宇宙船の推進
ミシシッピ州ハンコック郡のジョン・C・ステニス宇宙センターで行われた試験発射中のRS-25のクローズアップ映像を遠隔カメラが撮影した。
アポロ月着陸船反応制御システム（RCS）の二液推進ロケットエンジン

宇宙船の推進とは、宇宙船や人工衛星を加速するために使用されるあらゆる方法です。宇宙推進は、宇宙空間の真空中で使用される推進システムのみを扱い、宇宙打ち上げや大気圏突入と混同しないでください。

実用的な宇宙船の推進方法はいくつか開発されており、それぞれに長所と短所がある。ほとんどの衛星は、軌道保持のために単純で信頼性の高い化学スラスタ（多くの場合、一液性推進剤ロケット）またはレジストジェットロケットを備えているが、姿勢制御に運動量ホイールを使用する衛星もいくつかある。ロシアとそれ以前のソビエト圏の衛星は数十年にわたって電気推進を使用しており、[ 1 ]、西側諸国の新しい地球周回宇宙船は南北の軌道保持と軌道上昇に電気推進を使用し始めている。惑星間輸送体もほとんどが化学ロケットを使用しているが、イオンスラスタやホール効果スラスタなどの電気推進を使用しているものもいくつかある。小型衛星やロボットによる深宇宙探査から宇宙ステーションや火星への有人ミッションまで、あらゆるものをサポートするにはさまざまな技術が必要である。

仮想宇宙推進技術とは、将来の宇宙科学および探査のニーズを満たす可能性のある推進技術を指します。これらの推進技術は、太陽系の効率的な探査を実現することを目的としており、ミッション設計者は「いつでもどこでも飛行し、目的地で多くの科学目標を達成する」というミッションを、より高い信頼性と安全性をもって計画することが可能になります。実現可能なミッションと候補となる推進技術は多岐にわたるため、将来のミッションにとってどの技術が「最適」であるかという問題は難しい問題です。現在、専門家の意見では、多様なミッションと目的地に最適なソリューションを提供するために、推進技術のポートフォリオを開発する必要があると考えられています。[ 2 ] [ 3 ] [ 4 ]

目的と機能

宇宙探査の主目的は、安全かつ迅速に、大量のペイロードを積載し、比較的低コストで目的地に到達することです。目的地に到達するには宇宙推進システムが必要であり、その他の指標はこの基本的な動作を補助するものです。[ 5 ] [ 4 ]推進技術は、ミッションの重要な側面を大幅に改善することができます。

地球から宇宙船を打ち上げる場合、推進方法はより高い重力を克服して正の正味加速度を提供する必要がある。[ 6 ]宇宙空間では、推進システムの目的は宇宙船の速度vを変えて所望の軌道を確立することである。[ 7 ]

宇宙空間における推進は、打ち上げロケットの上段が停止したところから始まり、主推進、反応制御、軌道維持、精密指向、軌道操作といった機能を果たす。宇宙で使用される主エンジンは、軌道遷移、惑星軌道、惑星外への着陸および上昇のための主推進力を提供する。反応制御システムと軌道操作システムは、軌道維持、位置制御、軌道維持、宇宙船の姿勢制御のための推進力を提供する。[ 5 ] [ 3 ] [ 4 ]

軌道上では、どんなに小さな衝撃でも、空間の3次元に対応する3つの方法で軌道経路の変化を引き起こします。[ 8 ]

  • 順行/逆行（つまり、接線方向/接線方向の反対方向の加速）。これにより、軌道の高度が増加/減少します。
  • 軌道面に対して垂直なので、軌道傾斜角が変わります。
  • 放射状、つまり周回する天体に向かって、または周回する天体から離れて、軌道の離心率が変化する。 [ 9 ] [ 10 ]

地球の表面は重力井戸のかなり深いところに位置しており、軌道から離脱するために必要な脱出速度は秒速11.2キロメートルです。[ 11 ]そのため、地球から離れた場所へ向かうには、推進システムは十分な推進剤と高い効率を必要とします。他の惑星や衛星でも同様ですが、重力井戸の深さが比較的小さいものもあります。

人類は「 1G 」の重力場で進化してきたので（9.81 m/s 2）の加速度を継続的に提供できれば、有人宇宙飛行の推進システムにとって最も快適だろう（ただし、人体は短時間であればはるかに大きな加速度にも耐えられる）。[ 12 ]このような推進システムを備えたロケットや宇宙船の乗員は、吐き気、筋力低下、味覚低下、骨からのカルシウムの溶出など、自由落下による悪影響を受けない。 [ 13 ] [ 14 ]

理論

ツィオルコフスキーのロケット方程式は、運動量保存の法則を用いて、ロケットエンジンの推進方法が宇宙船の運動量を変えるためには、反対方向に何か他のものの運動量を変えなければならないことを示しています。言い換えれば、ロケットは宇宙船の加速方向と反対の質量を推進剤または反応質量と呼びます。[ 15 ]：第1.2.1節 [ 16 ]これが起こるためには、反応質量とエネルギーの両方が必要です。質量mの反応質量の粒子を速度vで発射することによって得られる衝撃はmvです。しかし（ニュートンの運動の第二法則に従うと）、この粒子は運動エネルギーを持っています⁠1/2⁠ mV 2はどこかから来なければなりません。従来の固体ロケット、液体ロケット、またはハイブリッドロケットでは、燃料が燃焼してエネルギーを供給し、反応生成物がエンジンノズルから流出して反応質量を提供します。イオンスラスタでは、電気を使って宇宙船の後ろでイオンを加速します。ここでは、他の電源（例：太陽電池パネルや原子炉）が電気エネルギーを供給する必要があり、イオンが反応質量を提供します。 [ 6 ]

速度の変化率は加速度と呼ばれ、運動量の変化率は力と呼ばれます。[ 17 ]特定の速度に到達するには、長期間にわたって小さな加速度を適用することも、短時間で大きな加速度を適用することもできます。同様に、特定の推進力は、短時間で大きな力で適用することも、長時間にわたって小さな力で適用することもできます。これは、宇宙での操縦において、長時間にわたって小さな加速度を生み出す推進方法が、短時間で大きな加速度を生み出す別の方法と同じ推進力を生み出すことができることを意味します。[ 18 ]しかし、惑星から打ち上げる場合、小さな加速度では惑星の重力に打ち勝つことができないため、使用できません。[ 19 ]

しかし、いくつかの設計では、磁場や光圧を利用して宇宙船の運動量を変化させ、 内部反応質量なしで動作します。

効率

推進システムの効率を議論する際、設計者は反応質量の有効利用に焦点を当てることが多い。反応質量はロケットと共に運ばれ、使用すると回復不能に消費される。[ 20 ]宇宙船の性能は、消費された推進剤の単位あたりの運動量の変化量、つまり比推力で定量化できる。これは、一定量の反応質量から得られる推力の量の尺度である。比推力が高いほど、効率は良くなる。イオン推進エンジンは比推力が高く（約3000 s）、推力は低いが[ 21 ] 、一液性推進剤や二液性推進剤を使用する化学ロケットは比推力は低い（約300 s）が、推力は高い。[ 22 ]

地球上での単位重量あたりの推力（通常は と表記される）の単位は秒である。[ 18 ]宇宙船について議論する場合、反作用質量の地球上での重量は重要ではないことが多いため、比推力は速度と同じ単位（たとえば、メートル毎秒）で単位質量あたりの推力として議論することもできる。[ 23 ]この尺度はエンジンの有効排気速度に相当し、通常は と表記される。[ 24 ]宇宙船で使用される推進剤の単位あたりの運動量変化、または宇宙船から排出される推進剤の速度のいずれかを使用して、その比推力を測定できる。2つの値は、標準重力加速度g n、9.80665 m/s²（ ）の係数だけ異なる。[ 25 ]Isp{\displaystyle I_{\text{sp}}}ve{\displaystyle v_{e}}Ispgn=ve{\displaystyle I_{\text{sp}}g_{\mathrm {n} }=v_{e}}

