
NASAのスペースシャトルが軌道に打ち上げられるたびに、非常に重要な装置である外部燃料タンクが伴って旅をしました。シャトルの「ガスタンク」として機能する巨大なオレンジ色の容器には、船のメインエンジンを動かす液体水素燃料と、それを燃焼させる酸素がすべて収容されていました。
また、重量は通常160万ポンドを超え、製造コストは数千万ドルにも上ります。
エンジニアたちは長年、この種の宇宙推進システムにおいて「無駄を省く」方法を模索してきました。言い換えれば、搭載燃料を一切必要とせずに宇宙船や衛星を前進させることができるスラスターの開発は可能でしょうか?これは追求する価値のある偉業だと考える人もいれば、そのようなエンジンは不可能だと考える人もいます。
Wired UKの最新レポートでは、アメリカ人科学者グイド・フェッタ氏の研究について詳しく解説されています。フェッタ氏は、独自の燃料不要の推進装置を開発したと主張しています。この設計は、英国の科学者ロジャー・ショーヤー氏が開発したEMドライブをベースにしているようです。この駆動装置は、密閉容器の壁にマイクロ波を反射させることで電力を推進力に変換するもので、フェッタ氏の駆動装置は、従来のものとは異なっているものの、ほぼ同じ仕組みです。
宇宙旅行産業の巨大企業NASAは、多くの人が実現不可能だと思っていた推進力の設計を検証した。
では、ショーヤーが燃料を使わない推進装置を初めて開発したのなら、フェッタの設計は何がそんなに特別なのでしょうか?それはNASAからの信頼です。
オハイオ州クリーブランドで開催された第50回合同推進会議で発表された論文によると、NASAはフェッタ氏の推進装置のテストを行った後、その設計を承認したようです。確かにテストではわずかな推力(30~50マイクロニュートン)しか得られませんでしたが、推進剤を一切必要としなかったことを考えると、それでもかなり印象的です。
つまり、宇宙旅行産業の巨大企業であるNASAが、多くの人が実現不可能だと思っていた推進力の設計を検証したということになる。
「推進剤を使わず、分子や質量を機内に貯蔵する装置を使わないものは他にもあります」と、インテュイティブ・マシーンズのエンジニアリング責任者マイケル・ベインは、光を推進力に変換するソーラーセイルを例に挙げ、ポピュラーサイエンス誌に語った。「しかし、それらは概念実証のようなもので、必ずしも速く目的地にたどり着けるわけではありません。」
フェッタ氏の研究が特に興味深いのは、この種の推進剤を使わない推進力が物理学のまったく新しい概念を示す可能性がある点だ。
この推進装置をテストしたNASAの研究者によると、フェッタの設計は「量子真空仮想プラズマ」との相互作用によって推力を生み出す可能性があるという。つまり、この推進装置は、絶えず生成され、そしてすぐに消滅する空間中のあらゆる粒子に押し付けられることになる。つまり、空間は実際には空ではなく、私たちが「押し出す」ことで前進できる可能性があるのだ。
この概念は、NASAジョンソン宇宙センターのハロルド・“ソニー”・ホワイト氏が研究している量子真空プラズマスラスタ(Qスラスタ)の主要理論です(ホワイト氏はフェッタの推進システムを試験した研究チームにも所属していました)。もしこれらの結果が正しければ、量子真空を宇宙旅行に利用できる可能性があります。
しかし、ベインは結論を急がないことの重要性を指摘する。彼は、これらの実験は結果を正しくするために基本的に宇宙の真空を再現する必要があるため、非常に失敗しやすいと指摘する。外部要因からの干渉は結果に影響を与える可能性がある(CERNの「光より速い」ニュートリノを思い出してほしい)。
「並外れた意味を持つ結果が得られたときは、それを新しい理論として受け入れる前に、それが再現される可能性について慎重に、そしてある程度懐疑的にならなければなりません」とベインは言う。「実際には、何か異例なことが起こっているという認識を何らかの形で受け入れるためには、査読を経る必要があるのです。」