宇宙(軌道)エレベータ推進派の横に寝ないわけ
宇宙(軌道)エレベータ推進派はなぜ学者の書いた論文「軌道エレベーター不可能説」に明白にされた事実を無視するのだろうか。理由を知りたい。
石原藤夫金子隆一らは著書のなかで「だから、軌道エレベーターを横にしたりバラバラにしたりするような、・・ちからは、はたらかない」としているが、彼らの主張は当を得た答えや理由にはなり得ないと私は考える。
かれらは鉛直方向に働く力があると宇宙(軌道)エレベータが寝ることにならないと考えるらしい。
彼らの主張するように鉛直方向に宇宙(軌道)エレベータの長軸両端間に力が働いたとしても、宇宙(軌道)エレベータは寝てしまうのである。
もし柔軟な材からできた直方体の長軸末端に引っ張りの力が働けば、模型ゴム動力飛行機の延びたゴム糸が重力で垂れたがように、宇宙(軌道)エレベータの形状を曲げてしまう。曲がりができれば、宇宙(軌道)エレベータが大なり小なり寝たということである。
衛星の物理上の原理では衛星となって公転すると軌道高度によって、衛星の角速度が高高度ほど遅い角速度の関数が得られる。
そして宇宙(軌道)エレベータの形状の長軸構造は繊維の連結した縄のようだ。したがって縄の各部を切り分ければ、高度の異なる多数の衛星とみなせる構造物である。
もし建設当初の時点で鉛直に長軸の向いた宇宙(軌道)エレベータの形状が完成しても、このようなわけで、時間の経過とともに、公転する軌道高度によって、衛星の角速度が高高度ほど遅い角速度の関数原理だから宇宙(軌道)エレベータは横に寝てしまうに違いない。
宇宙(軌道)エレベータの完成後、時間経過に従い各高度の部材は角速度の違いから時間に比例して鉛直軸から離れていく。宇宙(軌道)エレベータを縄のようになぞらえて、縄の両端を引っ張り張力を与えたとしても、縄は電柱間に張り渡された電線が重力で一様に一定の力が懸けられたとき懸垂架曲線を描くようになる。この懸垂架曲線は凧揚げの凧糸にも模型飛行機のゴム動力にも姿を現す。
ただし宇宙(軌道)エレベータに作用する力では一定の力ではない。高度と時間という人為から乖離した条件に定まる。
したがって宇宙(軌道)エレベータは高度と経過時間に比例した角を与える原理から曲線を描いて鉛直軸から離れていく。時間を増すほど、宇宙(軌道)エレベータの建設計画形状と異なる曲線へと変化する。
論文では「軌道エレベーター不可能説」として宇宙(軌道)エレベータが鉛直に長い形状にできない事が明白なそうだ。素直に受け入れるべき真理だ。
それなのになぜ宇宙(軌道)エレベータ推進派は学理に疎い素人のくせに、間違った考えを続けるのだろうか。
宇宙(軌道)エレベータ推進派の「軌道エレベーター石原藤夫金子隆一49ページから50ページまでの抜粋」を以下に引用する。
「（５）横に寝てしまわないだろうか?
・・軌道エレベーターは横に寝てしまわないのか?というまことにもっともな疑問である。一般に人工衛星が地球を周回する周期は、高度が低いほど小さい（短時間に1周する意）。・・・つまり衛星が空を走る速度(角速度)は、低高度ほど大きいのだ。だとすると、図・・のように、軌道エレベーターの低い部分は速く動こうとし、高い部分は遅く動こうとし、、したがってエレベーター全体は横に寝てしまうか、またはバラバラになってしまうか、するのではないだろうか。ちょっと考えると、そうなりそうにも思える。事実、そういう論文を発表して、「軌道エレベーター不可能説」を唱えた人もいる。
しかし、軌道エレベーターに作用する力をよく考えてみると、真の意味での引力は、地球の重力場による式・・のちからのみであり、それは当然、つねに地球の重心の方角を向いている。
また、周回していることによって軌道エレベーターの内部にあらわれる見かけの力である式・・の遠心力は、地球重心と反対の向きのみを向いている。軌道エレベーターに作用する力、または軌道エレベーター内に静止している物体にはたらく力は、この2つの力の和だから、その向きは、とうぜん、地球半径方向―つまりは最初に想定したケーブルの軸の方向―のみである。
だから、軌道エレベーターを横にしたりバラバラにしたりするような、・・ちからは、はたらかないのである。
この疑問は、軌道エレベーターを初めて知った人の多くがいだくもので、一種の力学クイズみたいな問題なのである。軌道エレベーター石原藤夫金子隆一49ページから50ページまでの抜粋」
さらに宇宙(軌道)エレベータ不可能説には付け加えがある。
2つ目の不可能は鉛直に伸ばす力の存在がないことである。
衛星となっている事から鉛直に働く力は作用点ごとに高高度方向と地球中心方向が一対となって、それらはすでに釣り合っている。余分な力はない。一つの力が二重に作用するはずもない。
したがって宇宙(軌道)エレベータの両端を鉛直に伸ばす力は存在しない。
余分な力が存在していれば、宇宙船内に浮いた直方体の全ては鉛直に長軸を向けなければいけない。しかしそんな現象はお目にかかれない。
宇宙(軌道)エレベータの両端を鉛直に伸ばす力が存在しないので宇宙(軌道)エレベータは不可能である。
3つ目の不可能説に付け加えもある。
宇宙(軌道)エレベータのアンカーを高高度に運ぶ時、鉛直に直線で運ぶことができない。したがって、その軌跡上にテザーが張られるので、テザーは曲線を描き鉛直線上に並べられない。
なぜなら衛星の軌道は高度を上げるとき、衛星の進行速度を減少させる。高度は時間をかけてついには高度がます。高度を上げるまで時間がかかる。そして鉛直軸よりも進行速度を減少させた時点で宇宙(軌道)エレベータの鉛直計画線から離れてしまう。衛星が静止するには赤道周と同じ面内を周回すること、真円に近い軌道である必要がある。ところが衛星が高度を上げるとき真円度を減少させ、楕円軌道をたどって、以前の高度よりも高い頭上に表れるが、楕円軌道であるがゆえに速度も変動を続け、角速度も変動を続け、決して静止状態にはならない。テザーは楕円軌道上に曲線となって張られる。
したがって、この３つめの理由からも宇宙(軌道)エレベータは不可能である。
お礼
第一部完なんですね。続き読みたいですね。