化学ロケットとは対照的に、電気力学ロケットは電界または磁場を用いて充填された推進剤を加速します。この方法の利点は、化学エンジンの10倍以上の排気速度を達成できるため、はるかに少ない燃料で安定した推力を生み出すことができることです。従来の化学推進システムでは、ロケットの全質量の2%しか目的地に到達できず、残りの98%は燃料として消費されます。一方、電気推進システムでは、低地球軌道上の搭載物の70%を深宇宙の目的地まで到達させることができます。[ 26 ]Isp{\displaystyle I_{\text{sp}}}

しかし、トレードオフが存在する。化学ロケットは推進剤を推進に必要なエネルギーのほとんどに変換するが、電磁ロケットは推進剤を生成・加速するために必要な電力を運搬または生成する必要がある。現在、宇宙船で利用可能な電力には実際的な限界があるため、これらのエンジンは打ち上げ用ロケットや、捕捉軌道に入るためにブレーキをかけるときなど、宇宙船が迅速かつ大きな衝撃を必要とする場合には適していない。それでも、電気力学的ロケットは非常に高い推力を提供するため、ミッションプランナーは推進剤の質量を大幅に節約するために、出力と推力（および宇宙船を目的地に到着させるのにかかる余分な時間）を犠牲にする用意がますます増えている。[ 25 ]Isp{\displaystyle I_{\text{sp}}}

運用領域

宇宙船は宇宙の多くの領域で運用されます。これには、軌道操作、惑星間旅行、恒星間旅行が含まれます

軌道

人工衛星は、まず従来の液体燃料／固体燃料ロケットによって目的の高度に打ち上げられ、その後、衛星は軌道維持のために搭載推進システムを使用する場合があります。目的の軌道に到達すると、地球、太陽、そして場合によっては何らかの天体に対して正しく指向するために、何らかの姿勢制御が必要になることがよくあります。[ 27 ]また、薄い大気による抵抗も受けるため、長期間にわたって軌道にとどまるためには、小さな修正を行うために何らかの推進力が時折必要になります（軌道維持）。[ 28 ]多くの衛星は、時折、ある軌道から別の軌道に移動する必要があり、これにも推進力が必要です。[ 29 ]衛星の耐用年数は通常、軌道調整能力が尽きると終了します。[ 30 ]

惑星間軌道

惑星間旅行では、宇宙船はエンジンを使って地球の軌道を離れることができる。太陽系の探査には、ロケットによる初期推進力、重力スリングショット、一元推進剤/二元推進剤姿勢制御推進システムで十分であるため、これは明示的には必要ない（ニューホライズンズを参照）。目的地までたどり着いたら、宇宙船は目的地へ向かわなければならない。現在の惑星間宇宙船は、一連の短期間の軌道調整によってこれを行っている。[ 31 ]これらの調整の合間に、宇宙船は通常、加速せずに軌道に沿って移動する。ある円軌道から別の円軌道へ移動するための最も燃料効率の良い方法は、ホーマン遷移軌道を使用することである。これは、宇宙船が太陽の周りのほぼ円軌道から開始するものである。運動方向への短時間の推力により、宇宙船は加速または減速され、前の軌道と目的地の軌道の両方に接する太陽の周りの楕円軌道になる。宇宙船は目的地に到達するまでこの楕円軌道に沿って自由落下し、そこで再び短時間の推力によって加速または減速され、目的地の軌道に合わせられます。[ 32 ]この最終的な軌道調整には、エアロブレーキングやエアロキャプチャなどの特殊な方法が使用されることがあります。[ 33 ]

太陽帆のアーティストによる概念図

太陽帆のような宇宙船の推進方法は、非常に小さいながらも無尽蔵の推力を提供する。[ 34 ]これらの方法を用いる惑星間宇宙船は、太陽からの距離を縮めるために常に運動方向と反対の方向に推力をかけるか、太陽からの距離を増やすために常に運動方向に沿って推力をかけるか、どちらかの、かなり異なる軌道を描くことになる。この概念は、日本のイカロス太陽帆宇宙船によって試験に成功している。[ 35 ]

星間

星間の距離は長いため、宇宙船を合理的な時間内に目的地に到着させるには、途方もない速度が必要です。打ち上げ時にそのような速度を獲得し、到着時にそれを失うことは、宇宙船設計者にとって依然として困難な課題です。[ 36 ]人間の寿命と比較して短期間の星間旅行が可能な宇宙船はまだ建造されていませんが、多くの仮説的な設計が議論されてきました

推進技術

宇宙船の推進技術には、化学推進、電気推進、原子力推進など、いくつかの種類があります。これらは、推進システムの物理的性質と推力の発生方法に基づいて区別されます。技術的成熟度に応じて、実験的または理論的な他の種類の推進技術も含まれます。さらに、本稿の出版時点では予見または検討されていなかった、信頼性が高く、かつ優れた宇宙空間における推進コンセプトが存在する可能性があり、将来のミッションへの応用に有益であることが示される可能性があります。[ 37 ]

ほぼすべてのタイプは反動エンジンであり、ニュートンの運動の第三法則に従って、反動質量を排出することで推力を生成します。[ 38 ] [ 39 ] [ 40 ]例としては、ジェットエンジン、ロケットエンジン、ポンプジェット、およびより珍しいバリエーションとして、ホール効果スラスタ、イオンドライブ、マスドライバー、および核パルス推進などがあります。[ 41 ]

化学推進

SpaceXのケストレルエンジンがテストされています

現在使用されているロケットエンジンの大部分は化学ロケットである。つまり、化学反応によって高温のガスを発生させ、これを膨張させて推力を発生させることにより、推力を発生させるために必要なエネルギーを得る。[ 42 ]これらの化学反応を起こすために、ヒドラジン、液体酸素、液体水素、亜酸化窒素、過酸化水素など、さまざまな推進剤の組み合わせが使用される。[ 43 ]これらは、一元推進剤としても二元推進剤としても使用できる。[ 44 ]

ロケットエンジンは、本質的に、宇宙船の推進に使用されるあらゆるエンジンの中で最も高い比出力と高い比推力を提供します。[ 25 ]ほとんどのロケットエンジンは内燃熱機関です（ただし、非燃焼形式も存在します）。[ 45 ]ロケットエンジンは一般に、固体、液体または気体の燃料を燃焼室内で酸化剤と燃焼させることで、高温の反応物質を高温ガスとして生成します。[ 46 ]次に、非常に高温のガスは、ロケットエンジンに特徴的な形状を与える高膨張比のベル型ノズルから排出されます。 [ 45 ]ノズルの効果は、物質を加速して熱エネルギーの大部分を運動エネルギーに変換することです。[ 45 ]ここで、排気速度は海面で音速の10倍に達することも珍しくありません。

グリーン化学推進

衛星の化学推進の主流は歴史的にヒドラジンでしたが、この燃料は毒性が高く、ヨーロッパ全域で禁止される危険性があります。[ 47 ]現在、ヒドラジンに代わる無毒の「グリーン」代替燃料が開発されています。亜酸化窒素ベースの代替燃料は注目を集め、政府の支援も得ており、[ 48 ] [ 49 ]開発は民間企業のDawn Aerospace、Impulse Space、 [ 50 ] 、Launcherによって主導されています。[ 51 ]宇宙で飛行した最初の亜酸化窒素ベースのシステムは、2021年にD-OrbitのION衛星キャリア（スペースタグ）に搭載され、6つのDawn Aerospace B20スラスタを使用してSpaceXのFalcon 9ロケットで打ち上げられました。[ 52 ] [ 53 ]

