ニューマン

第5話 ３、メレック号の試験飛行

＜＜　３、メレック号の試験飛行　＞＞

　宇宙スクーターという乗り物はスクーターの車輪部分に水平な重力遮断板が付いており、地上を浮き上がって進むことができる乗り物だ。

その日、ニューマンとシークレットは研究所の庭で宇宙スクーターの運転を練習し、宇宙スクーターをメレック号の格納庫に入れた。

　シークレットは乙女号に乗り、メレック号の電脳ピースに後を着いてくるように命じ、二人は無事に衛星内の我が家に戻ることができた。

もちろんニューマンは宇宙スクーターに乗ってリニア車両に乗り込んだ。

ニューマンは宇宙スクーターを運転することでリニア車両が地球方向（下側）で停まっていたことを初めて知った。

衛星内は自由落下の無重力状態ではあったが、地球の引力は十分に強く、宇宙スクーターはその引力を利用して動くからだ。

　翌日からニューマンはメレック号の操縦練習をした。

母、シークレットが同伴した。

それはメレック号の電脳ピースに「経験」を積ますためでもあった。

シークレットは最初に大量の冷凍食品を自宅からメレック号の生存室の冷凍庫に運び込み、非常用の空気と水をチェックした。

事故対策だった。

　操縦はシークレットが行（おこな）った。

月軌道の外側に出てからサイクロトロンエンジンを始動した。

「ニューマン、サイクロトロンエンジンを動かすわよ。しっかりシートベルトを締めなさい。どうなるか分からないんだから。」

「了解。ワクワクするね、母さん。」

　シークレットが加速レバーをゼロから最低の１ノッチにするとメレック号は１Ｇの加速度を得た。

２ノッチに上げると２Ｇの加速になり、３ノッチでは３Ｇになった。

「イスマイル様は加速レバーの目盛りをＧに対応させてくださったのね。分かりやすいわ。」

「母さん、結構な加速だね。」

ニューマンは３Ｇの加速度で頬（ほほ）や目尻の肉が後ろに寄せられたいつもと違う顔で言った。

　「ふふふっ。まだ序の口よ。今は３Ｇだからジェット戦闘機の離陸の加速度くらいかな。次の４Ｇは戦闘機の空中戦の加速度。タイヤが大きなＦ１車の急ブレーキもこの程度ね。」

「かっ、母さんは大丈夫なの。」

「びくともしないわ。ニューマンの限界はおそらく６Ｇくらいね。景色が白黒になるの。７Ｇではブラックアウトと言って目が見えなくなるそうよ。８Ｇでは呼吸ができなくなって９Ｇでは内出血が起こるわ。最高出力の１０Ｇでは時間が長ければ死ぬかもしれないらしいわね。イスマイル様はそれが分かっておられたから最高加速度を１０Ｇになされたのね。」

　「かっ、母さんは何Ｇまで耐えられるの。」

「分からないわ。私たちは大抵の爆発には耐えれるから・・・そうね・・・３０Ｇくらいかしら。爆発の衝撃波は音速に近いから１秒で３００ｍ近く進むわけでしょ。１Ｇは１秒で１０ｍ（９.８m）進む加速度ね。仮に衝撃波に乗って１秒でゼロから３００ｍまで加速したとしたら３０Ｇになるでしょ。」

「すっ、すごいね。」

　「５０㎝で秒速１㎞になる鉄砲の弾さんには負けるわ。・・・ピース、現在の燃料消費量はどれくらいなの。」

「燃料は水素分子で消費量は毎秒１x１０^-20モルでございます、シークレット様。」

「毎秒６０００個の水素分子が噴射されているわけね。すごいわ、ニューマン。一生かかってもたった２g（グラム）の水素ガスを使いきれない。信じられないわ。」

　「かっ、母さん、それより加速度を１Ｇにしてから会話しないかい。」

「あっ、ごめん。１Ｇにするわ。それと加速度が下になるよう噴射方向を下に変えるわね。えーと、噴射方向は加速ノッチの近くにあって可変の物だからこれね。・・・ピース、この前後二つのボールがイオンの噴射方向を変える操縦球ね。」

