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電気推進とは?

でんきすいしん

電気推進とは、電気エネルギーを使って推進剤を加速・噴射し、宇宙機に推力を与えるエンジン方式のことです。

電気推進(electric propulsion)とは、太陽電池原子力発電などで得た電気エネルギーを使い、推進剤のイオン化や加熱・加速を行って高速で噴射することで推力を得る宇宙推進システムです。化学推進(燃料の燃焼反応)と対比されます。

電気推進の最大の特徴は、比推力(推進剤1kgあたりの推力持続時間:推進効率の指標)が化学ロケットより格段に高い点です。化学推進の比推力が通常200〜450秒程度なのに対し、電気推進は1,000〜10,000秒以上に達します。そのため少ない推進剤で長期間にわたって加速でき、長距離ミッションや軌道維持に適しています。

主な電気推進の種類は以下の通りです。

  • イオンエンジン:電場でイオンを加速して噴射(はやぶさシリーズが採用)
  • ホールスラスター:磁場と電場でプラズマを加速(通信衛星に広く普及)
  • アークジェット:電弧放電で推進剤を加熱して噴射

欠点は推力が非常に小さく(ミリニュートン〜ニュートン級)、目的速度に達するまで長い時間が必要な点です。そのため打ち上げ時の推力源は化学ロケットが担い、軌道遷移や長距離巡航に電気推進を使うハイブリッド運用が一般的です。

使い方・例文

小惑星探査機「はやぶさ」「はやぶさ2」はイオンエンジンを主推進機関として採用し、わずかな推進剤で長距離の星間飛行と精密な軌道制御を実現しました。

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