電気推進

NASAのディープ・スペース1宇宙船用2.3kW NSTARイオンスラスタ。ジェット推進研究所での高温燃焼試験中
NASAジェット推進研究所で稼働中の6kWホールスラスタ

反応物質を高速まで加速するために高温と流体力学に頼るのではなく、反応物質が通常イオンの流れである場合に、静電気力または電磁力を使用して反応物質を直接加速するさまざまな方法があります。

イオン推進ロケットは通常、磁性ボトル内のプラズマまたは荷電ガスを加熱し、磁性ノズルから放出するため、固体物質がプラズマに接触する必要がない。[ 54 ]このようなエンジンは電力を用いて原子をイオン化し、次に電圧勾配を作り出してイオンを高い排気速度まで加速する。[ 55 ]これらの推進装置では、最高排気速度において、エネルギー効率と推力はすべて排気速度に反比例する。排気速度が非常に高いため、膨大なエネルギーが必要となるため、実用的な動力源では推力は低く、燃料消費量もほとんどない。

電気推進は、その高い比推力のため、商用通信衛星のステーションキーピングや一部の科学宇宙ミッションの主推進に広く使用されています。 [ 56 ]しかし、一般的に推力値が非常に小さいため、ミッションに必要な総推力を供給するには長時間運転する必要があります。[ 5 ] [ 57 ] [ 58 ] [ 59 ]

電気推進のアイデアは1906年にロバート・ゴダードが個人のノートにその可能性について書いたときに遡ります。[ 60 ]コンスタンチン・ツィオルコフスキーは1911年にこのアイデアを発表しました。[ 61 ]

電気推進方式には以下のものがある: [ 62 ]

動力源

いくつかのミッション、特に太陽に比較的近い場所では、太陽エネルギーで十分であり、実際によく使用されていますが、太陽から遠く離れた場所やより高い出力が必要なミッションでは、原子力エネルギーが必要です。原子力から電力を得るエンジンは、原子力電気ロケットと呼ばれます。[ 64 ]

現在の原子力発電機は、太陽から地球までの距離では、供給されるエネルギー1ワットあたりの重量が太陽電池パネルの約半分です。化学発電機は利用可能な総エネルギーがはるかに少ないため使用されていません。[ 65 ] NASAとコロラド大学ボルダー校によると、宇宙船へのビーム電力は可能性があると考えられています。[ 66 ] [ 67 ]

化学、原子力、太陽光など、現在のあらゆる電力源では、生成可能な最大電力によって、生み出せる推力は小さな値に制限されます。発電は宇宙船に大きな質量を追加し、最終的には電源の重量が宇宙船の性能を制限します。[ 68 ]

核推進

電磁推進核融合プラズマスラスタの3Dスケッチ

核燃料は一般に非常に高い比エネルギーを有し、化学燃料よりもはるかに高いため、単位質量あたりで大きなエネルギーを生成できます。そのため、核燃料は高い比推力（時には高推力）を実現できるため、宇宙飛行において非常に貴重です。これを実現する機構は複雑ですが、研究によって推進システムへの利用方法が開発されており、一部は実験室で試験されています。[ 69 ]

ここでの原子力推進とは、原子力電気ロケットではなく、推進力の源が原子力であることを指します。原子力電気ロケットでは、原子炉が（太陽電池パネルの代わりに）他のタイプの電気推進に電力を提供します。

原子力推進方式には以下のものがあります。

内部反作用質量のない場の推進

反応質量をほとんど、あるいは全く必要としない宇宙推進システムには、いくつか種類があります。磁場推進とは、搭載された反応質量の持続的な排出や固体化学燃料への依存ではなく、外部磁場または周囲の媒体との相互作用によって推力が発生する推進システムを指します。

太陽帆と磁気帆

NASAによる太陽帆の研究。帆の幅は500メートルになる予定。

ソーラーセイルのコンセプトは電磁エネルギーからの放射圧に依存していますが、効果的に機能するためには大きな集光面が必要です。[ 70 ] Eセイルは、電荷を保持する非常に細くて軽量なワイヤを使用して粒子を偏向させることを提案しており、これにより方向性をより制御できるようになります。

磁気セイルは磁場を使って太陽風から荷電粒子を偏向させ、宇宙船に運動量を与える。 [ 71 ]例えば、いわゆるマグセイルは、太陽風の加減速と星間物質での減速のために提案された大型の超伝導ループである。[ 72 ]その変種として、ミニ磁気圏プラズマ推進システム[ 73 ]とその後継の磁気プラズマセイル[ 74 ]があり、これらは低速でプラズマを注入して磁場を強化し、プラズマ風中の荷電粒子をより効果的に偏向させる。

日本は2010年5月にソーラーセイル動力宇宙船IKAROSを打ち上げ、推進と誘導の実証に成功した（現在も運用中）。ソーラーセイルコンセプトのさらなる実証として、NanoSail-Dは地球を周回した初のソーラーセイル動力衛星となった。[ 75 ] 2017年8月現在、NASAはサンジャマーソーラーセイルプロジェクトが将来の宇宙セイルプロジェクトのための教訓を得て2014年に終了したことを確認した。[ 76 ]英国のCubesailプログラムは、低地球軌道でソーラーセイルを実証する初のミッションであり、ソーラーセイルの完全な3軸姿勢制御を実証する初のミッションとなる。[ 77 ]

その他

重力スリングショットの概念は、反作用質量を犠牲にすることなく宇宙探査機を他の目的地まで運ぶための推進力の一種である。他の天体の重力エネルギーを利用することで、宇宙船は運動エネルギーを得ることができる。 [ 78 ]しかし、ロケットをオーベルト効果によって使用すれば、重力アシストからより多くのエネルギーを得ることができる。

テザー推進システムは、引張強度の高い長いケーブルを使用して、惑星の磁場との相互作用や他の物体との運動量交換などによって宇宙船の軌道を変更します。[ 79 ]

ビーム駆動推進は反作用質量を必要としない別の推進方法であり、レーザー、マイクロ波、粒子ビームによって推進される帆が含まれる。[ 80 ]

その他の推進力

多くの宇宙船は、宇宙空間での姿勢制御にリアクションホイールまたは制御モーメントジャイロスコープを使用しています。 [ 81 ]衛星やその他の宇宙船は角運動量保存の法則に従い、物体の角速度の正味の変化を制限します。したがって、反作用質量を消費せずに相対的な姿勢を変えるには、船体の別の部分が反対方向に回転する場合があります。主に重力と大気による非保存的な外力は、角運動量に1日あたり最大数度寄与する可能性があるため、[ 82 ]このようなシステムは、時間の経過とともに蓄積された不要な回転エネルギーを「放出」するように設計されています

高度な推進技術

先進的、場合によっては理論的な推進技術は、化学物理学または非化学物理学を利用して推力を生み出すが、一般的に技術的成熟度が低く、克服されていない課題があると考えられている。[ 83 ]有人探査とロボット探査のいずれにおいても、太陽系を横断することは時間と距離との闘いである。最も遠い惑星は太陽から45億～60億キロメートル離れており、妥当な時間内に到達するには、従来の化学ロケットよりもはるかに高性能な推進システムが必要となる。柔軟な打ち上げ日程で太陽系内を迅速に探査することは困難であり、今日の最新技術を超えた推進システムが必要となる。より効率的な宇宙推進技術が開発され実用化されない限り、地球を越えて月、火星、地球近傍天体などの目的地への持続的な有人探査をサポートするために必要な物流、ひいてはシステム全体の質量は困難なものとなる。[ 84 ] [ 85 ]

宇宙の特性、特に慣性系と真空状態 に関するより深い理解を必要とする、様々な仮説的な推進技術が検討されてきました。これらの方法は非常に推測的なもので、以下のようなものがあります。

