【宇宙】NASA、トラクタービームの研究を開始

1 ：pureφ ★：2011/11/04(金) 13:27:37.61 ID:???

NASA、トラクタービームの実現可能性を探る

トラクタービーム − レーザー光線を使って物体を捕え動かす能力 − はSFの領分だ。しかし
ＮＡＳＡの科学者チームは惑星や大気中の粒子を遠隔から捕え、ロボット探査車や周回して
いる宇宙船に届けて分析のするというコンセプトを検証する研究資金を得た。

ＮＡＳＡ Office of the Chief Technologist（OCT、主任技術者局？）はレーザー光を使って
粒子を寄せ集め、機器に輸送するというメリーランド州グリーンベルトのＮＡＳＡゴダード宇宙
飛行センターのPaul Stysley研究責任者とチームメンバーDemetrios Poulios、Barry Coyleの
提示した３つの方法の検証研究に対して１００,０００ドルを与えた。これは掃除機でごみを吸い上げ
キャニスターや袋に集めることに類似している。集められた試料は、測定器により成分分析される。

http://www.nasa.gov/images/content/599810main1_laser1-670.jpg
ゴダードのレーザー専門家（左から右へ）Barry Coyle, Paul Stysley, Demetrios Pouliosが
地球圏外の粒子サンプルを集めるための先端技術を研究する。
(Photo Credit: NASA's Goddard Space Flight Center, Debora McCallum)

Stysleyは「SF、特にスター・トレックの要となっているが、レーザーベースの捕捉法は空想でも
現在の技術的なノウハウで手の届かないものではない」と言う。 チームは、光の力を使って、
一つの分子、ウイルス、リボ核酸や生きている細胞と同様の方法で、粒子を運ぶことに対する
３つの異なるアプローチを見い出した。

「最初はトラクタービームを軌道上のデブリを掃除するために使えないかというアイデアだった。
しかしそれほど大きなものを引っ張ることは、少なくとも今のところほとんど不可能だ。そんな
こと考えていた時、この方法をサンプル収集に使うことができるんじゃないかと思ったんだ。」

最近復活した「革命的な」宇宙技術の開発に拍車をかけることを目指すNASAの Innovative
Advanced Concepts (NIAC) プログラムからの第一段階の資金により、チームは３つの方法の
どれが最もサンプル収集に適しているか決定するため、それらの技術の現状について調査する
予定だ。OCTはこの研究資金に対し何百という申請を受け取り、最終的には３０件に絞り込んだ。

（ビームを使った試料採取の動画）
このアニメーションはこの提案による未来のミッションが最終的にどのように「トラクタービーム」技術を
用いるものかを示している。 (Credit: NASA's Goddard Space Flight Center, Conceptual Image Lab)
（中略　現在のサンプル収集方法を置き換える　>>2あたり）

チームが研究する３つのアプローチ

チームが研究する予定の１つ目の実験的アプローチ − 光学渦あるいは「光ピンセット」法は反対
方向から集光する２つの光線を使う。 生じた輪のような様の配置は粒子を光線が重なり合って
生じる暗いコアに閉じ込める。 交互に光線の１つの強さを強くしたり弱くすることによって閉じ込め
られた粒子の周りの空気が加熱され粒子を輪の中心に沿って動かすことができることが実験室で
示されている。しかしこの方法は、大気の存在を必要とする。

2つ目の方法は強さのピークが伝播軸の周りに渦巻状となる光ソレノイドビームを使う。 テスト結果
によればこのアプローチは粒子を捕え光の来る方向とは反対の方向に力を及ぼすことが示された。
つまり、粒子状物質は光線全体に沿って引き戻される。 光学渦法と異なり、この方法は電磁気
効果のみによっているため真空中でも動作し、大気の無い衛星といった場所の物質組成を研究
するのに理想的である。

３番目の方法は理論上でのみ存在し、一度も実験室で証明されたことがない、とPouliosは言う。
これにはベッセルビームの利用が含まれている。 通常のレーザー光線が壁を照射すると、小さな
点として現われる。 一方ベッセルビームでは、光の輪が中央の点を囲む。 言い換えると、真上
から見たとき、ベッセルビームは池の落とされた小石のまわりのさざなみのように見える。 理論に
よれば、レーザー光線は対象物の道筋に電磁場を誘起することができる。 前方に散乱された光の
スプレーは、ビーム自身の動きに対して、対象物を後ろ向きに引っ張ることができる可能性がある。

NASA Studying Ways to Make 'Tractor Beams' a Reality
NASA New Topics　１０.３１.１１
http://www.nasa.gov/topics/technology/features/tractor-beam.html　を超訳　>>2辺りに続く