パスワードを忘れた? アカウント作成
13916003 story
地球

地球の軌道を50%外側に移動するにはどれぐらいかかる? 85

ストーリー by hylom
ロマンはある 部門より
headless曰く、

膨張する太陽から逃れるために地球を太陽系外に移動するという中国のSF作品「The Wandering Earth(流浪地球)」がNetflixで4月末にリリースされたことにちなみ、実際に地球の軌道を変更する方法について英グラスゴー大学のロケット科学者Matteo Ceriotti氏がまとめている(The Conversation)。

実際に50億年後には太陽が膨張をはじめ、地球を飲み込む可能性もあると考えられている。また、それよりも手近な問題である地球温暖化の解決策として地球の軌道を現在よりも外側に移動するということも理論上は可能だという。記事では地球の軌道を50%外側へ移動し、火星と同様の軌道に変更することを想定して話が進められている。

小惑星の軌道を変更して地球衝突を防ぐ手法は考案されているが、衝撃が大きかったり、逆に力が弱すぎたりするため、地球の移動に用いることはできない。ロケットを打ち上げる際には地球がわずかに反対側に押されるものの、地球を移動するのには程遠い。現在最もパワフルなSpaceXのFalcon Heavyでも3垓回の打ち上げが必要となり、ロケットを作るのに必要な材料は地球の質量の85%に相当するという。電気航法、特にイオン推進ならより効率の良い移動が可能になるが、それでも地球の質量の13%相当を噴出する必要があるとのこと。

レーザー推進を使用すれば必要なエネルギーは太陽から得ることができ、地球の質量を減らすこともないが、Breakthrough Starshotプロジェクトが想定する100GWのレーザーであっても、300京年間継続的にビームを発し続ける必要がある。一方、地球の直径の19倍の太陽帆を作ることができれば、10億年の間に目標軌道まで移動することが可能とのこと。現時点で最も現実的な方法は、小惑星を運んできて地球にスイングバイさせる方法だが、将来的には巨大な太陽帆の建設の方が期待できるという。小惑星を利用する方法では、計100万個の小惑星を数千年に一度スイングバイさせることで、太陽の膨張に合わせて軌道を徐々に外側へ移動させることが可能とのことだ。

ただし、これらの方法で地球を移動させることと比較すれば、火星を居住可能にして人類を移動させることが難しいとは全く感じられないと結論付けている。

  • by yakunin (27212) on 2019年05月24日 22時13分 (#3620850) 日記

    インド人を右に!
    そして、そのインド人全員がジャンプすれば多少、軌道ぐらいずれるんじゃね?

    ここに返信
  • by st1100 (45287) on 2019年05月25日 9時17分 (#3621023)

    地球の直径の19倍の太陽帆を作ることができれば

    直径の19倍の帆をつくれるなら、
    直径の数%の日除けをつくって、
    太陽と地球の間に張れば、日射量が数%減らせる。

    太陽帆の効果を打ち消す算段が要るけど、地球をどうかしようとするよりは、はるかに楽でしょう。

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 7時03分 (#3620240)

    膨張する太陽に針で穴を空けてガス抜きしたほうが早くね?

    ここに返信
    • by Anonymous Coward
      いや,ガスの元栓を閉めるほうが確実。
    • by Anonymous Coward

      撒き散らされたガスが、地球公転の抵抗になって減速することになるかも。

    • by Anonymous Coward

      太陽から垂れている紐を引っ張ると消燈して月になるんでしょ。
      #今じゃあのギャグ通じない子供も多そうだなあ。

    • by Anonymous Coward

      それどんな針?

      • by Anonymous Coward

        太陽に針というとサンダーバードに登場したロケット太陽号は機体に書かれている英語だと
        SUN PROBEで太陽に指す探針だね

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 7時10分 (#3620241)

    小惑星を地球の近くまで持ってきて、減速スイングバイして、その後太陽に落とすなり無限遠へ放り出すなりできるだけの推進力があるなら、それを直接地球に対して使ったほうがどう考えても効率的だと思うんですが。リンク先見ても単なるポエムで、論文書いてガチで計算してみたって感じではまったくないし。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 7時25分 (#3620247)

      >それを直接地球に対して使ったほうがどう考えても効率的だと思うんですが。
      地球には大気ってものがあるんですよ。自転もしてるし。大気圏内で噴射すれば人が住めなくなるのでは。

