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2008年11月27日(木) 17:14

工具箱をレーザー照射

国際宇宙ステーションと工具箱

 これは、工具箱の位置をISSと一緒に表示してくれるサイト。昼夜の区別もしてくれるため、マジで工具箱を観察しようとすると役に立つはず。
 双眼鏡で狙う場合、地上が夜で工具箱だけ日光が当たっている状態が狙い目である。工具箱は350〜360キロの高度なので地上との昼夜は余り変わらず、日没後僅かの時間または日の出直前の僅かな時間でなければそのような好条件は訪れない。日本上空を通過し、しかもそれが明暗境界線付近だという条件が揃わないと観測は難しい。
 これに対し、地上も工具箱も両方が夜になっている時間帯は遙かに長く、容易に条件が揃う。そしてレーザー照射で輝かせるには桁違いに有利でもある。

 ところが、実際にはレーザー照射は不可能に近い。
 というのも、工具箱に日光が当たっていないと位置が分からない。どこにレーザーを向ければ良いのか分からない。もちろん軌道計算は厳密に行われているが、数値だけに頼って夜空の正しい向きにレーザーを照射出来るのか?
 直線距離で500キロとして、工具箱は秒速7〜8キロで動いている。真横に飛んでいく訳ではないから、見た目の移動速度はもっと落ちる。それでも秒速数キロで飛ぶ30センチの物体だ。数値だけに頼ってレーザーをヒットさせるのは無理じゃないか?
 これが日光を受けて輝いているなら、可能性はある。グリーンレーザーは数ミリワットの光出力しかなくても日没直後の空に緑の筋が見える。それこそ星まで届くかのように見える緑の棒を振り回すことで、簡単に狙った場所をポイント出来る。ターゲットが見えてさえいれば。見えない相手を照射するなら、相手が居そうな場所をサーチライトよろしく漁ることになる。

 だが、その見えない相手とは秒速数キロで飛ぶ30センチの物体なのだ。500キロ先を。
 照射するレーザーを小さく絞るほどレーザー出力が節約出来るが、ヒットさせるのは困難になる。観測を容易にしようとすれば照射が困難となる。どの程度までレーザーの拡散が許容出来るのだろうか?

あっ、宇宙ごみになったかばん 双眼鏡で目撃相次ぐ

 【ワシントン=勝田敏彦】米航空宇宙局(NASA)のスペースシャトル・エンデバーの宇宙飛行士が船外活動中に紛失し、宇宙ごみとなった工具入りかばんが、相次いで目撃されている。太陽光を反射し、肉眼でなんとか見える6等星に近い明るさがあるという。米主要メディアが伝えた。

 紛失したかばんは国際宇宙ステーション(ISS)に近い軌道を持つことがすでに計算されている。米やカナダのアマチュア天文ファンが双眼鏡などで見つけてインターネットで報告している。白っぽく、太陽光を反射しやすいらしい。

 工具箱は発見時に8等星だったが、かなり視認性は良く6等級近くまで明るいこともあるとか。そこで、日光の直射を受けた場合に7等星の明るさで輝くと想定してみよう。一方、望遠鏡で視認出来る星はどの程度の明るさか?
 冥王星がまだ惑星だった時代、太陽系で最も遠い惑星を肉眼で観察するのは1つのステイタスだった。残念ながら自分はそんなでかい望遠鏡を持っていなかったが、カタログスペックは置いて冥王星が15等級ぐらい。それを観察するには25〜30センチ級が必要というのが一般的だった。反射式でドブソニアンなど簡易式なら個人所有は無茶ではない。それで秒速7キロの工具箱をトレース出来るかどうかはこの際考えないとして、15等星がギリギリ観察可能としよう。
 すると、日光直射より8等級暗い輝きまで見えることになる。8等級とは約1600倍。つまり、40倍大きなレーザー直径まで許容出来るということだ。

 30ワットの強力レーザーだと、40センチにコリメートせねばならなかったのが16メートルで良いことになる。これなら数秒角なので現実にコリメートも可能だ。とはいえ、秒速数キロで飛んでいるものを直径16メートルの円に捉えねばならない。もっと日常的なスケールに縮小すると、こうなる。
 夜に50メートル先を秒速数十センチで飛んでいる蚊に、直径1.6ミリのレーザー光線をヒットさせるようなものだ。蚊はほぼ等速直線運動しているものの、現実の蚊より遙かに小さい。風に流されている直径0.03ミリの埃という方が適切かもしれない。

どう考えても、不可能です。

 そもそも軌道上の工具箱をレーザー照射するって、レーザー出力が違うだけでやってることは衛星とか大陸間弾道弾を撃墜するのと同じ。なにげにやりたくなる行為ではあるが、実はSDI計画を個人のDIYで実現させようとするマッドな挑戦なのだ
(^_^;)

written by higashino [科学コラム] [この記事のURL] [コメントを書く] [コメント(0)] [TB(0)]

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