● 宇宙ヨット・イカロス 「jaxa」より
最新のニュースから。
『
JAXA ホットトピックス 2010年7月9日 更新
http://www.jaxa.jp/topics/2010/07_j.html
「IKAROS」ソーラーセイルによる加速を確認
ソーラーセイル（太陽帆）の展開に成功した小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」が、ソーラーセイルに受けた太陽光圧により加速したことを確認しました。
これにより「IKAROS」は、惑星間航行において、光子による史上最大の加速度を発揮した実証機となりました。
』
『
YOMIURI ONLINE （2010年7月10日12時25分 読売新聞）
http://www.yomiuri.co.jp/science/news/20100710-OYT1T00443.htm?from=navlp
宇宙ヨット「イカロス」帆に光を受けて加速
● 太陽光を受けて宇宙空間を進むイカロスの想像図（宇宙機構提供）
世界初の宇宙ヨット「イカロス」（重さ310キロ・グラム）が、宇宙空間で太陽光を帆に受けて加速することに成功したと、宇宙航空研究開発機構が９日発表した。
帆を広げてから１か月間に得た加速量は、静止状態から秒速10メートルへの変化に相当するという。
イカロスの帆は約14メートル四方。
光にはわずかな圧力があり、空気との摩擦がない宇宙では時間をかければ大きな加速につながる。
現在は地上で0.1グラムの物を持ち上げる時と同じくらいの力を帆に受け、地球から1,800万キロ・メートル離れ、金星の方向へ向かっている。
』
『たけしの万物創世紀』というのを読んだ。
たけしの本は何冊かあるが、この本はまだ読んおらず、棚に差したままであった。
取り出してページをめくっていった。
ところが、とんでもないことが書かれていた。
たけしの考えはときどき「とんでもない」という人も結構いるが、私などは素直に納得してしまう方である。
が、この本の内容についてはそう簡単には容認できない。
というのは、基本的に物理学だからである。
容認できなかったのはこの箇所。
『
太陽の中心で生み出されたエネルギーが太陽の表面に到達するまでには、約100万年かかるという説があります。
いま、地球に届いている太陽の光は、はるか昔に太陽の中心で生まれたものなのです。
一方、そのエネルギーと同時に誕生した「ニュートリノ」が地球に届くのは、わずか8分後。
つまり、ニュートリノは、太陽のエネルギーより100万年も早く地球に到達するのです。
そのため、地球に届いたニュートリノの数が分かれば、約100万年後に太陽の表面から発せられるエネルギーの量を予言することができます。
』
ここまではいい。
問題は下段にあった、「下目黒博士に聞け!」というコラムである。
『
Q：
広大な宇宙での地球や太陽の距離感がつかめないですが、何かいい方法は。
A:
身近なお金に例えてみましょう。
まず、東京～大阪間を500円としまます。
すると地球～月の距離は38万円。
地球～太陽は1億5000万円。
これだけ離れていれば、太陽の光が地球に届くまで「100万年」かかるのも納得できると思います。
』
地球と月の距離が38万円。
地球と太陽が1億5千万円。
この比較でどうして、太陽の光が地球に届くのに
「100万年」
もかかるのだ?
ちょっとわからない。
Wikipediaによれば地球と月の距離は「38万4,400km」。
同じくWikipediaによれば光の速度は299,792km/sで、
「約30万km/s」
ある。
とすれば、電卓をたたけばすぐにわかる。
地球と月は光速（イージーにワープ1として）で行くと「1.28秒」の距離。
地球と太陽は「15000/38≒395」で、月のまでの距離の約400倍。
とすれば、「512秒」、約「8分半」である。
それがなぜ「100万年」もかかるのだ!
