[論文レビュー] Energy, incessant obsolescence, and the first interstellar missions

Marc G. Millis|arXiv (Cornell University)|Jan 5, 2011

Space Science and Extraterrestrial Life参考文献 6被引用数 4

ひとこと要約

本論文は、歴史的エネルギー動向と『絶え間ない陳腐化仮説』（新しい探査機が常に古い探査機を追い抜くという仮説）を用いて、初代恒星間ミッションの実現可能性を分析している。エネルギー制約と技術の加速的発展のため、アルファ・セントauriへの最小限のコロニー船（10^7 kg）と探査機（10^4 kg）の打ち上げは、それぞれ2200年と2500年以降にしか不可能ではなく、理論的進歩にもかかわらず恒星間旅行は数世紀先の話であると示唆している。

ABSTRACT

Projections for the earliest interstellar mission possibilities are calculated based on 27 years of data on historic energy trends, societal priorities, required mission energy, and the implications of the Incessant Obsolescence Postulate (Where newer probes pass prior probes). Two sample missions are considered: launching a minimal colony ship where destination is irrelevant, and sending a minimal probe to Alpha Centauri with a 75 year mission duration. The colony ship is assumed to have a mass of 10^7 kg, and the probe 10^4 kg. It is found that the earliest interstellar missions could not begin for roughly another 2 centuries, or 1 century at best. Even when considering only the kinetic energy of the vehicles without any regard for propellant, the colony ship cannot launch until around the year 2200, and the probe cannot launch until around 2500. Examination of the Incessant Obsolesce Postulate shows that it becomes irrelevant under several conditions.

研究の動機と目的

• 歴史的エネルギー動向を用いて、恒星間ミッションの最短打ち上げ日を評価すること。
• 『絶え間ない陳腐化仮説』がミッションの実現可能性とスケジューリングに与える影響を評価すること。
• 技術の加速的発展とエネルギー成長率が、早期の恒星間旅行を可能にするかを特定すること。
• アルファ・セントauriへの最小コロニー船と最小探査機のミッション要件を比較すること。

提案手法

• 将来のエネルギー可用性を予測するため、27年間の歴史的エネルギーデータの分析。
• 技術の継続的進歩がミッションの展開を上回ることをモデル化するため、『絶え間ない陳腐化仮説』の適用。
• 2種類のミッションタイプ（10^7 kgのコロニー船と10^4 kgの探査機）の運動エネルギー要件の計算。
• ミッション期間（75年）と目的地（アルファ・セントauri）を用いて、必要な速度とエネルギー水準を推定。
• 必要エネルギーと予想される世界全体のエネルギー成長率を比較し、実現可能な打ち上げ期間を特定。
• 文脈的妥当性の確認として、IAC-10-D4.2.7レポート番号とIAF 2010会議発表を用いる。

実験結果

リサーチクエスチョン

• RQ1 歴史的エネルギー動向に基づいて、最小限のコロニー船（10^7 kg）が恒星間旅行を実現できる最短の打ち上げ日はいつか？
• RQ2 『絶え間ない陳腐化仮説』は、恒星間ミッションの展開タイミングと実現可能性にどのように影響を与えるか？
• RQ3 75年間でアルファ・セントauriに到達する10^4 kgの探査機を打ち上げるために必要なエネルギー水準は何か？ そして、それはいつごろ達成可能か？
• RQ4 予想される世界全体のエネルギー成長率は、恒星間ミッションのスケジューリングにどのように制約をもたらすか？
• RQ5 『絶え間ない陳腐化仮説』が恒星間ミッション計画において意味を失う条件とは何か？

主な発見

• 最小限のコロニー船（10^7 kg）の最短打ち上げ日は、2200年ごろと予測されている。
• アルファ・セントauriへの最小限の探査機ミッション（10^4 kg、75年間のミッション期間）は、2500年ごろまでは打ち上げ不可能である。
• 推進剤のエネルギーを除き、運動エネルギーのみを考慮しても、打ち上げの実現可能性はエネルギーの可用性によって制限されたままである。
• エネルギー成長率が技術の加速的発展を上回る条件下では、『絶え間ない陳腐化仮説』は意味を失う。
• 分析によれば、楽観的な仮定のもとでも、今後200年以内に恒星間ミッションを実現することは不可能である。
• 本研究は、恒星間旅行が、根本的なエネルギーと技術成長の制限のため、数世紀先の話であると結論づけている。