マイクロ波ロケットが、推進剤を現行より減らすことができるとのは、どうわけですか？

現行のロケットは、重量の約９０％が推進剤で占められている、そうですね。

新しく研究されているマイクロ波ロケットについて、
A.（東大小柴研による）ロケットに取りこんだ空気を地上から照射したマイクロ波によりプラズマ化するそうです。
B.１９２４年にロシアのツィオルロブスキーが提唱した方式です。
　地上から照射したマイクロ波により、搭載した推進剤を加熱するそうです。
　これにより、推進剤を現行より減らしことができるとかで、関連技術が整い、実用化が期待されてい　るそうです。

質問は、Bの場合、推進剤を現行より減らすことができるとのは、どうわけですか？

No.4 ベストアンサー 回答者： himagene 回答日時： 2023/08/02 18:00

「推進剤を現行より減らすことができる」と言うのは別の言い方をすると「ロケットの初期重量全体に占める荷物の割合」つまり「ペイロード比η」を大きくできるという事です。

ツィオルコフスキーのロケット方程式（ロケットの速度の増分ΔVを得るとき、ロケットの構造の重量比をrsとすると、ηとロケットの比推力Ispの関係）η=[exp{-ΔV/(g・Isp)}-rs]/(1-rs)を使うと、ペイロード比を大きくするためには大きな比推力が必要なことがわかります。
マイクロ波ロケットには、爆轟型ロケットと熱交換ロケットがあり爆轟型はAに相当します。A場合の比推力は大気がある限り無限大になり得ることはお分かりになるでしょう。Bの場合は化学ロケット（300秒の比推力）に比べて大きな800-1000秒の比推力になります。簡単に言うと同じ分量の燃料（水素など）を加熱するために必要な酸化剤（酸素など）を積まなくても済む分だけ物を積み込めると言うことです。

この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。
マイクロ波により直接（？）＜燃料を加熱する＞するのですね。（酸化剤を使わずに）

お礼日時：2023/08/03 17:45

No.5 回答者： himagene 回答日時： 2023/08/04 13:05

＞イクロ波により直接（？）＜燃料を加熱する＞するのですね。

そうです。その方法は様々ですがプラズマ波を励起してその減衰を使う方が効率はいいです。

この回答へのお礼

再度の御回答ありがとうございます。
＜プラズマ波を励起してその減衰を使う＞のですか。
難しそうですね。

お礼日時：2023/08/04 18:05

No.3 回答者： GOMΛFU 回答日時： 2023/08/01 14:54

マイクロ波の発生装置の重量が増えるので相対的に推進剤の比率が減るということです

この回答へのお礼

そうですか

お礼日時：2023/08/02 17:42

No.2 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/07/31 18:15

No.1です。

> ー強力なエネルギーの授受に対応せざるを得ないのですね。
はい、その通りです。
電子レンジはマイクロ波利用です。
そのエネルギーを受け取るのは、水分です。
例えば、ドライアイスは水分を含まないので、何の変化もしない、
つまりは、マイクロ波のエネルギーを受け取れないのです。
どのようにして効率的に受け取ることができるか、も重要になります。

この回答へのお礼

再度の御回答ありがとうございます。
マイクロ波のエネルギーを＜効率的に受け取ることができるか＞がありますね。
そのエネルギーを推進力に転嫁するのも難しいのでしょうね。
＊
＊
とりとめもなく夢想します。
陸上基地から、強力な風（ビームのように絞った）を送り、海上のヨットの帆で受け、そのヨットを動かすことです。（ヨットにはエンジンは必要ありません）

お礼日時：2023/08/01 12:16

No.1 回答者： angkor_h 回答日時： 2023/07/31 14:03

マイクロ波自体がエネルギー源なのです。

それを外部から与えるので、
原理的には、その分搭載エネルギー源を減らすことができる、
という事です。

この回答へのお礼

早速のご回答ありがとうございます。
＜マイクロ波自体がエネルギー源＞なのですか。
知ったかぶりで書きますが、地上の照射側もロケット側の受信側もーたとえば携帯の電波のような軟弱なものではなくー強力なエネルギーの授受に対応せざるを得ないのですね。

お礼日時：2023/07/31 18:07