太陽の光が地球に届くまで100万年かかるのも
「納得できるはず」がない、
ではないか。
50数年もまえのこと。
すなわち少年のみぎり、学校の先生は教えてくれた。
「
光は1秒間に地球上を7周半できます。
ひじょうに速いです。
その光に乗って太陽にいくと、8分くらいかかります。
ですから、いま見ている太陽の光は、8分前に太陽を飛び立った光なのです。
」
これ、多くの人が覚えている理科教室での太陽と光の説明だと思います。
8分半とは「512秒」
とすると、太陽までの距離は「7.5×512＝3,840」。
地球3,840周が太陽までの距離である。
カンペイは地球一周の「アースマラソン」をやっている。
太平洋と大西洋はヨットだが。
人間が1日8里32kmで歩いて100万年歩いたらどこまでいくだろう。
「32×1,000,000×365＝11,680,000,000km」すなわち、116.8億km。
地球と太陽の距離は、1億5千万km。
とすると、78倍も先に進んでしまう。
すなわち「ワープ78」が人の歩くスピードになる。
それも1日のウチの8時間であとの16時間は別のことをやっていてである。
光の78倍のスピードが人間の歩速になる!。
「そんなバカなことがあるか!」
では、はるかな昔、小学校・中学校で習った知識をもとに、「光」のことをおさらいしてみます。
『
「光は粒子であり、波である」
この相反した性質を持つのが光で、それがどうしてであるかはいまだに解明されていない。
』
基本はこれだけ。
これから導きだされることは、
「
粒子なら直線移動し、重みをもつ。
波なら、光に重みはない。
」
［注：Wikipediaより］
光は波動と粒子の二重性をもち、波動であることを強調する場合は光波、粒子であることを強調する場合は光子と呼ばれる。
光源や観測者の速度にかかわらず「相対速度が変化しない」という特徴を持つ。
波動としての光を光波と呼び、反射・屈折・回折などの現象を起こす。
粒子（量子）としての光を光子（光量子）という。
光子は電磁場の量子化によって現れる量子の1つで、電磁相互作用を媒介する。
ニュートンの光の粒子説によって唱えられた。
現在の光子の概念はアインシュタインによって提唱された。
「光は粒子か波か?」
------------------
この問題は、かつてよく議論された。
何故なら、光が波でなければ説明がつかない現象（たとえば光の干渉、分光など）と、光が粒子でなければ説明のつかない現象（光電効果など）が、どちらも明確に確認できたからである。
この問題は、20世紀前半から後半にかけて「量子力学」という学問分野が確立していく中で、
「光は粒子でもあり波でもある。粒子と波の両方の性質を併せ持つ、量子というものである」
という事が確かめられ、決着がついた。
この量子の持つ特異な性質のことを指して、「光は〈粒子性〉と〈波動性〉を併せ持つ」と表現することがある。
現在では呼び方として、
①．光の粒子性に重点を置く場合は「光子」、
②．波動性に重点を置く場合には「光波」、
光が粒子と波の二面性を持った量子である、という点に重点をおく場合は光量子と言う。
下の図で、地球では60kgのものが太陽上では「1.7トン」になるという。
それは太陽がひじょうに重たいため、引力が大きくなるからである。
太陽の中心は燃えるマグマ、つまり巨大な核融合炉だと言われている。
仮にテニスボール一個の重さが、地球の重さと同等だったらどうなるか。
「そんなことありえない?」
と言う方があると思いますが、あります。
それを「ブラック・ホール」という。
これは太陽が数百万個も集まったような原子炉。
中では煮えたぎっており、当然、とてつもなく輝いている。
なのに、外からは真っ暗にしか見えない。
「どうしてか?」
ブラックホールとはとてつもない重量をもつガス体。
重量が大きいと、当然、引力も大きくなる。
もし光が粒子なら微小なりとも重さがある。
一般的に光には重さはない、といってもいいとされている。
何しろ計測不能なのだから。
この計測不能な軽さの光をつかまえてしまうほどの引力をもつのがブラックホール。
そうするとどうなるか。
光がその星の引力に捕まって、外に出ることができなくなる。
よって、内部は光輝く星であっっても、光が出てこれないため、真っ暗。