      「直接」推進するためには、オービタルリングでも作ってでっかい地球ゴマみたいにして、
      そのコマの方を押す or 引くなどの対応が必用では。巨大構造物は脆弱なのが常だから、
      地球を引っ張る力に耐える軌道エレベータとか、考えるだけで頭が遺体

      トップをねらえ2の方はだいたいそんな感じ。
      https://youtu.be/mLPCMpY4wvc?t=22 [youtu.be]

      妖星ゴラスだと南極だっけ?自転はともかく方向制御ができないし、大気圏内だと環境変化が。

      無限のリヴァイアスはオーバーテクノロジーの重力制御で引っ張る。

    • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 7時30分 (#3620248)

      地球を直接推力で押すのって効率悪いのですよ。
      少なくとも第二宇宙速度以上の噴射じゃないと噴出物が戻ってきて±0でしょ?超えてもその超えた分しか効かないし。

      • by Anonymous Coward

        > 第二宇宙速度以上の噴射じゃないと噴出物が戻ってきて±0

        それは小惑星にも言えるわけでしょ? 小惑星を無限遠まで放り出すには第二宇宙速度が必要で、しかも地球近傍に持って来る分のエネルギーまで必要になる。地球近傍小惑星だけでは足りないよね?

        • by Anonymous Coward

          >小惑星を無限遠まで放り出すには

          小惑星は別に無限遠まで放り出す必要が無い。
          もともとの軌道を少し曲げて地球近傍をスイングバイさせればよいので。
          小惑星にちょっと下(恒星側)に落ちてもらって、その反動で地球がちょっと上に行く。

          この場合の利点は、大気が無いおかげで小推力のものを長期間吹かすことでの軌道変更がやりやすい点。
          上で誰かが書いているように、地球で同じことやろうとすると大気が邪魔になる。

          そういう意味では、小惑星なんぞ持ってこなくても、月をいい感じに使っても良いのかもしれんけど。
          #そのかわり月は反動で飛んでいく。

      • by Anonymous Coward

        光の質量はゼロって聞いたけどタレコミに書いてるレーザー推進ってどういう原理なの?

      • by Anonymous Coward

        ずっと昔の技術でも南極のエンジンで出来た位の事なんで難しくも無いだろ。

      • モーター等で駆動する可変偏芯回転体を用意する。
        この可変偏芯回転体は任意の位相で偏芯度合いが変更できる。
        推進方向には偏芯半径を大きくして、反推進方向には偏芯半径を小さくして、推進方向垂直位相付近で偏芯半径を切り替える。
        単体では偏芯部の運動量が保存され(この場合推力は生じない)がちなので、定角速度で回転させる為、位相をずらして多数同軸連結する。
        このユニットは無噴射で推力が生ずるので、後は沢山地球に固定して同時に回すだけ。

        • by Anonymous Coward

          ははぁ、すごいね
          イオンロケットとか止めて宇宙での推進はみんなこれにすればいいですね

    • by Anonymous Coward

      そんな数万年単位ののプロジェクトを前提とするなら、火星の運動エネルギーを地球に移動させられないもんかね?
      火星で加速スイングバイ→地球で減速スイングバイを毎回の僅かな軌道修正だけで安定させられる軌道が見つかれば、あとは1つの小惑星を使いまわせる?

      と思ったけど、運動エネルギーが移動する都度に2つの惑星の軌道が不規則に変わるからどこかで破綻するか。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 8時00分 (#3620259)

    太陽帆、自転している地球に対しどうやって力を伝えればいいのかな。
    ・自転軸上から巨大な支柱を伸ばして、そこに取り付け
    ・自転を止めて取り付け
    ・超絶強力な磁力を発生し地球磁気圏と相互作用させることで伝える
    すぐに思いつくのはこのくらいだけど。

    ここに返信
    • by st1100 (45287) on 2019年05月25日 12時34分 (#3621092)

      地球を南北に半周する円弧状のフレームをつくり、南北極に回転軸で取り付ける。
      フレームの中央のあたりに約0.5万kmの摺動部分を備え、そこで牽引する。

    • >すぐに思いつくのはこのくらいだけど。

      どれの場合でも
      地球を引っ張り続ける荷重(どんだけ?)に耐えられる物質/構造物ってどんなんやろ。

      とかに使えそうなSF的なギミックはあるんだろけど、ぱっと思いつかない。

      • by Anonymous Coward

        そんなのは程度の差さえあれ宇宙エレベーターなんかでも一緒。
        もっと楽に妄想膨らませれば良いのですよ。

    • by Anonymous Coward

      帆の地球側にちっこいブラックホールを引っ張る質量くっつけて、両者の間にちっこいブラックホールを置いて、地球を引っ張るというのはどうでしょうか。
      月が潮汐力で壊れて、その後吸い込まれちゃったり、地球では潮の干満の差が大きくなってエラいことになりそうですけど。

      こんな感じ、○が地球、●がブラックホール、◎が帆につけたブラックホールをけん引する質量
      |\
      | >◎ ● ○   太陽方向→
      |/

      • by Anonymous Coward

        ◎がブラックホールを牽引できるなら、地球を直接牽引しては?