NASAのブレークスルー推進物理学プログラムの評価では、このような提案を推進目的に実行不可能なもの、可能性が不確かなもの、そして現在の理論によれば不可能ではないものに分類しています。[ 86 ]

方法表

以下は、より一般的で実績のある技術と、それに続く、より推測的な手法の概要です。4つの数値が示されています。1つ目は有効排気速度、つまり推進剤が機体から排出される際の等価速度です。これは必ずしも推進方式の最も重要な特性ではありません。推力や消費電力、その他の要因が重要になる場合があります。しかしながら、

  • デルタVが排気速度よりもはるかに大きい場合、膨大な量の燃料が必要になります（上記の計算のセクションを参照）。
  • それがデルタ v よりもはるかに大きい場合、比例して多くのエネルギーが必要になります。太陽エネルギーのように電力が限られている場合、移動には比例して長い時間がかかります。

2番目と3番目は、その方法における典型的な推力量と典型的な燃焼時間です。重力ポテンシャル外では、物体が重力の影響をあまり受けない場合、長期間にわたって少量の推力を加えると、短期間で大量の推力を加えた場合と同じ効果が得られます。4番目は、段階的噴射を行わずにその技術で得られる最大デルタVです。ロケットのような推進システムの場合、これは質量分率と排気速度の関数です。ロケットのようなシステムの質量分率は通常、推進システムの重量とタンク重量によって制限されます。システムがこの制限を達成するには、ペイロードが機体のごくわずかな割合でなければならない場合があり、そのため、一部のシステムでは実際の制限ははるかに低くなる可能性があります。

推進方法
方法 有効排気速度（km/s） 推力（N） 発射時間 最大デルタV（km/s） 技術準備レベル
固体燃料ロケット2.5未満10 7未満分79：飛行実証済み
ハイブリッドロケット<4分>3 9：飛行実証済み
一液性推進剤ロケット1～3 [ 87 ]0.1～400 [ 87 ]ミリ秒～分39：飛行実証済み
液体燃料ロケット<4.410 7未満分99：飛行実証済み
静電イオンスラスタ15～210 [ 88 ]数ヶ月～数年100以上 9：飛行実証済み
ホール効果スラスタ（HET）最大50 [ 89 ]数ヶ月～数年100以上 9 : 飛行実証済み[ 90 ]
レジストジェットロケット2～610 -2 -10分？ 8：飛行資格[ 91 ]
アークジェットロケット4～1610 -2 -10分？ 8：飛行資格取得
電界放出電気推進（FEEP）100 [ 92 ] –13010 −6 –10 −3 [ 92 ]数ヶ月～数年？ 8 : 飛行資格[ 92 ]
パルスプラズマスラスタ（PPT）200.180～400日？ 7：プロトタイプが宇宙で実証
デュアルモード推進ロケット1～4.70.1～10 7ミリ秒～分3～ 7：プロトタイプが宇宙で実証
ソーラーセイル299,792.458 ,光速1  AUで9.08/km 2 0.1 AUで908/km 2 4 lyで10 −10 /km 2無期限 40以上
  • 9：軽圧姿勢制御飛行実証済み
  • 6: モデル、196 m 2 1.12 mN 400 m/s デルタv 惑星間空間で実証[ 93 ]
三液推進剤ロケット2.5～5.30.1～10 7分96：地上実証されたプロトタイプ[ 94 ]
磁気プラズマ動力スラスタ（MPD）20～100100週間？ 6：モデル、宇宙で1kWを実証[ 95 ]
核熱ロケット9 [ 96 ]10 7 [ 96 ]議事録[ 96 ]20以上 6：地上実証されたプロトタイプ
推進マスドライバー0～3010 4～10 8ヶ月？ 6：モデル、地上で32MJを実証
テザー推進該当なし1 ～10 12分7 6：モデル、宇宙で実証された31.7km [ 97 ]
空気増強ロケット5～60.1～10 7秒～分7以上？ 6 : 地上で実証されたプロトタイプ[ 98 ] [ 99 ]
液体空気サイクルエンジン4.510 3 – 10 7秒～分？ 6：地上実証されたプロトタイプ
パルス誘導スラスタ（PIT）10～80 [ 100 ]20ヶ月？ 5：真空中で検証された部品[ 100 ]
可変比推力磁気プラズマロケット（VASIMR）10～30040～1,200日～月100以上 5：コンポーネント、200kW、真空中で検証済み
磁場振動増幅スラスタ（MOA）10～390 [ 101 ]0.1～1日～月100以上 5：真空中で検証されたコンポーネント
太陽熱ロケット7～121～100週間20以上 4：コンポーネントはラボで検証済み[ 102 ]
放射性同位元素ロケット/蒸気スラスタ7～81.3～1.5ヶ月？ 4：ラボで検証されたコンポーネント
原子力電気ロケット使用される電気推進方式 4：コンポーネント、400kW、実験室で検証済み
オリオン計画（近い将来の核パルス推進）20～10010 9 –10 12日30～60 3：検証済み、900kgの概念実証[ 103 ] [ 104 ]
宇宙エレベーター該当なし該当なし無期限12以上 3：検証済み概念実証
反応エンジンSABRE [ 105 ]30/4.50.1～10 7分9.43：検証済み概念実証
電動セイル145～750、太陽風？無期限40以上 3：検証済み概念実証
太陽風のマグセイル該当なし644 [ 106 ] [ a ]無期限250～750 3：検証済み概念実証
太陽風中の磁気プラズマセイル[ 108 ]278700数ヶ月～数年250～750 4：コンポーネントはラボで検証済み[ 109 ]
星間物質のマグセイル[ 107 ]該当なし当初88,000 数十年 15,000 3：検証済み概念実証
ビーム駆動/レーザービーム駆動による推進方式として 3 : 検証済み、71 mの概念実証
発射ループ/軌道リング該当なし10 4分11～30 2：技術コンセプトの策定
核パルス推進（ダイダロス計画の推進）20～1,00010 9 –10 12歳15,000 2：技術コンセプト策定
ガスコア炉ロケット10～2010 3～ 10 6？？ 2：技術コンセプト策定
核塩水ロケット10010 3 – 10 730分？ 2：技術コンセプト策定
核分裂帆？？？？ 2：技術コンセプト策定
核分裂片ロケット15,000？？？ 2：技術コンセプト策定
原子力光子ロケット/光子ロケット299,792.458 ,光速10 −5 –1数年～数十年？ 2：技術コンセプト策定
核融合ロケット100～1000？？？ 2：技術コンセプト策定
反物質触媒核パルス推進200～4,000？数日～数週間？ 2：技術コンセプト策定
反物質ロケット10,000～100,000？？？ 2：技術コンセプト策定
バサード・ラムジェット2.2～20,000？無期限30,000 2：技術コンセプト策定
方法 有効排気速度（km/s） 推力（N） 発射時間 最大デルタV（km/s） 技術準備レベル

表の注記

  1. ^補正係数3.1で割った値。 [ 107 ]

惑星および大気の推進

ビーム駆動推進システムのサブセットであるライトクラフトの概念実証テストの成功

打ち上げ支援機構

軌道投入コストを大幅に削減する可能性のある打ち上げ支援機構については、多くのアイデアが提案されています。ロケット以外の宇宙打ち上げ支援機構として提案されているものには、以下のものがあります。 [ 110 ] [ 111 ]

空気呼吸エンジン

研究によると、ラムジェットやターボジェットといっ​​た従来の空気吸入式エンジンは、基本的に重すぎる（推力重量比が低すぎる）ため、打ち上げ機に搭載しても大幅な性能向上は見込めない。しかしながら、打ち上げ機は、そのような推進システムを採用している別のロケット（例：B-29、ペガサスロケット、ホワイトナイト）から空中発射することができる。また、発射レールに搭載されたジェットエンジンも同様に使用できる。

