宇宙太陽発電所 Solar Power Station
ホームページを見に来てくれた
アナタはちょうど
番目です．
English version is here.
New! 長谷川晃氏によるSPS批判の誤りを正す
日本物理学会誌５月号話題欄に「ビッグサイエンスに関わる科学者の責任」
というタイトルで、宇宙太陽発電に対して誤解に満ちた批判が行われています。
それに対する反論です。
SPS構想とは?
現代において必要とされる電気エネルギーの大部分は
石油等による資源を消費することで供給されている。
そして必要とされる電気エネルギーの量は
今後さらに増加すると考えられる。
しかし、資源には限度があり
永久的に供給できるだけの量はこの地球上に存在しない。
また、長年にわたる大量の化石エネルギーの消費は炭酸ガス等の増加を招き、
その結果地球温暖化等の全地球的な環境問題を引き起こしている。
このような問題を解決するため、1968年にPeter. E. Glaserにより
無尽蔵の太陽エネルギーを利用する
宇宙太陽発電衛星(SPS: Solar Power Satellite)
構想が提案された。
その後、NASA/DOEにより1978年にまとめられた概念設計によると、
5km×20kmの巨大なパネルに多数の太陽電池パネルを敷き詰めた
発電衛星を、高度36,000kmの静止衛星軌道上に打ち上げ、
この衛星1基により5〜10GWの電力を発電するシステム
を構成するというものであった。
この衛星で発電された電力は、産業科学医療用(ISM)周波数帯に属する2.45GHzの
周波数を利用して、高周波マイクロ波の形で地球に向けて送電される。
地上では、この高周波マイクロ波をアンテナで受電し、整流することにより
商用交流電力にまで変換する壮大な構想である。
SPSにおいて重要な技術の一つに
マイクロ波エネルギー伝送技術がある。
長い電磁波研究の歴史の
中で、情報ではなく、電力を電磁波を用いて輸送するという研
究は第2次世界大戦後になりようやく始まるのである。以来、
マイクロ波送電研究は様々な形で行われてきており、
日本においても研究が活発化している。
特に生存圏研究所では、
超高層電波研究センター時代から
実証実験を中心として研究を積み重ねてきている。
1983年8月にSPSに関する宇宙実験としては
世界で初めてとなるマイクロ波送電ロケット実験
MINIX (
Microwave
Ionosphere
Nonlinear
Interaction
eXperiment )
が行われた。
また、京都大学と神戸大学等のグループにおいて
1992年8月に MILAX ( Microwave
Lifted
Airplane
eXperiment )飛行実験が行なわれ、
続いて、1993年2月に
ISY-METS
( International
Space
Year - Microwave
Energy
Transmission
in Space )実験が行われた。
さらに、1994年10月及び1995年3月には京都大学と神戸大学、関西電力の
合同研究として、送電線を用いることなくマイクロ波により
電力伝送を行うための
基礎実験を行った。この基礎実験は、地上2定点間で、5kWの電力を2.45GHz
のマイクロ波により42m伝送したものである。
1996年には移動体へのマイクロ波送電に有効であり、高速且つ自動目標追尾
の可能な
レトロディレクティブ方式を採用した
マイクロ波送電器の開発、及びデ
モンストレーション実験を行った。研究は京都大学と日産自動車(株)との共同研
究として行われたものであった。この公開実験はマイクロ波エネルギー伝送実験
装置METLABを用いて行われた。
1980年度をもって国レベルでの研究が一旦途
絶えてしまったアメリカでは、近年の日本の
研究や世界の環境問題等に刺激され、SPS研
究を改めて見直す動きが出ている。
NASAでは1995年から1997年にかけてSPSの見直しプログラム「フレッシ
ュ・ルック・スタディ」を行い、経済性の面で改善が見られる次世代SPSである「サンタ
ワー」を今後推進していく決定を行った。アメリカ議会宇宙航空小委員会は1997年10月
24日にNASAの研究成果を認め、研究の加速を強く求めている。次いで1998年にはアメリ
カ議会宇宙航空小委員会議長ダナ・ローラーバッカ議員の要求に応じ、NASAは200万ドル
の予算と150名の研究者(NASAを中心としたAll American)を投入して、SPSコンセプト・
ディフィニッション・スタディを実施している。この研究により商業SPSの技術リスク及
びプログラムリスク分析による実現性の評価やSPS関連研究開発の戦力的計画の立案がな
されている。さらに1999年度の授権法案を審議する過程において、NASAが要求するSPS
関連予算500万ドルに対して議会は1,500万ドルの歳出法案を成立させた。現在、NASAは
この予算を用いてSPS先行研究及び技術開発
プログラムSERT(Space solar power Exploratory
Research & Technology program)に着手している。
この中で、国家ミッション及び商業市場の
要求に適するSPSと、鍵となる技術の予備的な研究開発を実施することとしている。
これらのアメリカの最近のSPS研究の流れは、1980年代から90年代にかけて日本で行
われてきたマイクロ波送電研究を中心として行われてきたSPS関連の基礎研究に触発され
たとも考えられる。このアメリカの大きなSPS研究の流れに対し、日本はSPSに関する小
さな研究会が主催されているだけで、これまでと同様の基礎研究が研究者レベルで行われ
ているに留まっている。このままでは国際的に先導的立場にあった我が国のマイクロ波送
電電技術及びSPS研究は、アメリカに遅れをとっていくことは明らかである。
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