それがブラックホール。
つまり、光すら捕まってしまうほどの重量（引力）をもつのがブラックホールと言われているものなのである。
もし、光に重さがないとしたら、核融合の輝きがそのまま恒星外部に吹き出してきて宇宙は煌く極楽のような素晴らしさになるという。
ブラックホールならぬ「ライト・ボール」になる。
［注：Wikipediaより］
ブラックホールの周囲には非常に強い重力場が作られる。
ために、ある半径より内側では脱出速度が光速を超え、光ですら外に出てくることが出来ない。
この半径をシュヴァルツシルト半径と呼呼び、この半径を持つ球面を事象の地平面（シュヴァルツシルト面）と呼ぶ。
ブラックホールとは単に元の星の構成物質がシュヴァルツシルト半径よりも小さく圧縮されてしまった状態の天体のことである。
質量が太陽の約30倍以上ある星の場合には、自己重力が中性子の核の縮退圧を凌駕するため、超新星爆発の後も核が収縮（重力崩壊）を続ける。
この段階ではもはや星の収縮を押しとどめるものは何も無いため、重力崩壊はどこまでも進む。
こうしてシュバルツシルト面より小さく収縮した天体がブラックホールである。
1990年代になると、銀河の中心部に太陽質量の数百万倍から数十億倍という大質量のブラックホールが存在することが確認されている。
太陽もブラックホールほどではないが同じ性質をもっている。
つまり中心は核融合反応で光輝いており、中心では距離が近いだけに重力もすさまじく、ここで発生した光は容易には太陽表面に輝き出せないでいる。
つまり、なんと中心部で発生した光は、太陽表面に出ていくまでに、あっちでゴッツン、こっちでゴッツンぶつかりながら太陽内部を延々と放浪し、やっとこさ100万年たって、なんとか表面に出てくるというわけである。
つまり、太陽の表面で活躍しているコロナなどは100万年前に発生した光の集合体の現在の姿かもしれないのです。
が表面に出たら、あっという間の8分で地球に到達するというワケです。
おわかりですか。
もちろん間違っているかもしれません。
なにしろ半世紀も前の知識です。
でも、「万物創世紀」のいい加減なデタラメよりは、説明の筋が通っています。
万物創世紀には、光発生から地球に8分でとどくニュートリノなるものの話が載っています。
『
ニュートリノとは、太陽や星の中心でエネルギーが生み出されるときに放出される物質です。
この素粒子（物質で最小粒子）の一種は、あらゆるものを通りぬけて直進できる性質をもっていて、いわば幽霊のような物資だと考えられています。
』
このことからまず言えることは、この物質、重さをもたないらしい。
もし重さがあれば、光のように恒星の重力に捉えられて、すぐに外部に出ることはできなくなる。
そして、この伝達スピードだが、8分ということは「光速」と同じということになる。
Wikipediaで見てみる。
『
ニュートリノは強い相互作用と電磁相互作用がなく、弱い相互作用と重力相互作用でしか反応しない。
ただ、質量が非常に小さいため、重力相互作用もほとんど反応せず、このため他の素粒子との反応がわずかで、透過性が非常に高い。
そのため、原子核や電子との衝突を利用した観測が難しく、ごく稀にしかない反応を捉えるために高感度のセンサや大質量の反応材料を用意する必要があり、他の粒子に比べ研究の進みは遅かった。
』
おおっと、この物質、重さがある。
それも光すらも捉えてしまうほどのブラックホールの引力に捕捉されないというほどの質量。
ここまでくると、もう小学校・中学校の理科レベルの知識では追いつかなくなってくる。
あとは最新科学情報にまかせましょう。
ところで、光に重みがあるとどうなるのか。
次から次へと光が当たれば、当然、そこに圧力が生じる。
光に重みがあるからこそで、もし光に重みがないとすれば、圧力は生じない。
例えばこの回答、さっぱり分からない。
『
Yahoo知恵袋
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1126672571
Q:
光の圧力について質問です。
光が当たると弱くでも圧力がかかるという話を聞いてふと
「光子は質量が0だからF=maの式に当てはめるとFは必ず0になる。なのになんで圧力が生まれるのか？」
と疑問に思いました。
なぜ光の圧力が生じるのでしょうか？解説お願いします。