一方、上昇中の空気を利用する非常に軽量または非常に高速なエンジンも提案されています。

  • SABRE – 予冷器付き軽量水素燃料ターボジェット[ 105 ]
  • ATREX – 予冷器付き軽量水素燃料ターボジェット[ 112 ]
  • 液体空気サイクルエンジン- ロケットエンジンで燃焼させる前に空気を液化する水素燃料ジェットエンジン
  • スクラムジェット– 超音速燃焼を利用するジェットエンジン
  • スクラムジェット– スクラムジェット エンジンに似ていますが、航空機の燃焼室内で発生する衝撃波を利用して全体的な効率を高めます。

通常のロケット打ち上げ機は、ほぼ垂直に飛行し、高度数十キロメートルで横転してから軌道に向けて横向きに燃焼します。この最初の垂直上昇は推進剤を無駄にしますが、空気抵抗を大幅に低減するため最適な方法です。一方、エアブリージングエンジンは推進剤をはるかに効率的に燃焼させるため、より平坦な打ち上げ軌道が可能になります。ロケットは通常、大気圏を離脱するまでは地表に対してほぼ接線方向に飛行し、その後、最終的なデルタVを軌道速度に繋ぐためにロケット燃焼を行います。

すでに超低軌道にある宇宙船の場合、空気呼吸式電気推進は上層大気の残留ガスを推進剤として利用できる。空気呼吸式電気推進は、地球、火星、金星において、新たな種類の長期低軌道ミッションの実現を可能にする可能性がある。[ 113 ] [ 114 ]

惑星への到着と着陸

火星探査機パスファインダーのエアバッグシステムのテストバージョン

宇宙船が目的の惑星の周回軌道に入るとき、または着陸するときは、速度を調整する必要がある。[ 115 ]これは、上記のいずれかの方法（十分な推力を生成できる場合）を使用して行うことができるが、惑星の大気や表面を利用できる方法もある。

  • エアロブレーキングとは、宇宙船が軌道の低地点で大気圏に繰り返し接触することで、楕円軌道の高地点を下げることを可能にする技術である[ 116 ]。楕円軌道に入るのに必要なデルタVは低円軌道に入るのに比べてはるかに小さいため、エアロブレーキングによってかなりの量の燃料を節約できる。エアロブレーキングは多数の軌道を周回する過程で行われるため、加熱は比較的小さく、耐熱シールドは不要である。このエアロブレーキングは、マーズ・グローバル・サーベイヤー、2001マーズ・オデッセイ、マーズ・リコネッサンス・オービターなどのいくつかの火星探査ミッション、そして少なくとも1つの金星探査ミッションであるマゼランで実施されている。
  • エアロキャプチャーははるかに積極的な操作で、1回の通過で進入する双曲線軌道を楕円軌道に変換する。この操作は大気圏を1回通過する必要があり、エアロブレーキングとは異なり大気圏を事前に確認できないため、耐熱シールドとより制御された航法が必要となる。軌道上にとどまることが目的であれば、エアロキャプチャー後に少なくとももう1回の推進操作が必要である。そうしないと、結果として得られる軌道の最低点が大気圏に残り、最終的に再突入することになる。エアロキャプチャーは惑星探査ミッションではまだ試されていないが、ゾンド6号とゾンド7号による月帰還時の再突入スキップはエアロキャプチャ操作であった。なぜなら、これらのミッションでは双曲線軌道を楕円軌道に変換したからである。これらのミッションでは、エアロキャプチャー後に近地点を上げる試みが行われなかったため、結果として得られる軌道は依然として大気圏と交差し、次の近地点で再突入が起こった。
  • バルートは膨張式の牽引装置である。[ 117 ]
  • パラシュートは、通常は熱シールドを使用して大気が速度の大部分を除去した後、大気のある惑星または衛星に探査機を着陸させることができます。
  • エアバッグは最終的な着陸を和らげることができます。
  • リソブレーキング、つまり表面に衝突して停止する行為は、通常は事故によって起こります。しかし、探査機が生き残ることが期待される場合、意図的に行われることもあります（例えば、ディープインパクト探査機）。その場合、非常に頑丈な探査機が必要となります。

研究

技術開発は、推力レベル、比推力、出力、比質量（または比出力）、体積、システム質量、システムの複雑さ、運用の複雑さ、他の宇宙船システムとの共通性、製造可能性、耐久性、およびコストを改善する技術的ソリューションをもたらします。これらの種類の改善は、移動時間の短縮、ペイロード質量の増加、宇宙船の安全性の向上、およびコストの削減をもたらします。場合によっては、この技術分野における技術開発は、宇宙探査に革命をもたらす、ミッションを可能にするブレークスルーをもたらすでしょう。すべてのミッションまたはミッションタイプに利益をもたらす単一の推進技術は存在しません。宇宙推進の要件は、意図された用途によって大きく異なります。[ 5 ] [ 4 ]

コスト、質量、移動時間を削減することで、短期および中期科学ミッションの実現に寄与することを目的とした主要推進技術の開発に注力している機関の一つが、グレン研究センター（GRC）です。GRCは、イオンスラスタやホールスラスタなどの電気推進アーキテクチャに特に関心を持っています。あるシステムでは、推進エネルギーとして自然発生する恒星光を利用する無推進剤推進方式であるソーラーセイルとホールスラスタを組み合わせています。開発中のその他の推進技術には、先進化学推進やエアロキャプチャなどがあります。[ 4 ] [ 118 ] [ 119 ]

持続可能な推進に関連する特許ファミリー公開に関して最も重要な分野は電気推進である。

太陽電池や再生可能エネルギーを動力源とする電気推進システムなどの持続可能な推進技術は、より効率的なエネルギー源と有害物質の排出削減を目指しつつ、宇宙旅行のソリューションを提供する可能性から注目を集めている。しかしながら、これらの技術は推力と拡張性の点で限界がある可能性がある。[ 120 ]

2023年、ボーイングとエアバスは、宇宙用途における持続可能推進技術の特許公開件数において、主要な研究企業となっているが、主に水素/燃料電池と持続可能燃料に焦点を当てている。特許公開件数において最も重要な分野は電気推進である。電気推進システムに関する特許公開件数は、2000年のわずか70件から2023年には293件に増加しており、主要な発明者は中国である。[ 120 ]

技術の定義

「ミッションプル」という用語は、計画されたNASAのミッション要件を満たすために必要な技術または性能特性を定義します。技術とミッション（例えば、代替推進システム）の間のその他の関係は、「テクノロジープッシュ」に分類されます。また、宇宙実証とは、特定の技術または重要な技術サブシステムの縮小版の宇宙飛行を指します。一方、宇宙検証は、将来のミッション実施のための資格認定飛行として機能します。検証飛行が成功すれば、特定の技術を科学または探査ミッションに採用する前に、追加の宇宙試験は必要ありません。[ 5 ]

テスト

宇宙船の推進システムは、多くの場合、まず地球の大気圏内で静的に試験されますが、多くのシステムでは完全な試験を行うために真空チャンバーが必要です。[ 121 ]ロケットは通常、安全上の理由から居住地やその他の建物から十分離れたロケットエンジン試験施設で試験されます。イオン推進システムは危険性がはるかに低く、安全性もそれほど厳しくないため、通常は中程度の大きさの真空チャンバーで十分です。エンジンの静的点火は地上試験施設で行われ、地上では十分に試験できず、打ち上げが必要となるシステムは、射場で使用される場合があります。

フィクションにおいて

ワープドライブ設計のアーティストによる構想

SFでは、宇宙船は様々な移動手段を用いて移動します。その中には科学的に妥当なもの（ソーラーセイルやラムジェットなど）もあれば、ほとんどあるいは完全に架空のもの（反重力、ワープドライブ、スピンディジー、ハイパースペース旅行など）もあります。[ 122 ]：8、69～77 [ 123 ]：142

