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• September 2, 2026
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光の速度の 75% で、星間ソーラーセイルは奇妙な課題に直面しました

短期間で別の星に到達するには、化学ロケットよりも高性能なものが必要です。主要なアイデアの 1 つは、光によって推進される大きな反射構造であるソーラー セイルです。非常に強力なレーザーがそのような帆に向けられた場合、現在の推進システムが達成できる速度を超える速度まで帆を加速する可能性があります。 しかし、帆が光速のかなりの割合で移動し始めると、予期せぬ問題が発生する可能性があります。ハルビン工業大学のChao Shen氏とJiaze Li氏によるarXivに関する新しい論文によると、帆を推進するために使用される同じ光が最終的に抗力効果を生み出す可能性があるという。 光がソーラーセイルを押すしくみ 研究者らは、光子がソーラーセイルに及ぼす力を 3 つのカテゴリーに分類しています。 エネルギーの寄与は入射光 (帆に当たる光子の生の運動量) から生じます。次は鏡面反射です (反射は光子が帆から完全に跳ね返ったときに発生します)。最も弱い寄与は、拡散散乱 (帆によって吸収され、その後ランダムな方向に再送信される光子からの脈動) によるものです。 比較的低速では、これらの効果はすべて帆の前進運動に寄与します。宇宙船が相対論的な速度に達すると、状況はさらに複雑になります。 ドップラー効果により圧力が遅くなります セイルがレーザー源から遠ざかるにつれて、セイルに到達する光は強いドップラーシフトを受けます。入射光の周波数が減少し、3 つのコンポーネントすべてにかかる応力の量が減少します。 その結果、連続加速の効率は徐々に低下します。帆が速く動くほど、レーザーの速度を上げるのが難しくなります。 帆が光速の約 75% に達すると、状況はさらに劇的に変化します。 散乱光が抗力を生じ始めるとき この速度では、光の相対論的収差が重要になります。地球上で常に観測しているという観点から見ると、散乱光は帆の進行方向に向かって前方に進み始めます。 すべての動作には等しく反対の反応があるため、前方に向けられた放射は反対方向の力を生み出します。これは、帆が光速の約 75% で移動しているときに、拡散散乱…