        • by Anonymous Coward

          ブラックホールの引力で地球を引き付けるならソレもすごく重いので、
          ブラックホールの移動に帆が必要になるわけで、

          で、ブラックホールに帆を付ける方法は?(無限ループって怖くね

          • by Anonymous Coward

            そもそもそれほど巨大なブラックホールの軌道を制御できる手法があるなら、その手法で地球の軌道を制御すればよくね?

      • by Anonymous Coward

        ブラックホール無くても成立するような。

        |\
        | >◎○   太陽方向→
        |/

        こうだね。
        地球と牽引用質量との間が重力軸受け(?)になってりゃいい。つまり大気分の隙間があればいいので、小惑星とか月を解体した質量とかをアンカーにして地球の上空200kmぐらいに置けばいいんじゃないだろうか。
        潮汐力すごそうだけどw

        欠点としては、太陽が消灯したら墜落することかな…。

        ※温暖化対策や強くなる太陽光を制御したいだけなら、地球-太陽のL1に日傘置く方がよっぽと現実的ね。

        • by Anonymous Coward

          エロっすなぁ 〜○〜○〜○

    • by Anonymous Coward

      >太陽帆、自転している地球に対しどうやって力を伝えればいいのかな。
      そりゃ自転軸にワイヤーで繋いで。

      まあ、ソーラーセイルが大量に作れるなら、短期的にはソーラーセイルを地球周辺に周回させて輻射熱を防いで時間稼ぎは出来そうだ。

    • by Anonymous Coward

      地磁気と相互作用させたら、自転がもろにローレンツ力を受けるわけだから、1日がすごい勢いで長くなるんじゃないかな。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 8時02分 (#3620260)

    パペッティア人の母星ではどうやったんだろう……
    と思ったが、
    あの世界にはスラスタードライブがあるんだった。

    https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%94%E3%82%A2%E3%82%B9%E3%83%B3%E3%... [wikipedia.org]

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      アウトサイダー人から購入した無反動推進か何かを使ってたはず。
      https://ja.wikipedia.org/wiki/%E3%83%8E%E3%82%A6%E3%83%B3%E3%82%B9%E3%... [wikipedia.org]
      >科学技術はパペッティア人さえも凌ぐほど発達しており、人類は超光速航法を彼らから購入し、パペッティア人は無反動推進技術を購入した。

      エクソダスの最中でも、パペッティア陣はまだその時の支払いを終えてないってくらいに、天文学的な価格で購入したらしいよ。

      • by Anonymous Coward

        そのあたり、Fleet of Worldsシリーズにいろいろ話が出てくるんですが、今Wikipedia 見たら全然訳されてない⁉︎
        リンクワールドの完結編も訳されてなかったとは。

        • by Anonymous Coward

          追伸: リングワールドの完結編とはFate of Worldsのことです。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 9時27分 (#3620288)

    そこは我々日本人が半世紀前に通過した>中国人

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      あれは南極にロケットつけるので、自転軸に沿ってしか動けない。

      自転軸は公転軌道に対し傾いてるので外側に動くのは可能だが、垂直方向により大きく動いてしまって、今回の目的を達したと言いにくい。
      映画のケースは動く方向はどうでもよかったから。(もとの軌道に戻せないぞという突っ込みはあった)

      • > 自転軸は公転軌道に対し傾いてるので外側に動く
        南極のロケットだけだと、それをペリジキックとして楕円軌道の遠地点を持ち上げることはできても、一周後には元の場所に戻ってきてしまいます。
        近地点を持ち上げるには、遠地点側で加速する必要があるけど、南極だと向きが逆なので、北極側にもロケットが必要。
        で、それをやると、公転面が斜めになるって、地軸の傾きがより大きくなってしまうので、地球環境への影響はかなり大きそう。