さらに読む

関連項目

参考文献

  1. ^ 「基礎技術研究所における電気推進研究」 2011年8月16日。2011年8月16日時点のオリジナルよりアーカイブ
  2. ^マイヤー、マイク（2012年4月）「宇宙推進システムのロードマップ」（PDF）nasa.gov、p.9。2022年10月9日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。 2021年2月1日閲覧。
  3. ^ a bメイソン、リー・S.「核分裂表面発電開発開始への実践的アプローチ」原子力発電所の進歩に関する国際会議（ICAPP'06）議事録、アメリカ原子力協会、イリノイ州ラグランジパーク、2006b、論文。第6297巻。2006年。
  4. ^ a b c d e Leone, Dan (2013年5月20日). 「NASA​​、太陽電気推進の緩やかな着実な推進に期待」 . Space News . SpaceNews, Inc. 2013年7月20日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2021年2月1日閲覧。
  5. ^ a b c d eマイヤー 2012、5ページ。
  6. ^ a bベンソン、トム. 「ガイド付きツアー：ロケット初心者ガイド」 . NASA. 2013年8月14日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年8月2日閲覧。
  7. ^ Zobel, Edward A. (2006). 「入門運動量方程式の要約」 . Zona Land. 2007年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年8月2日閲覧。
  8. ^アンダーソン、デビッド・J.、ペンシル、エリック、ピーターソン、トッド、ダンカニッチ、ジョン、ムンク、ミシェル・M.、NASAグレン研究センター、グレイ・リサーチ社、NASAラングレー研究センター。「NASA​​の将来の科学探査ミッションのための宇宙推進技術製品」（PDF）。IEEEAC論文番号1114。2024年8月3日閲覧。
  9. ^ 「セクション4.4 - 軌道の種類と軌道操作」 . Astronomical Returns . 2025年7月7日閲覧。
  10. ^ 「軌道操作」 . t-neumann.github.io . 2019年9月8日. 2025年7月7日閲覧。
  11. ^ 「脱出速度｜定義、公式、地球、月、そして事実」ブリタニカ百科事典、2024年2月23日。 2024年4月20日閲覧。
  12. ^ 「光速へのジャンプは真の殺人者」サイエンティフィック・アメリカン。 2024年4月20日閲覧。
  13. ^ Wolfe, JW; Rummel, JD (1992). 「微小重力の長期的影響と可能な対策」. Advances in Space Research . 12 (1): 281– 284. Bibcode : 1992AdSpR..12a.281W . doi : 10.1016/0273-1177(92)90296-a . ISSN 0273-1177 . PMID 11536970 .  
  14. ^ Krittanawong, C.; Singh, NK; Scheuring, RA; Urquieta, E.; Bershad, EM; MacAulay, TR; Kaplin, S.; Dunn, C.; Kry, SF; Russomano, T.; Shepanek, M.; Stowe, RP; Kirkpatrick, AW; Broderick, TJ; Sibonga, JD; Lee, AG; Crucian, BE (2022年12月22日). 「宇宙旅行中の人間の健康：最新技術レビュー」 . Cells . 12 (1): 40. Bibcode : 2022Cells..12...40K . doi : 10.3390/cells12010040 . PMC 9818606 . PMID 36611835。  
  15. ^ Turner, Martin JL (2009). Rocket and Spacecraft Propulsion: Principles, Practice and New Developments . Springer-Praxis Books in Astronautical Engineering (第3版). Chichester, UK: Praxis. ISBN 978-3-540-69202-7。
  16. ^ツィオルコフスキー、K.著作集（PDF）。第2巻。反応型飛行機械。ソ連科学アカデミー - NASA経由
  17. ^ 「Momentum」 .ブリタニカ百科事典. 2026年1月9日. 2026年1月23日閲覧。
  18. ^ a bウェーバー、ブライアン. 「Impulsive Maneuvers」 .軌道力学と天体力学. 2024年5月18日閲覧。
  19. ^ 「解説者に聞く：ロケット打ち上げにはどれくらいの力がかかるのか？」国立航空宇宙博物館。2014年1月14日。 2024年9月7日閲覧。
  20. ^ Leishman, J. Gordon (2023年1月). 「航空宇宙飛行体入門」 . エンブリー・リドル航空大学. 2024年9月7日閲覧。燃焼室と出口ノズルの形状と長さは、ロケットエンジンにとって不可欠な設計パラメータです。燃焼室は、高温のガスがノズルに入る前に推進剤が完全に燃焼するのに十分な長さでなければならず、これにより効率的な燃焼が確保され、推力出力が最大化されます。
  21. ^ 「キセノンイオン推進システム（XIPS）スラスタ」（PDF）L3テクノロジーズ2018年4月17日時点のオリジナル（PDF）からアーカイブ。2019年3月16日閲覧。
  22. ^ 「化学二液推進スラスタファミリー」（PDF）アリアネグループ。2019年3月16日閲覧。
  23. ^ 「Specific Impulse」 NASA 2024年5月18日閲覧。
  24. ^ 「第3章：重力と力学」 NASAサイエンス、2023年7月20日。 2024年4月19日閲覧。
  25. ^ a b c「III.4.2.1: ロケットと打ち上げ用ロケット」(PDF)連邦航空局. 2024年5月18日閲覧。
  26. ^ Boyle, Alan (2017年6月29日). 「MSNWのプラズマスラスターは、宇宙推進に関する公聴会で議会を沸かせるかもしれない」 . GeekWire . 2021年8月15日閲覧。
  27. ^ Hess, M.; Martin, KK; Rachul, LJ (2002年2月7日). 「スラスタがEO-1衛星を宇宙で初めて正確に誘導」 NASA. 2007年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月30日閲覧。
  28. ^ Phillips, Tony (2000年5月30日). 「Solar S'Mores」 . NASA. 2000年6月19日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月30日閲覧。
  29. ^ Olsen, Carrie (1995年9月21日). 「ホーマン転移と飛行機の変化」 NASA. 2007年7月15日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月30日閲覧。
  30. ^ 「衛星通信 - 軌道、信号、中継 | ブリタニカ」www.britannica.com . 2024年4月20日閲覧。
  31. ^スタッフ (2007年4月24日). 「惑星間航行」 . 2001年火星オデッセイ. NASA. 2007年8月2日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月30日閲覧。
  32. ^ Doody, Dave (2002年2月7日). 「第4章 惑星間軌道」 .宇宙飛行の基礎. NASA JPL. 2007年7月17日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月30日閲覧。
  33. ^ Hoffman, S. (1984年8月20～22日). 「惑星間ミッションにおけるエアロブレーキングとエアロキャプチャーの車両の比較」 . AIAA and AAS, Astrodynamics Conference . シアトル, ワシントン州: アメリカ航空宇宙学会. 2007年9月27日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月31日閲覧。
  34. ^ Anonymous (2007). 「コスモス1号と太陽帆に関する基本的事実」惑星協会. 2007年7月3日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年7月26日閲覧。
  35. ^ Malik, Tariq (2010年7月13日). 「日本のソーラーセイル、太陽光の航行に成功」 . NBCニュース. 2024年9月27日閲覧。
  36. ^ラールズ、チャック（2005年12月7日）「星間宇宙飛行：それは可能か？」 Physorg.com 。 2007年7月31日閲覧。
  37. ^マイヤー 2012、10ページ。
  38. ^ 「AMTハンドブック」（PDF）www.faa.gov . 2024年4月20日閲覧。