A:
逆です。
スーパーストリングにおいて全てが量子的実体に基づいている時、静止質量は、その量子（=光子）の光速運動を、階層現象的に潜在化させる事によって生じているのです。
そして、量子とは、相補的不確定性を“実体”とする、最小のエネルギー単位であって、全てのエネルギー現象の力の伝達の実体（運動エネルギーそのもの）なのです。
ちなみに、量子（光子）相互作用は、原理的には瞬間作用とされます（因果関係の逆転に対して対称）。
「静止」している（無の不確定性無限の潜在としての）自我仮説性の方が、光速で移動（プランク定数の収束の時系列化）する事で無の闇は、相対的な光の風になります（光とは闇なのです）。
四次元時空を記述する式において時間項にはC(光速)が掛けられています=時間は光速で過ぎる。
自我仮説の相補としての、時空仮説に対する無の射影なのです。
（そこにおいて、下記のように超光速領域は過去となって、「認識体に対して」光は、常に光速で感じられるのです）
我々は「過去は既に終わっている」「未来はまだ来ていない」ので、「存在するのは現在」と考えますが、真の『現在』とは、認識体の感受表面での量子相互作用（光速）のみであり、その経験（過去＝超光速）による予測（未来＝光速下）として時空的広がりは発生しているのです。
相対性理論の四次元時空の方程式において、時間項はマイナスになっており、そのため空間軸と時間軸の等距離点に、“ゼロの面”ができます。
それが「ライトコーン」、即ち光子の形成する面であり、光速以下の領域（未来）と超光速の領域（過去）を分ける界面原点なのです。
超光速においてエネルギーは虚数化し、相互作用＝二乗において負＝過去（時間的反転）と等価になり、即ち、現在から過去と未来が対発生していると言えるのです。
即ち「自我仮説」が、宇宙膨張＝光速の低下＝物体収縮＝不確定性(h)の収束における、hの減少の時系列化である時、それが架空の時間軸となって、空間的確定性としての無限不確定的空間性が、超光速（過去=経験）と光速下（未来=予測）に相補分化する受け皿となり、直交基底をなす事によって、相補的不確定性を生じ、経験による予測＝現象表面的定性化における、有限的存在（=非光速）を幻出しているのです。
即ち、「何か有るんじゃないの？」という疑問（自我仮説）の相補として生じた時空仮説に対して、「本当はないんだけどね」という無の射影として、存在は生じていると言えます。
無いとは分からない事が有なのです。
（詳しい補助説明は下記スレッドに）
http://detail.chiebukuro.yahoo.co.jp/qa/question_detail/q1119442961
』
つまり、小学校レベルの理科では光の説明は言いつくせないということのようである。
まず、光には微小だが重さがあると認識したほうが、自然現象を分かりやすく解説できるということである。
ニュートリノにすら重さがあるといっているのに、光に重さがないなどということは絶対に有り得ない、と考えるのが至当の発想である。
［注：Wikipediaより］
放射圧（ほうしゃあつ、radiation pressure）とは電磁放射を受ける物体の表面に働く圧力である。
日本語では輻射圧・光圧（太陽のもとでは太陽光圧）とも呼ばれる。
放射圧の大きさは、放射が物体に吸収される場合には入射するエネルギー流束密度（単位時間に単位面積を通過するエネルギー）を光速で割った値となり、放射が完全反射される場合にはその2倍の値になる。
例えば、地球の位置での太陽光のエネルギー流束密度は 1,370 W/m2 なので、その放射圧は（太陽光が吸収される場合） 4.6 μPa となる。
物体の表面に電磁波が当たると入射面に圧力が働くという事実は1871年にジェームズ・クラーク・マクスウェルによって理論的に導かれ、1900年にピョートル・ニコラエヴィッチ・レベデフによって、また1901年にエルンスト・フォックス・ニコルスとゴードン・フェリー・ハルによって実験的に証明された。
放射圧は非常に弱いが、反射性の金属でできた羽根を微妙な釣り合いの状態に置いて放射を当てると検出することができる（ニコルス放射計）。
一様・等方な放射で満たされた空間の中に置かれた物体の表面に働く放射圧の大きさは、その空間の単位体積当たりの全放射エネルギーの 1/3 に等しい。
