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特集

世界初の磁気セイルを実現したい

 地球磁気圏を逃れて惑星空間に出ると,高速のプラズマ流である太陽風が吹き荒れています。この太陽風を宇宙機の作る人工的な磁場で受け止めることができれば,太陽風の運動エネルギーをもとに宇宙機の推進力を得ることができます。こうしたシステムは,磁場を帆(セイル)として太陽風を受け止める様子から「磁気セイル」と呼ばれていますが,未完の宇宙推進システムです。


図1
図1 磁気プラズマセイル探査機のイメージ


 磁気セイルによって宇宙機に必要な推進力を得るためには,非常に大きく強い磁場が必要ですが,宇宙機に搭載可能な超伝導磁石のサイズと性能には限界があります。このため,図のように電磁石の作る磁場(帆)をプラズマ噴射によって大きく広げて推進力を得る「磁気プラズマセイル(MPS)」がWinglee博士によって考案されました。


図2
図2 磁気プラズマセイルの動作原理


 JAXAでは国内の研究者と協力しながら,理論解析と原理検証実験を進めています。帆を膨らませるためのエネルギーと比較して太陽風に押されるエネルギーがはるかに大きい場合,MPSのエネルギー効率は非常に高くなり,単位電力当たりの推進力は従来のイオンエンジンより1桁も大きくなるでしょう。MPSが実現すれば,木星や土星などの外惑星到着に必要な時間が大幅に短縮されるだけでなく,太陽系外へのミッションが夢から現実のものとなります。


(山川 宏,磁気プラズマセイル研究会[ISAS/JAXA])
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