  39. ^ 「ロケットの原理」 NASA . 2024年4月20日閲覧。
  40. ^この運動の法則は、一般的には次のように言い換えられます。「あらゆる作用力に対して、それと等しいが反対の反作用力が存在する。」
  41. ^ 「第11章：搭載システム – NASAサイエンス」science.nasa.gov . 2023年7月20日. 2024年4月19日閲覧。
  42. ^ 「第14章：打ち上げ – NASAサイエンス」science.nasa.gov . 2023年7月20日. 2024年4月19日閲覧。
  43. ^ 「4.0 宇宙推進 – NASA」 。 2024年4月25日閲覧。
  44. ^ 「4.0 宇宙推進 – NASA」 。 2024年4月20日閲覧。
  45. ^ a b c Leishman, J. Gordon (2023-01-01).航空宇宙飛行体入門 - ロケットエンジン. エンブリー・リドル航空大学.
  46. ^ 「ロケット推進」 NASA . 2024年4月21日閲覧。
  47. ^ Pultarova, Tereza (2017年10月25日). 「ヒドラジン禁止は欧州の宇宙産業に数十億ドルの損害をもたらす可能性がある」 . SpaceNews . 2022年8月19日閲覧。
  48. ^ Urban, Viktoria (2022年7月15日). 「Dawn Aerospace、EUからグリーン推進技術に140万ユーロの助成金を受ける」 . SpaceWatch.Global . 2022年8月19日閲覧。
  49. ^ 「国際研究プロジェクト」ニュージーランド：ビジネス・イノベーション・雇用省。2022年8月19日閲覧。
  50. ^ Berger, Eric (2022年7月19日). 「2社がSpaceXに火星探査レース参加、2024年に打ち上げの可能性も」 Ars Technica . 2022年8月19日閲覧。
  51. ^ Foust, Jeff (2021年6月15日). 「軌道遷移車両を開発するためのランチャー」 . SpaceNews . 2022年8月19日閲覧。
  52. ^ Arocho, Collin (2021年5月6日). 「Dawn Aerospace、B20スラスターの宇宙実証に成功」 . Bits&Chips . 2022年8月19日閲覧。
  53. ^ 「Dawn B20スラスタ、宇宙で実証」 Dawn Aerospace. 2021年5月4日. 2022年8月19日閲覧。
  54. ^ 「NASA​​ Facts – イオン推進」(PDF) . NASA . 2024年5月18日閲覧。
  55. ^ 「イオン推進」 NASAサイエンス誌、2018年10月23日。 2024年4月25日閲覧。
  56. ^ Stine, G. Harry (2017年8月3日). 「第7章 電気ロケット ― 太陽系への扉を開く」. Space Power . 2024年4月28日閲覧– National Space Society経由.
  57. ^ Tomsik, Thomas M. (2000).極低温推進剤の高密度化技術における最近の進歩と応用(PDF) (レポート). NASA. TM 209941. 2014年11月29日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。
  58. ^ Oleson, S.; Sankovic, J. (2000). 「将来の宇宙輸送のための先進ホール電気推進」 .宇宙船推進. 465 : 717. Bibcode : 2000ESASP.465..717O .
  59. ^ Dunning, John W.; Scott, Benson; Steven, Oleson (2001). NASAの電気推進プログラム. 第27回国際電気推進会議. カリフォルニア州パサデナ. IEPC-01-002.
  60. ^ Choueiri, Edgar Y. (2004). 「電気推進の批判的歴史：最初の50年間（1906–1956）」 . Journal of Propulsion and Power . 20 (2): 193– 203. CiteSeerX 10.1.1.573.8519 . doi : 10.2514/1.9245 . 2019年4月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2016年10月18日閲覧。 
  61. ^ Choueiri, Edgar (2004-06-26). 「電気推進の批判的歴史：最初の50年間（1906–1956）」 .第40回AIAA/ASME/SAE/ASEE合同推進会議・展示会. バージニア州レストン：アメリカ航空宇宙学会. doi : 10.2514/6.2004-3334 . ISBN 978-1-62410-037-6。
  62. ^ 「4.0 宇宙推進」 NASA 2024年4月28日閲覧。
  63. ^ 「ディープ・スペース1：先進技術：太陽電気推進に関するFAQ」ジェット・ポピュレーション・ラボ. 2024年4月28日閲覧。
  64. ^ 「宇宙核推進」 NASA . 2024年4月28日閲覧。
  65. ^ Luckenbaugh, Josh (2023年7月31日). 「政府と産業界が原子力・太陽光発電宇宙エンジンの検討を開始」 . National Defense Magazine . 2024年4月28日閲覧。
  66. ^ 「無人航空機向けビームレーザー電力」（PDF） NASA 2021年2024年4月24日閲覧。
  67. ^ Beam Propulsion, Chuck (2007年11月28日). 「Beam Propulsion」(PDF) .コロラド大学ボルダー校. 2024年4月24日閲覧。
  68. ^ 「3.0 Power」 NASA . 2024年4月28日閲覧。
  69. ^ 「核熱推進：深宇宙探査における画期的な技術 – NASA」 2018年5月25日. 2024年4月25日閲覧。
  70. ^ 「NASA​​が支援するソーラーセイルは科学を新たな高みへ導く可能性がある – NASA」 。 2024年4月28日閲覧。
  71. ^ Djojodihardjo, Harijono (2018年11月). 「宇宙旅行のための太陽磁気帆走構成のレビュー」 .宇宙科学技術の進歩. 1 (2): 207– 219. Bibcode : 2018AAnST...1..207D . doi : 10.1007/s42423-018-0022-4 . ISSN 2524-5252 . 
  72. ^ズブリン, ロバート・M.; アンドリュース, ダナ・G. (1991年3月). 「磁気帆と惑星間旅行」 .宇宙船とロケットジャーナル. 28 (2): 197– 203. Bibcode : 1991JSpRo..28..197Z . doi : 10.2514/3.26230 . ISSN 0022-4650 . 
  73. ^ Winglee, RM; Slough, J.; Ziemba, T.; Goodson, A. (2000年9月). 「ミニ磁気圏プラズマ推進：太陽風エネルギーを利用した宇宙船推進」 . Journal of Geophysical Research: Space Physics . 105 (A9): 21067– 21077. Bibcode : 2000JGR...10521067W . doi : 10.1029/1999JA000334 . ISSN 0148-0227 . 
  74. ^船木一光;あさひ、りゅうすけ。藤田和久；山川 洋小川 裕之;大津 弘隆野中 聡;沢井秀次郎；国仲 仁 (2003-06-23)。「磁気プラズマ帆の推力発生機構」第 34 回 AIAA プラズマダイナミクスおよびレーザー会議。アメリカ航空宇宙研究所。土井：10.2514/6.2003-4292。ISBN 978-1-62410-096-3。
  75. ^ハーボー、ジェニファー（2016年9月19日）「ソーラーセイルデモンストレーター」 NASA 。 2020年9月28日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年9月11日閲覧
  76. ^ “Solar Sail Demonstrator” . 2016年9月19日. 2020年11月1日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2020年5月28日閲覧。
  77. ^ 「Space Vehicle Control」 .サリー大学. 2016年5月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。2015年8月8日閲覧。
  78. ^ Dykla, JJ; Cacioppo, R.; Gangopadhyaya, A. (2004). 「重力スリングショット」 . American Journal of Physics . 72 (5): 619–000 . Bibcode : 2004AmJPh..72..619D . doi : 10.1119/1.1621032 .
  79. ^ Drachlis, Dave (2002年10月24日). 「NASA​​、宇宙推進技術の革新を求めて産業界と学界に呼びかけ」 NASA. 2007年12月6日時点のオリジナルよりアーカイブ。 2007年7月26日閲覧。
