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宇宙と夢の技術 宇宙エレベーター

宇宙エレベーターはどこまで現実?『楽園の泉』の塔|素材は80GPa・数センチまで、あと10万km

このページの公開: / 最終更新: / 書いた人:トゥモローノート編集部

文字
イメージ画像(AI で作成)。発表の中身を写したものではありません

この発表のまとめ

地上から宇宙までケーブルを伸ばす宇宙エレベーターは、理屈は固まっていますが、いちばんの壁はケーブルの素材です。研究室では必要な強さに近い80GPa を超える束ができましたが、長さは数センチ。要るのは約10万kmです。宇宙で小さな昇降機を動かす実験は、結果がまだ公表されていません。

主な研究
大林組・静岡大学・宇宙エレベーター協会・各大学の研究チーム(論文)
いつ
に論文と発表を確かめました
段階
研究室での実験

この SF、どこまで現実?

『楽園の泉』の世界は、いまどこまで来ているか

作品の設定赤道上の衛星から、超繊維のケーブルを地上におろし、地球と宇宙を結ぶエレベーターを建てる。

イメージ画像(AI で作成)。赤道の海から宇宙へ伸びるケーブルのイメージ
  • 仕組み(つり合いとおもり)○ 理論は固まっている

    静止軌道の高さから地球側と宇宙側にケーブルを伸ばし、宇宙側のおもりでつり合いを取る。

  • ケーブルの素材の強さ△ 研究室(強さは近い)

    必要なのは約100GPa。80GPa を超える束はできたが、長さはセンチメートル。

  • 10万kmのケーブルを作る× まだ遠い

    作れたカーボンナノチューブ1本は最長550mm。大きな単結晶のグラフェンも、まだ大量にはできていない。

  • 宇宙で昇降機を動かす△ 小さな実験を試みた段階

    静岡大学の超小型衛星で試みたが、結果は公表されていない。2025年の後継機は信号を受け取れなかった。

  • 月の宇宙エレベーター△ 理論・計算

    今ある素材でも作れるとする論文がある。試作の発表はまだ無い。

イメージ画像(AI で作成)。炭素の繊維の強さを試す研究室のイメージ

答え宇宙エレベーターの仕組みは、もう理屈の上では固まっています。足りないのは「強くて、とても長いケーブル」で、研究室の強さは目標に近づいたものの、長さは数センチです。地球より先に、月のほうが早いかもしれません。

いまの段階

いまの段階:研究室での実験(5段階のうち2つめ)

段階は、発表や論文に書かれた事実から選んでいます。「理論・アイデア」は、計算や構想の段階で、まだ実験で確かめられていないものです。

公式の発表に書かれていること

  • 宇宙エレベーターは、赤道の上空約3万6000kmで地球と同じ速さで回る静止衛星から、地球側と宇宙側にケーブルを伸ばし、人や物を運ぶ仕組み。

出典:宇宙エレベーター協会

  • 大林組は2012年2月、広報誌「季刊大林」で宇宙エレベーターの建設構想を発表した。全長は9万6000km、ケーブルはカーボンナノチューブ。2025年に地上の発着場を着工できれば、25年の工期で、2050年から静止軌道のステーションを使い始められるとしている。

出典:大林組(2012)

  • 大林組の構想では、途中に月の重力と同じになる高さ(8,900km)や、火星へ向かう出発口(5万7000km)などの駅を置く。

出典:大林組(130周年)

残りの11件を見る(出典つき)
  • 論文によると、鋼のケーブルでは根元とてっぺんの太さの比が「2.6×10の66乗」と現実にならない値になる。カーボンナノチューブ(強さ130GPa を仮定)なら2.6で済む。

出典:J. R. Soc. Interface(2018)

  • 2003年の NASA 先端構想研究所(NIAC)の助成による報告は、約100GPa の強い素材が必要だとし、素材が「2年で手に入る見込み」、15年・100億ドルで動かせると見積もった。

