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2011年1月30日

2007 宇宙のごみを捕集する漁網を開発

日本の漁網を作る技術で宇宙のごみを片つけるためのネットを開発するのだそうです。

ローレンツ力をご存知ですか?磁場の中を電荷が移動すると電荷を帯びた物体には電流の方向と磁場の方向とに対して垂直な方向の力が働くということのようですが。寿命を終えて宇宙のゴミとなってしまった人工衛星などの人造物を、地球に向かって落下させる方法を開発中ということのようです。

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記事の概要は次の通り。
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 人工衛星の残骸など、地球の周りに増え続けて問題化している「宇宙ごみ」に、長さ数キロの「網」をつけて大気圏に突入させ、燃やしてしまおうという試みが、広島県の老舗漁網メーカーと、宇宙航空研究開発機構(JAXA)の間で進められている。 「宇宙ごみ除去システム」。

 まず、金属で編んだ長さ数キロの「導電性テザー」と呼ばれる細長い網を「捕獲衛星」に積み、ロケットで打ち上げる。軌道に乗った後、衛星のロボットアームを使って宇宙ごみに網を取りつけ、アームの先端を切り離す。

 網は地球のまわりを周回することによって電気を帯びる(??ここがなぜか解りません)。これが地球の磁場と影響し合って、徐々に高度を下げさせる力となり、大気圏にごみごと再突入して、最終的に燃え尽きるという仕組み。

 昨年夏、アルミワイヤとステンレス繊維を組みあわせたテザーの開発にこぎつけた。 髪の毛ほどの細さの繊維をより合わせた直径約1ミリの銀色のひも3本が、網状に編まれている。 2年後の完成が目標。

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ローレンツ力(ろーれんつりょく) (Lorentz force)とは

(出典: フリー百科事典『ウィキペディア(Wikipedia))
ローレンツ力(ろーれんつりょく) (Lorentz force)は、電磁場中で運動する荷電粒子が受ける力のことである。この力は

F=q(E + vxB)

と表される。F は荷電粒子が受ける力(これをローレンツ力と言う)、E とB は荷電粒子が存在する位置における電場と磁束密度(つまり磁場)である。q は荷電粒子の持つ電荷。v は荷電粒子の速度である。× は外積である。
 
上式で右辺第一項は電場中で荷電粒子が受ける力であり、第二項はビオ=サバールの法則を一般化した形となっている。ここで荷電粒子が加速度運動している(ローレンツ力によっても加速度運動となっている)とすると、その荷電粒子自身による電磁場の効果が存在するが、その影響はごく小さい場合が多いので通常は無視されるか、ごく小さなものとして扱われる。すなわち、

F = q (v+ B)

と近似することができる。

荷電粒子の速度 v と磁場 B の外積 がローレンツ力 F であることは、フレミング左手の法則で向きを確認できる。

名前はヘンドリック・ローレンツから。
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