「光子ロケット」なんて所詮、夢物語？

Question

子供の頃、図鑑で見た覚えのある光子ロケット。

確か、１００％反射することの出来る巨大な反射鏡に強力な光源を当てて、そこから出る光子により光と同じ速さで進むというもの。
こんなのが実現出来たら今よりも桁外れに速く、かつ遠くの恒星や惑星＝例えば地球から一番近いαケンタウリや、その惑星（存在する？）へも片道４～５年位で？行けるのになあ・・なんて考えたり。

聞くところによると、１００％反射する鏡は作るのが無理とか・・
所詮はやはり夢物語でしょうかね・・？

NAZ0001 · Accepted Answer

光子ロケットについては、いろいろ誤解があるのですが。
「光子を反動物質として推進するロケット」ではなく、「燃料から最大の効率でエネルギーを取り出した場合、E=mc^2相当の光となる」というのが、光子ロケットの原理です。
核融合でも、せいぜい質量の数%しかエネルギーになりません。つまり、「無駄な重量を積んでいる」とも言えます。物質-反物質反応なら、ガンマ線の形で光子が放出されます。これを一定方向だけに放出する技術さえあれば、光子ロケットとなります。

物質から得られるエネルギーの上限がE=mc^2である限り、この原理を使ったロケット以上に高効率なエンジンはあり得ないことになります。
ただ、実際には宇宙船の質量が0ではないので。光速に到達することはありません。

ただ。裏技として、外部からエネルギーを得ることが出来れば、いくらでも加速できることになります。
宇宙空間の希薄な水素を取り込んで燃料とするラムスクープ。恒星近辺に設置したレーザー発信器を利用した光子帆船。この辺が候補でしょうか。
http://www.amazon.co.jp/%E3%82%BF%E3%82%A6%E3%83%BB%E3%82%BC%E3%83%AD-%E5%89%B5%E5%85%83SF%E6%96%87%E5%BA%AB-%E3%83%9D%E3%83%BC%E3%83%AB-%E3%82%A2%E3%83%B3%E3%83%80%E3%83%BC%E3%82%B9%E3%83%B3/dp/4488638058
http://www.amazon.co.jp/%E3%83%AD%E3%82%B7%E3%83%A5%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%AB%E3%83%89-%E3%83%AD%E3%83%90%E3%83%BC%E3%83%88%E3%83%BBL%E3%83%BB%E3%83%95%E3%82%A9%E3%83%AF%E3%83%BC%E3%83%89/dp/4150106274/ref=sr_1_1?ie=UTF8&s=books&qid=1200388102&sr=1-1
この辺を参考に。

edw-19 · Answer

まあ、何とかなるかも。
http://www.kek.jp/newskek/2006/sepoct/CrystalAssisted.html

moritan2 · Answer

光子ロケットは原理的には可能です。
推進財として反物質を使います。反物質は普通の物質と対消滅してガンマ線になります。このガンマ線を100％反射する鏡があればよいのです。現実的には反物質をどうやって保持するか、ガンマ線をどうやって反射するかなどの技術的な問題があるので難しいとは思いますが、将来絶対にできないとは言えないと思います。

Tacosan · Answer

えと, とりあえず「太陽帆」というのは研究されてるみたいです... と wikipedia に書いてある. これは, 太陽 (など) の光を反射することで (光子の運動量が変化する反作用で) 推進力を得るものですね.
どうでもいい (ことはない) んだけど光に質量はありませんぜ, みなさん.

danboald · Answer

要するにその推進力を得るためにどれだけのエネルギーが必要かが問題になるわけで、光で推力を得るには相当な光を出す必要があるはずで、それだけの光を作り出すエネルギー（燃料）を持って行けるのなら、別にもっと効率のよい方法があると考えられます。

ちなみにイオンエンジンはわが国の探査機「はやぶさ」などですでに使われています。

Vwiyoonn · Answer

イオンロケットというほどではありませんが、はやぶさはロシアが開発を断念したイオンエンジンで姿勢制御などを行っているくらいですから、いつか技術的問題が解決されれば光子ロケットも不可能じゃないとは思いますが、なにしろどれだけ強力な光源を効率よく使用したとしても光子の質量など知れたものですから加速に相当な時間がかかりそうなので、現行のロケットエンジンやフライ・バイなどによって十分に加速してからの使用となるんじゃないでしょうか。
　とはいえ、昔の『少年マガジン』の大図解なんかのような有人ロケットとなるとほぼ不可能ではないかと。

FEX2053 · Answer

そりゃまあ、光子だって質量がありますから、反動で動く可能性はある
とは思いますけどね。問題は使い道があるか、ってことじゃないかと。

ただ、フランクリンが雷が電気あることを発見した頃に、無線で画像
が送れる／需要もある・・・と考えた人が果たしていたかどうか、です。

夢物語と切り捨てていると、案外簡単に出来たりするもんですよ。

noname#74443 · Answer

自分も1960年代頃から見てますが…。
　実現には何かとてつもないブレイク・スルーが必要な気がします。
　その他にもイオンロケット、原子力ロケットなんかもありましたが、いまだに実現しませんねぇ。

「光子ロケット」なんて所詮、夢物語？

光子ロケットについては、いろいろ誤解があるのですが。

まあ、何とかなるかも。

光子ロケットは原理的には可能です。

えと, とりあえず「太陽帆」というのは研究されてるみたいです... と wikipedia に書いてある. これは, 太陽 (など) の光を反射することで (光子の運動量が変化する反作用で) 推進力を得るものですね.

そりゃまあ、光子だって質量がありますから、反動で動く可能性はある

自分も1960年代頃から見てますが…。

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　自分も1960年代頃から見てますが…。