太陽系内の惑星間空間では、放射のエネルギー流束の圧倒的大部分は太陽に由来する。
このように放射が一方向からのみ当たる場合、放射圧の大きさは等方放射の場合の3倍、すなわち σT4 / c となる。
これに加えて物体が放射を完全反射する場合にはさらに2倍、すなわち 2σT4 / c となる。
例として、温度が沸点 (T = 373.15 K) の水が放射する黒体放射の放射圧は約 3 μPa である。
よって惑星間空間内のある場所での放射温度が沸騰する水の温度に等しい場合、その場所を飛ぶソーラーセイルに働く放射圧は約 22 μPa に過ぎない。
しかしこのように微小な圧力であっても、気体イオンや電子などの粒子にとっては大きな効果として働きうる。
それゆえ放射圧は太陽風に含まれる電子流や彗星物質の理論などで重要な役割を占めている。
恒星内部は非常に温度が高い。
現在の恒星モデルによると、太陽の中心温度は約1,500万Kで、超巨星の中心核では約10億Kを超えるとされている。
放射圧の強さは温度の4乗に比例して増加するため、このような高温の環境では放射圧は非常に重要である。
太陽では放射圧（太陽光圧）は気体の圧力に比べてまだかなり小さいが、大質量星では放射圧が星の圧力の大部分を担っている。
宇宙機の推進機構の一種として提案されているソーラーセイルは太陽からの放射圧を動力として用いる。
2005年に惑星協会によって打ち上げられたコスモス1はソーラーセイルを搭載していた（打ち上げは失敗に終わっている）。
2010年にJAXAで打ち上げたIKAROSは世界初のソーラーセイル実証機となった。
この微量の重さを持つ光が次々ぶつかって生じる圧力を使った航行物体が、現在、宇宙を飛んでいます。
そう、「イカロス」
「はやぶさ」の次のヒーローは「イカロス」なのです。
You Tube から、前のニュースをさらってみます。。
『
IKAROS セイル二次展開成功 ニュース 2010/06/11
http://www.youtube.com/watch?v=0wP7rX9qzm0&NR=1
』
『
宇宙ヨット イカロス 2010/06/19
http://www.youtube.com/watch?v=RbwKQ30yY4U
』
JAXAより。
『
JAXA 太陽の光を受けて航行するヨット
http://www.jaxa.jp/article/special/explore/mori01_j.html
JAXA 君も太陽系ヨットに乗って旅しよう!
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_cam/j/03.html#sugoi
～翼を広げて～ IKAROS（イカロス）専門チャンネル 2010/06/16
小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS（イカロス）」
http://www.jspec.jaxa.jp/ikaros_channel/bn006.html
』
さて、最新ニュースでは、イカロスは太陽の光をうけて、ヨット航行を始めたという。
一体どうなるのでしょう。
楽しみですね。
ちなみに、イカロスは金星探査機「あかつき」のサブミッションであり、「あかつき」のミッションについては下記となります。
『
Venus Climate Orbiter "AKATSUKI / PLANET-C"
金星探査機 あかつき
http://www.stp.isas.jaxa.jp/venus/
』
［◇ 「あかつき」のミッションは失敗に終わった ］
『
日本経済新聞 2010/12/27 10:43
「あかつき」失敗原因はバルブの閉塞 ＪＡＸＡ報告
宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）は27日、金星探査機「あかつき」の失敗原因について、燃料を供給するパイプにあるバルブの閉塞だったことを明らかにした。
原因解明に取り組む文部科学省の宇宙開発委員会調査部会に報告した。
今後、地上で再現実験を実施してバルブの不具合を詳しく解明するとともに、探査機にどのような影響が出たかを探る。