出典:NIAC 報告(2003)

  • 2018年、80GPa を超える強さのカーボンナノチューブの束が作られた。ただし長さはセンチメートル。

出典:Nature Nanotechnology(2018)

  • これまでに作られたカーボンナノチューブ1本の長さは、最長で550mm(2013年)。宇宙エレベーターに要る長さは約10万km。

出典:ACS Nano(2013)

  • グラフェン(炭素の1層のシート)の強さは130GPa と測られ、「これまで測った中で最も強い素材」とされた。

出典:Science(2008)

  • 国際宇宙エレベーター協会(ISEC)の記事は、グラフェンでケーブルの生産が5〜10年で始まりうると書く一方、大きな単結晶のグラフェンは「まだ大量にはできていない」と認めている。

出典:ISEC(2023)

  • 静岡大学の超小型衛星 STARS-Me(2018年に国際宇宙ステーションから放出)は、約10mのひもで2つの衛星をつなぎ、3×3×6cm ほどの小さな昇降機を動かす計画だった。公式ページに、昇降の実験の結果は書かれていない。

出典:静岡大学(STARS-Me)

  • 後継の STARS-Me2 は2025年に打ち上げられたが、一度も信号を受け取れないまま、2026年3月に大気圏に再突入したとみられている。

出典:静岡大学(STARS-Me2)

  • 大林組は国際宇宙ステーションの外で、ケーブル用のカーボンナノチューブの糸を宇宙にさらす実験をした。1回目では原子状の酸素によるとみられる傷が見つかり、2回目は糸を覆う材料を変えて試した。

出典:大林組(2020)

  • 宇宙エレベーター協会(JSEA)の建設プランは、10万kmのケーブルで、プロジェクトの開始から25年で実現すると見積もっている。

出典:宇宙エレベーター協会(建設プラン)

  • 月の側からケーブルを伸ばす「月の宇宙エレベーター」は、カーボンナノチューブでなく今ある素材でも作れ、地球のものよりずっと軽いとする論文がある(2004年)。2019年には、月にケーブルの根元を置いて静止軌道の近くまで垂らす案も出た。

出典:国際宇宙会議(2004)

ほかに確かめた出典:arXiv(2019)

発表に書かれていないこと(効き目・安全性・値段・確実な時期など)は書いていません。この内容は2026年10月17日に公式の発表を確かめたものです。誤りや続報に気づいたら訂正の申し出からお知らせください。

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よくある質問に、この記事に書いてあることだけで答えます。

  • 宇宙エレベーターはいつできるの?

    決まった時期はありません。大林組の構想は、2025年に地上の発着場を着工できれば25年の工期で、2050年から静止軌道のステーションを使い始められるとしていますが、これは条件つきの見積もりです。

  • 何がいちばんの壁なの?

    ケーブルの素材です。研究室では80GPa を超える強さのカーボンナノチューブの束ができましたが、長さはセンチメートルで、要る長さは約10万kmです。

  • どんな仕組み?

    赤道の上空約3万6000kmで地球と同じ速さで回る静止衛星から、地球側と宇宙側にケーブルを伸ばし、人や物を運ぶ仕組みです。

  • 宇宙で実験はしているの?

    静岡大学の超小型衛星 STARS-Me で小さな昇降機を動かす計画がありましたが、公式ページに昇降の実験の結果は書かれていません。後継の STARS-Me2 は2025年に打ち上げられましたが、一度も信号を受け取れないまま、2026年3月に大気圏に再突入したとみられています。

  • 月のほうが先にできるの?

    月の側からケーブルを伸ばす「月の宇宙エレベーター」は、今ある素材でも作れ、地球のものよりずっと軽いとする論文(2004年)があります。ただし試作の発表はまだ無く、理論・計算の段階です。

  • 楽園の泉のとおりになるの?

    仕組みは理屈の上では固まっていますが、強くてとても長いケーブルがまだ作れません。作れたカーボンナノチューブ1本は最長550mmです。

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