はじめに
最先端の化学や科学の研究によって、将来の日常が変わるかもしれません。しかし、ニュースなどで紹介されても「難しくてよくわからない」と感じる人も多いのではないでしょうか？
そこで、化学講師・坂田 薫（@kaorukagaku）氏の著書『「家飲みビール」はなぜ美味しくなったのか？』（ワニブックスPLUS新書）より、一部を抜粋・編集して最先端技術を解説。今回は、宇宙エレベーターを実現させる技術「カーボンナノチューブ」を紹介します。
ガンダムの世界が現実に!?
子供の頃、誰もが一度は想像しワクワクした世界が、現実のものになるかもしれません。それは、いつでも誰でも気軽に宇宙に行ける「宇宙エレベーター」。
"宇宙旅行の父"とよばれていたコンスタンチン・ツィオルコフスキー氏が、今から100年以上前に自著の中で記したのが最初といわれています。
それから数々の研究者が宇宙エレベーターの研究をおこなってきましたが、実現性に乏しく、いつしか私たちは「ガンダムの世界の中だけのもの」と割り切るようになりました。
ところが1991年。「あるきっかけ」により、宇宙エレベーターは研究者のあいだで「実現可能な計画」に変わります。そして2012年、総合建設業の大林組は「2050年宇宙エレベーター完成を目指す建設構想」を発表。2018年には静岡大などの研究者が宇宙空間での稼働実験をおこなうなど、構想は実現に向けて急速に進み始めたのです。その「あるきっかけ」とは、いったい何だったのか。それは、1人の博士による、とある素材の発見でした。その名も「カーボンナノチューブ」。日本発のこの素材は、研究者たちの想像をはるかに超えるものでした。
宇宙エレベーターの本当の目的
みなさんは「宇宙エレベーター」と聞いて、真っ先に何を想像しましたか? やはり宇宙旅行でしょうか。宇宙エレベーターが完成すれば、高度400㎞にある宇宙ステーションまで日帰り旅行が可能になるといわれています。「今度の週末、ちょっと宇宙行ってくるよ」なんて会話が日常になるかもしれませんね。
しかし、宇宙エレベーターが担う本当の役割は、宇宙旅行よりずっと重要なものです。その役割とは「次世代の宇宙輸送機関」になること。というのも、現在の宇宙輸送機関であるロケットは、いくつかの問題を抱えています。宇宙エレベーターは、それらの問題を解決することができるのです。
1つ目は「輸送コストの問題」。ロケット輸送ではコストが莫大にかかってしまいます。例えば、宇宙空間にメガソーラーを設置するためにはロケットを1000回打ち上げる必要があり、材料輸送費はなんと2772億円だとか。
高いのか安いのかの判断もできない数値ですが、宇宙エレベーターができれば、輸送費は5分の1から10分の1まで抑えられるといいます。少し気が早いですが、エレベーターが複数になったり大型化すれば、さらにコストは下がるでしょうね。
2つ目は「エネルギー問題」。宇宙エレベーターは先述のメガソーラーの設置に貢献するだけでなく、レアメタルなどの鉱物資源を周辺の小惑星で採掘することも期待されています。その理由は、現在、宇宙からの物質を地球上の意図した場所に落下させるのは難しいのですが、宇宙エレベーターができれば、それも解決できるからです。
そして3つ目が「環境問題」。ロケットの打ち上げには燃料を使用していますが、宇宙エレベーターは宇宙太陽光発電衛星などからの電力調達が検討されており、環境にもやさしいのです(宇宙太陽光発電より先に、環境に優しい電力を地球で大量に作る方法が開発されている可能性も十分考えられます)。
そして、近年問題になっている「宇宙ゴミ」。その多くはロケットの打ち上げによるものですが、宇宙エレベーターではその心配もありません。