あかつきは７日、主力エンジンを逆噴射して減速、金星の周りを回る軌道に入る予定だった。
だが、何らかの原因で異常燃焼を起こし、十分に減速できず周回軌道に入れなかった。
不具合を起こしたのは「逆止弁」というバルブ。燃料を噴射するには燃料タンクにヘリウムガスを送り込む必要がある。
ヘリウムガスを燃料タンクに送り込むパイプの途中にある逆止弁がうまく開かずに詰まったか、流量が少なくなる不具合が発生し、燃料を十分に供給できず、異常燃焼を引き起こしたという。
ＪＡＸＡはこれまで、軌道への投入失敗は異常燃焼を起こしたことと特定していた。
異常燃焼の原因については、燃料噴射部のトラブルなど５つのケースを示しており、このうち１つがバルブの不具合によるものだった。
残り４つのケースについても詳しく解析したところ、いずれも逆止弁の不具合が引き金だったという。
』
『
PLANET-Cニュース
2010年12月8日 － 「あかつき」の現在の状況について －
平成22年5月21日（日本標準時、以下同）に種子島宇宙センターから打ち上げた金星探査機「あかつき」の金星周回軌道投入マヌーバ（VOI-1）を 12月7日8時49分から実施しましたが、軌道推定の結果、金星周回軌道への投入ができなかったことが確認されました。
現在、宇宙航空研究開発機構内に宇宙科学研究所長を長とする調査・対策チームを設置し、あかつきの金星周回軌道投入に失敗した原因につきまして調査中です。
』
『
PLANET-Cニュース
2010年12月7日 － 「あかつき」軌道投入日 －
本日2010年12月7日8時49分00秒(日本時間)に、金星探査機「あかつき」は金星を周回する軌道に入るための軌道制御エンジンの噴射を実施する予定です。
その後、Z軸地球指向への姿勢変更等を経て、21時頃には金星周回軌道を決定する予定です。
昨日12月6日午前7時50分に金星周回軌道のための姿勢変更を実施し、軌道投入の準備を整えました。
今後の計画は以下のとおりです。
「あかつき」の軌道投入計画
イベント 実施予定日時（JST） 金星最接近時刻
（12/7 09:00JST）
からの相対時間
軌道制御エンジン（OME）噴射開始 12月7日 08時49分00秒 11分前
地食開始、地上局との通信断 12月7日 08時50分43秒 約9分前
OME噴射終了 12月7日 09時01分00秒 1分後
地食終了、通信再開 12月7日 09時12分03秒 約12分後
日陰開始 12月7日 09時36分37秒 約37分後
日陰終了 12月7日 10時40分44秒 約1時間41分後
Z軸地球指向への姿勢変更 12月7日 10時59分00秒 約2時間後
中利得アンテナ（MGA）から
高利得アンテナ（HGA）への切替 12月7日 12時09分00秒 約3時間後
金星周回軌道決定
今後の軌道修正計画作成 12月7日 21時頃 約12時間後
』
［◇ 「イカロス」任務完遂 ］
『
【共同通信】 2011/01/26 19:26
http://www.47news.jp/CN/201101/CN2011012601000743.html
宇宙ヨット「イカロス」任務完遂 金星写真も公開
宇宙ヨット「イカロス」がとらえた金星（右上）。
中段に輝くのが帆になった薄膜。
手前には薄膜をつなぐワイヤも写っている（宇宙航空研究開発機構提供）
宇宙航空研究開発機構は２６日、太陽光のわずかな圧力で進む宇宙ヨット技術の実証機「イカロス」が、計画していた減速や軌道変更などの実験をすべて成功させ、任務を完了したと発表した。
イカロスが金星に約８万キロまで接近した昨年１２月８日に撮影した写真も公開。
帆となる１４メートル四方の薄い膜とともに、太陽の光で三日月のように輝く金星が写っている。
宇宙機構によると、イカロスは金星付近を通過した後、現在は地球から約１・２億キロを飛行中。
離れるにつれて交信が難しくなっているという。
電気、通信系統は機能しているため、運用チームは今後も膜の劣化状況や太陽電池の寿命の評価などを続ける方針。
運用チームを率いる森治・宇宙機構助教は「今回の成果を生かして、将来は木星を目指す探査機を開発したい」と話している。
イカロスは昨年５月、金星探査機「あかつき」の相乗り衛星として、鹿児島県・種子島からＨ２Ａロケットで打ち上げられた。
』
● 花いろいろ