        > もとの軌道に戻せないぞという突っ込みはあった

        自転軸の傾きはおいとくと、
        南極でふかすだけだと公転面が斜めになるだけ。半年間は元の軌道より北極側に位置するが、半年後には元の軌道と交差し、次の半年は元の軌道より南極側を周回。

        だから、後始末用に北極側にロケットをつけなくても、
        半年後にもう一度南極でふかせば元の軌道に戻れますね。

        地軸の傾きまで考慮すると、たぶん「夏と冬なら、(周回速度への影響が少ないので)ほぼもと通り」にできるけど、「春と秋だと、(周回速度に影響するので)元の公転面には戻るが、楕円軌道の離心率が変わる」ぐらいになるのかな

      • by Anonymous Coward

        ガメラやねずみ花火みたいにすっ飛んでく形になるのか

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 9時30分 (#3620289)

    水星と金星の質量が無くなれば。地球の軌道は外側に膨れるのでは?
    地球温暖化対策のためです。水星と金星には涙を呑んで貰いましょう。

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      そのためには水星と金星を太陽系から脱出させるor太陽につっこませるように軌道を変える必要があるね。

      最初からロスト前提だから惑星の環境に気を使う必要が無いとはいえ、そんな技術があるなら最初からその技術を地球に使えば良いじゃん。

      • そのためには水星と金星を太陽系から脱出させるor太陽につっこませるように軌道を変える必要があるね。

        太陽に突っ込んでも質量は消えない。太陽の質量が水星と金星の分重くなるだけで地球への影響はない。
        (太陽の中に不純物が増えるので太陽光の成分がすこし変わるかもしれない。健康に悪い影響があるかも)
        太陽系外にほおり出すのがいいと思うが、そのとき地球の前側を通してやれば地球の公転速度はちょっぴり加速して軌道半径は大きくなる。
        よしこれだな

      • by Anonymous Coward

        なるほど、地球を太陽系外に捨ててしまえば、温暖化問題は解決しますね。盲点だった。

        #ちなみに地球を太陽に捨てるのは温暖化を推進してしまうので却下します。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 9時33分 (#3620292)

    もうひとつ恒星を持ってきていい感じに引っ張らせるのはどうだろう
    必要なエネルギーはその恒星自身のものを使えばワンチャン

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 9時39分 (#3620296)

    もっと効率的に。大質量の、例えば木星にエネルギーをぶち込んで一部を核融合させてジェットを噴射させて地球に衝突させれば!

    きっと軌道は変わるよ!

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 10時17分 (#3620339)

    まあ何でもできるわな
    ・火星に住む
    ・コロニー作って住む
    ・海に住む
    ・南極に住む
    ・衛星軌道にでかい傘上げて日陰を作る
    ・都市に屋根やドームつける
    ・ダイソン球
    まだなんかあったよな

    ここに返信
    • by Anonymous Coward

      軌道変更による大気や地殻への副作用がすごすぎて、そっちも制御できなければ中の人は全滅しそう。

  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 11時15分 (#3620391)

    月の公転半径は3.8cm/年で増大して [fnorio.com]おり、その原因は簡単に言うと
    ・月の潮汐力で地表の海水面が月に向けた面とその裏側の面で盛り上がる
    ・地球の自転(月の公転と同じ方向かつ速い)と摩擦により、盛り上がった海水面が自転方向にずれる
    ・月に向けた面の盛り上がり(が自転方向に若干ずれたもの)は月の公転を加速させる方向に重力で引っ張る
    ・月と裏側の面の盛り上がり(が自転方向に若干ずれたもの)は月の公転を減速させる方向に重力で引っ張る
    ・後者は前者より月から遠いため、前者の方が効果が大きい
    ・その結果、月は公転方向に加速され、公転半径が増大する
    ということです。

    一応太陽も自転している流体なので、定性的には同じ効果があると考えられます。
    ただ、太陽と地球の距離は地球と月の距離の400倍であり、起潮力は距離の-3乗、さらに双極子モーメントも距離の-3乗と考えると、質量比を考えても影響はかなり小さいと予想されます。

    ここに返信
  • by Anonymous Coward on 2019年05月24日 12時03分 (#3620429)

    ロケットを打ち上げる際には地球がわずかに反対側に押されるものの、地球を移動するのには程遠い。

    こんな考察の動画があったな

    【物理エンジン】もしも全人類が同時にジャンプしたら、地球はどうなる?
    https://www.youtube.com/watch?v=MUAMiGZv5PE [youtube.com]

    ここに返信
typodupeerror

犯人はmoriwaka -- Anonymous Coward

読み込み中...