業を選びたくない場合は、当記事「投資すべき5つのベスト航空宇宙ETF」に掲載されたETFをご検討ください。そこにはARK Space Exploration & Innovation ETF（ARKX）やVanEck Space Innovators UCITS ETF（JEDI）などが含まれ、宇宙産業全体の成長に乗ることができます。
宇宙探査については「未来の宇宙ベース経済」や「宇宙インフラ – 天への階段を築く」、そして「無限のクリーンエネルギーのための宇宙ベースエネルギーソリューション」をご覧ください。
革新的な推進企業
LMT 価格チャート
核融合で民間スタートアップが支配的である中、例外的に上場企業であるロッキード・マーティン・コーポレーションは防衛産業の巨人です。
(LMT )ロッキードは2010年代初頭からコンパクト・フュージョンに取り組んでおり、2020年代に実用化が期待される核融合炉です。しかし、2021年にこのプロジェクトの作業が中止されたことが発表されました。
同社は最初の大々的な発表後、このプロジェクトについて非常に慎重に扱ってきました。現在でも、同社がこの構想を放棄した理由は不明です。
同時に、特に2024年に特に2024年に融合エンジンを開発するスタートアップHelicityへの投資で、概念を完全に放棄したわけではないようです。前述の通り、短時間の核融合バーストで宇宙船を推進するという考えです。Helicityはプラズマガンを使用して実現しようと計画しています。
ソース： Helicity
潜在的に、ロッキード内部の結果は、同社の設計がエネルギー生成に適合する形で融合を維持できなかったことを示しています。
しかし、同時に、短時間のバーストが宇宙での推進に十分であり、実際の製品化に近いかもしれません。また、エネルギー生成よりも、同社の航空宇宙・防衛志向の全体的なプロファイルにより適合します。
ロッキードは宇宙探査や産業の他の側面にも深く関与しており、同社の歴史の中でロッキード・マーティンの宇宙船が8つの惑星を訪れ、300以上のミッションペイロードを顧客向けに製造しています。
特に、同社の宇宙部門は現在以下に取り組んでいます：
- オリオン宇宙船（以前に言及した古いオリオン・プロジェクトとは混同しないでください）で、宇宙飛行士を月に戻すことを目的とし、将来的には深宇宙ミッションにも使用される可能性があります。
- GOES-Rシリーズ、次世代気象衛星のシリーズです。
- GPSコンステレーションの近代化。
- 次世代迎撃ミサイル（NGI）防衛。
- 現在開発中の極超音速ミサイル。
宇宙以外でも、ロッキードはF-35のような米国で最も強力（かつ高価）な兵器プログラムのいくつかを手掛けています。ノースロップ・グラマンとBAEシステムズと共同で開発されたステルス機は開発に苦労しましたが、現在は「デバッグ」され、大量生産が進んでおり、需要が生産を上回っています。
同社は軍の全部門で活動していますが、主に先端技術と航空宇宙に注力しており、2023年第1四半期の航空事業の収益は62億ドル、ミサイル・火器制御が23億ドル（ウクライナで有名なHIMARSを含む）、回転翼（ヘリコプター）が35億ドル、宇宙部門が29億ドルで、総売上は151億ドルです。
ロッキードはサイバー防御や海軍システム（AEGIS対空システムと長距離対艦ミサイル）にも積極的に関与しています。
