【科学】燃料不要の夢の宇宙エンジンは可能、NASAが発表

もろ禿HINE! ★

燃料不要の夢の宇宙エンジンは可能、NASAが発表 | ナショナルジオグラフィック日本版サイト
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/16/112400450/

　米NASAジョンソン宇宙センターの研究チームは11月17日、推進剤を使うことなく真空で宇宙船に推力を与えられる電磁（ElectroMagnetic）推進システム「EMドライブ」の実験的証拠を公式に発表した。

　EMドライブは、密封された容器の中でマイクロ波（電磁波の一種）を反射させるだけで、電力を推力に変換する装置だ。エンジンの軽量化につながり、理論的にはわずか70日でロケットを火星まで飛ばせられる。（参考記事：「米スペースX、壮大な火星移住計画を発表」）

　しかし、EMドライブは古典的な物理法則に反していることが以前から指摘されており、NASAが言うように実際に動いたとしても、その原理は依然としてわからない。これまでも、EMドライブに関する検証は報告されていたが、疑問視する意見も多く、ほとんどの物理学者はこれを似非科学の領域に押しやっていた。（参考記事：「科学を疑う」）

　ところが、NASAの最新論文は第三者の科学者の審査を経て発表されたもので、これによってEMドライブ実現の可能性は一気に高まった。はたしてこれは宇宙旅行革命の始まりなのか、それともやはり「不可能な」宇宙船のエンジンとして終わってしまうのだろうか。（参考記事：「「彗星ヒッチハイカー」と「氷衛星の中心への旅」」）

EMドライブとは何か

　20年近く前に英国の科学者ロジャー・ショーヤー氏によって提唱されたEMドライブは、その後NASAの先端推進物理学研究所、別名イーグルワークスのエンジニアたちによって開発され、試験されてきた。

　簡単に言えば、イーグルワークスのEMドライブは電磁エネルギー（この場合はマイクロ波光子）を、円錐形の密閉容器の中で反射させて推力を得る。光子が容器内の壁にぶつかると、容器からは何も噴射されないのに装置はどういうわけか前に進む。

　広大な宇宙空間を高速で経費効率よく移動するには軽量化を目指すことが重要だが、EMドライブが実現すれば、宇宙船は文字通り何トンもの推進剤を積み込むことなく飛行できることになる。（参考記事：「推進剤は火星で製造、最新版「火星の帰り方」」）

物理法則に反したエンジン

　1687年、アイザック・ニュートンが古典力学の礎となる3つの運動の法則を発表した。それから3世紀の間、これらの法則は数々の試験を乗り越え、繰り返し実証されてきた。（参考記事：「アイザック・ニュートン、業績と人物」）

　問題は、EMドライブがニュートンの第3の法則である作用・反作用の法則に反していることだ。この法則は、全ての力にはそれと反対で大きさの等しい力が存在するというもので、例えばオールで漕ぐとカヌーが前進する現象もこれで説明できる。水中でオールを動かすことで加えられた力が、カヌーを反対方向へ推進させる。ジェットエンジンもまた、高温のガスを後方へ噴射させることで飛行機を前進させる。

　ところが、EMドライブは何も噴射しない。これがニュートンの第3の法則と、もうひとつの古典力学の教義である運動量保存の法則と矛盾するのだ。EMドライブが何も後方に噴射させずに前進するとすれば、その推進力を説明する反作用の力が何も存在しないことになる。たとえば、車の中の人がハンドルを叩くだけで進んだり、宇宙船の乗組員が壁を押すだけで目的地に到着できたりするようなものだ。（参考記事：「「スター・トレック」のワープは実現可能か？」）

（以下略）