  80. ^ 「画期的な宇宙探査のためのペレットビーム推進 - NASA」 2023年1月9日。 2024年4月24日閲覧。
  81. ^ Tsiotras, P.; Shen, H.; Hall, CD (2001). 「エネルギー／モーメンタムホイールによる衛星姿勢制御と電力追跡」(PDF) . Journal of Guidance, Control, and Dynamics . 43 (1): 23– 34. Bibcode : 2001JGCD...24...23T . CiteSeerX 10.1.1.486.3386 . doi : 10.2514/2.4705 . ISSN 0731-5090 . 2017年10月26日時点のオリジナル(PDF)からのアーカイブ。2017年10月25日閲覧。  
  82. ^キング＝ヒール、デズモンド（1987年）「大気圏内の衛星軌道：理論と応用」シュプリンガー、p.6、ISBN 978-0-216-92252-5。
  83. ^マイヤー 2012、20ページ
  84. ^マイヤー 2012、6ページ。
  85. ^ Huntsberger, Terry; Rodriguez, Guillermo; Schenker, Paul S. (2000). 「ロボットと有人火星探査におけるロボティクスの課題」Robotics 2000. pp.  340– 346. CiteSeerX 10.1.1.83.3242 . doi : 10.1061/40476(299)45 . ISBN  978-0-7844-0476-8。
  86. ^ミリス、マーク（2005年6月3～5日）「潜在的な推進力のブレークスルーの評価」（PDF）『宇宙力学と応用の新たな潮流II』プリンストン、ニュージャージー州
  87. ^ a b「化学モノプロペラントスラスタファミリー」（PDF）アリアネグループ。2019年3月16日閲覧。
  88. ^ 「ESAポータル – ESAとANUが宇宙推進技術で画期的な進歩を遂げる」欧州連合、2006年1月18日。
  89. ^ 「ホールスラスタの概要」 。 2020年5月23日時点のオリジナルよりアーカイブ。2020年5月29日閲覧。
  90. ^ホール効果スラスタは、ロシアおよびそれ以前のソビエト圏の衛星で数十年にわたって使用されてきた。
  91. ^超小型衛星用キセノン抵抗ジェット推進システム（サリー宇宙センター、サリー大学、ギルフォード、サリー）
  92. ^ a b c「Alta - 宇宙推進、システムおよびサービス - 電界放出電気推進」 。2011年7月7日時点のオリジナルよりアーカイブ。
  93. ^ 「今日のIKAROS(8/29) – 日報 – 2013年8月29日」宇宙航空研究開発機構（JAXA）。 2013 年 8 月 29 日。2014 年6 月 8 日に取得。
  94. ^ RD-701 2010年2月10日アーカイブ- Wayback Machine
  95. ^ 「Google 翻訳」 .
  96. ^ a b c RD-0410 2009年4月8日アーカイブat the Wayback Machine
  97. ^ Young Engineers' Satellite 2 2003年2月10日アーカイブ、Wayback Machineより
  98. ^ Gnom 2010年1月2日アーカイブ、 Wayback Machine
  99. ^ NASA GTX 2008年11月22日アーカイブ、 Wayback Machine
  100. ^ a b「PIT MkVパルス誘導スラスタ」（PDF）
  101. ^ 「MOAデバイスのプラズマ中の熱速度、M.Hettmer、Int J Aeronautics Aerospace Res. 2023;10(1):297-300」（PDF）。
  102. ^ 「Pratt & Whitney Rocketdyneが太陽熱推進ロケットエンジンの220万ドルの契約オプションを獲得」。Pratt & Whitney Rocketdyne。2008年6月25日。
  103. ^ 「Operation Plumbbob」 2003年7月. 2006年7月31日閲覧。
  104. ^ブラウンリー、ロバート・R.（2002年6月）「地下核爆発の封じ込めを学ぶ」2006年7月31日閲覧。
  105. ^ a b Anonymous (2006). 「The Sabre Engine」 . Reaction Engines Ltd. 2007年2月22日時点のオリジナルよりアーカイブ。2007年7月26日閲覧。
  106. ^アンドリュース、ダナ；ズブリン、ロバート (1990). 「磁気帆と恒星間旅行」英国惑星協会誌43 : 265–272 – JBIS経由。
  107. ^ a b Freeland, RM (2015). 「マグセイルの数学」英国惑星協会誌68 : 306–323 – bis-space.comより。
  108. ^船木一光;梶村 義弘；芦田康正山川 洋西田博之；押尾裕也。上野一馬；篠原いく;山村治人；山際 良樹 (2013-07-14) 「赤道環流を伴う磁気プラズマ帆」。第 49 回 AIAA/ASME/SAE/ASEE 共同推進会議。共同推進会議。カリフォルニア州サンノゼ: アメリカ航空宇宙研究所。土井: 10.2514/6.2013-3878。ISBN 978-1-62410-222-6。
  109. ^船木一幸; 山川博 (2012-03-21)、マリアン・ラザール編、「太陽風帆」、太陽風探査、InTech、Bibcode : 2012esw..book..439F、doi : 10.5772/35673、ISBN 978-953-51-0339-4、S2CID  55922338 、 2022年6月13日取得{{citation}}: CS1 maint: work parameter with ISBN (link)
  110. ^ 「大型ロケットなしで宇宙に行けるか？」HowStuffWorks . 1970年1月1日. 2024年4月28日閲覧。
  111. ^ Bolonkin, Alexander (2011年1月). 「宇宙の打ち上げと飛行のための非ロケット推進システムの新しいアイデアと革新のレビュー（パート2）」 . www.researchgate.net . 2024年4月28日閲覧。
  112. ^原田 健一; 田中 暢; 佐藤 毅 (1997). 「ATREXエンジンの開発研究」. Acta Astronautica . 41 (12): 851– 862. Bibcode : 1997AcAau..41..851T . doi : 10.1016/S0094-5765(97)00176-8 .
  113. ^ 「世界初の空気吸入式電動スラスターの発射」宇宙工学技術、欧州宇宙機関、2018年3月5日。 2018年3月7日閲覧。
  114. ^空気吸入式電気推進システムの概念設計Archived 2017-04-04 at the Wayback Machine . (PDF). 第30回国際宇宙技術科学シンポジウム. 第34回国際電気推進会議および第6回超小型衛星シンポジウム. 兵庫県神戸市、2015年7月4日.
  115. ^ 「第4章：軌道 – NASAサイエンス」science.nasa.gov . 2023年7月20日. 2024年4月24日閲覧。
  116. ^ 「AEROBRAKEの定義」 www.merriam-webster.com . 2024年4月24日閲覧。
  117. ^ 「BALLUTEの定義」 www.merriam-webster.com . 2024年4月26日閲覧。
  118. ^太陽電気推進（SEP） . グレン研究センター. NASA. 2019
  119. ^イオン推進システムの研究Archived 2006-09-01 at the Wayback Machine . Glenn Research Center. NASA. 2013
  120. ^ a b「WIPOテクノロジートレンド技術付録：宇宙輸送の未来 - 4つのテクノロジートレンドにおける特許取得活動」 WIPOテクノロジートレンド2025年。この記事には、CC BY 4.0ライセンス に基づいて利用可能なテキストが組み込まれています。
  121. ^ラファルスキー、ドミトロ;マルティネス、ハビエル・マルティネス。ハブル、ルイ。ゾルゾリ・ロッシ、エレナ。プロイノフ、プラメン。ボレ、アントワーヌ。バレット、トーマス。ポイエ、アントワーヌ。ラフルール、トレバー。ドゥディン、スタニスラフ。アーネスランド、アーネ（2021年11月）。「ヨウ素電気推進システムの軌道上デモンストレーション」。自然。599 (7885): 411–415。Bibcode : 2021Natur.599..411R。土井：10.1038/s41586-021-04015-y。ISSN 1476-4687。PMC 8599014。PMID 34789903。   
  122. ^アッシュ、ブライアン (1977). 『サイエンスフィクションビジュアル百科事典』 ハーモニーブックス. ISBN 978-0-517-53174-7。
  123. ^ジェフ・プルッチャー (2007年5月7日). 『ブレイブ・ニュー・ワーズ：オックスフォードSF辞典』 . オックスフォード大学出版局. ISBN 978-0-19-988552-7。
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