無反応ドライブ - 百科事典

反応力のないドライブは、推進剤の排気なしで動作する仮想的な装置です。推進剤のないドライブは、外部のフィールドと相互作用するオープンシステムを構成する場合、必ずしも反応力のないものではありませんが、反応力のないドライブは、動量保存の法則に反すると考えられる閉じられたシステムである推進剤のないドライブの特別な場合です。反応力のないドライブは、永遠の機械に似ているとよく考えられています。その名前は、ニュートンの第三法則から来ており、「どんな作用にも、等しく反対の反作用がある」と表現されています。

多くの実現不可能な反応力のないドライブは、宇宙推進のためにサイエンス・フィクションの常套手段です。

閉じられたシステム
数年間にわたって、量子力学、相対性、原子力やその効果に基づかない通常の力学を使用する機能的な反応力のないドライブの設計に対する多くの主張がありました。これらのうちの2つは一般的な分類を代表しています：ディーン・ドライブは「線形揺動機構」の反応力のないドライブの最もよく知られた例であり、陀螺測量無反動推進機は「回転機構」の反応力のないドライブの最もよく知られた例です。これら2つは、その時代のプロモーターや一般のメディアから多くの宣伝を受け、最終的には反応力のないドライブ力を生成しないことが証明されたために却下されました。これらの装置の興亡は、同様の主張をしている人々やその評価を行う人々にとって注意深い教訓となりました。最近では、エムドライブが物理学のいくつかの実験室によって試験され、同様に反応力のないドライブ力を生成しないことが証明されました。

= ディーン・ドライブ =
ディーン・ドライブは、発明家のノーマン・L・ディーンによって推進された機械的な装置の概念です。ディーンは、その装置が「反応力のない推進機」であり、実際のモデルがこの効果を示すことができると主張しました。彼はいくつかの私的なデモンストレーションを行いましたが、モデルの正確な設計を公開することはなく、独立した分析を許可することもありませんでした。ディーンの反応力のない推進力生成の主張は間違っていたことが示され、方向性の動きを生成する「推進力」は、装置とその上に置かれた表面との摩擦によるものであり、自由空間では機能しないと考えられました。

= 陀螺測量無反動推進機（GIT） =
陀螺測量無反動推進機は、回転機構の機械的原則に基づく提案された反応力のないドライブです。その概念は、大きな陀螺の支持に対する様々な方法の杠杆を適用する方法を含んでいます。GITの想定される動作原理は、変速で円軌道を周回する質量です。円軌道の高速部分は、低速部分よりも大きな遠心力を生成すると考えられており、その結果、一方よりも他方の推進力が大きくなります。スコットランドの発明家であるサンディ・キッド（元RAFレーダー技術者）は1980年代にその可能性を調査しましたが、成功しませんでした。彼は、さまざまな角度に設定された陀螺が昇力を提供し、重力を無視するという仮説を立てました。1990年代には、NASAの宇宙探査アウトリーチプログラム（SEOP）に提案が送られ、特にアメリカの発明家ロバート・クックやカナダの発明家ロイ・スーソンの開発が推薦されました。1990年代と2000年代には、熱心な愛好家たちはGIT機械の建設とテストを試みました。

「磁気浮上の父」と称されるエリック・ライスワイトは、回転と慣性力を通じて線形推進力を生成すると主張する独自の推進システムに対する米国特許を取得しました。しかし、実際の装置の理論的分析と実験室でのテストを数年間行った後、自由空間で一方向の反応力のない推進力を生成する回転機構や他のどんな機械的な装置も見つかりませんでした。

= 旋回エンジン =

デビッド・M・バーンズは、以前アラバマ州マーシャル宇宙飛行センターのNASAエンジニアであった人物で、光の速さに近い速度で近くにある質量変化効果を利用する可能性のある宇宙船推進システムを理論化しました。彼は2019年にNASAによって発表された論文で、それを「エンジンから推進剤が排出されず、代わりに捕獲されることでほぼ無限の比推進力を生成する宇宙空間推進の新しい概念が提案される」と説明しました。

オープンシステム


= 推進力による動き =
ロケットのように機能せず、装置から推進質量が持ち込まれもしくは排出されないため、推進剤のない推進力生成方法がいくつか使用されているか、または提案されています。しかし、これらはオープンシステムであり、電磁波や様々な種類のフィールドと相互作用するため、反応力のないものではありません。

最も有名な推進剤のない方法は、重力アシストマニューバーや重力スリングショットであり、宇宙船がその周回する惑星の動量を犠牲にして、重力場を通じて加速します。また、遠くのレーザーや太陽などの電磁波からの放射圧を使用するビーム推進力や太陽帆も含まれます。さらに仮説的な方法も提案されています、例えばマッハ効果、量子真空プラズマ推進機や共振空間推進機に関連する様々な仮説などです。

= 推進力のない動き =

曲線時空間には明確な「質量の中心」が存在しないため、一般相対性理論は、ある意味で静止している物体が、動量保存の法則を侵害しない方法で直感的に反対の方法で「自分の位置を変える」ことを許可しています。

アルクビエル・ドライブは、一般相対性理論から導かれた、超光速宇宙旅行のための仮想的な高速推進方法です。この概念は現在の物理学の受け入れられている法則に従っているかもしれませんが、未証明であり、実現には負のエネルギー密度が必要であり、量子重力のより良い理解も必要です。実際の宇宙船を加速するためには、この効果が有用な手段として提供できるかどうか（またはできるかどうか）は不明であり、実際の設計が提案されていません。

「時空の泳ぎ」は、拡張体が形状のサイクル的な変形を使用して、重力場などの空間の曲率を利用して位置を変える一般相対性理論の効果です。地球の重力場のような弱い重力場では、変形サイクルごとの位置の変化は検出できないほど小さいです。

参考資料
(以下の内容は日本語に翻訳されていませんが、元の英文をそのまま引用しています。)

外部リンク
"Breakthroughs" commonly submitted to NASA
Inertial Propulsion Engine
Reactionless Propulsion (Not) at MathPages