　「左様にございます。球体の突起が噴出方向です。通常、突起は手前の窪みに嵌（はま）っておりますから後方エンジンのみから後方にイオンが噴出されております。両方の球体の突起を下の窪みに嵌めれば前後のエンジンからイオンが下方に噴出されます。その位置が加速度を床方向に掛ける位置でございます。前後エンジンの加速レバーは通常は独立しております。」

「了解。」

　シークレットが加速ノッチを０.５にし、ボールを回して突起を下の窪みに入れると加速は床方向の１Ｇに変わり地上と同じになった。

「ニューマン、これでいいわね。今メレック号は真上に進んでいるの。素晴らしい操縦ボールだわ。窪みがあるのも便利そうね。でも空中戦をするには応答が遅すぎるわね。」

「ありがとう。とにかくほっとした。・・・それでっと、ピースさん。サイクロトロンはどれくらいのエネルギーで水素分子イオンと電子を発射してるの。」

　「はい、ニューマン様。２０MeV（めがえれくとろんぼると）で発射しております。このエネルギーは一定です。加速の大小は水素分子の量で決まります。」

「２０MeVか。えーと、１eVは1.6x10^-19ジュールだから２０MeV では3.2x10^-12ジュールだね。おもちゃのエアソフトガンの１ジュールよりだいぶ小さい。そのエネルギーだと陽子と電子はどれくらいの速度で発射されるの。」

「はい、ニューマン様。電子は光速の９９％以上、陽子は光速のおよそ２０％で発射されます。・・・現在発射しているのは電子と水素分子イオンです。水素分子イオンは光速の１０％程度だと思います。」

著者注3-1

　「父さんの概略図を見たらサイクロトロンは２重になっていた。陽子と電子は別のサイクロトロンで発射されるのだね。」

「左様でございます。陽イオンと電子は別のサイクロトロンで加速されます。」

「どちらもこの船の加速に寄与しているのかい。」

「・・・加速の僅（わず）かな周期性からの推測でございますが、どちらも有意な力を本船に与えていると思われます。」

　「メレック号の重さはどれくらいだい。」

「１万トンでございます、ニューマン様。」

「１万トンの物体を１Ｇ（約１０m/sec2）で加速するのにたった６０００個の水素分子が使われているのか。物理学者は真っ青だね、母さん。」

「そうね。超遠心加速で時間速度が遅くなった電子はどれくらいの潜在質量を持っていたことになるのかしら、ニューマン。」

　「母さんの問題は久しぶりだ。えーと、1x10^7㎏のメレック号が1x10^1m/sec^2で加速されるための力はF=mαだから1x10^8㎏m/ sec^2ニュートン。毎秒６０００個の電子と分子イオンが光速で打ち出された時の推力は燃料質量の減少率と速度の積だから・・・6x10^-15㎏m/sec^2（ニュートン）になる。この二つが同じになるためには電子の質量はおよそ1x10^22倍にならなければならない。えーと電子の質量はどれくらいだった、ピースさん。」

「9.1x10^-28グラムでございます、ニューマン様。」

「そうだとすれば9.1x10^-6グラム、およそ９マイクログラムだよ、母さん。」

「ＯＫよ。細かい数値よりオーダー（桁）が重要なの。」

著者注3-2：

　ニューマンとシークレットはメリック号を様々に試運転した。

結局、６Ｇ以上の加速度は使われなかった。

ニューマンが音（ね）をあげたからだ。

「ニューマン、人間には１Ｇがいいわね。」

「同感だよ、母さん。」

「後はピースに操縦させましょう。慣れるようにね。それから火星に行ってＸ線通信機を試してみましょう。」

「了解。」

　「ピース、次は貴方が操縦しなさい。安全に快適にね。」

「かしこまりました、シークレット様。できる限りがんばります。」

「できる限りか。・・・火星に行こうと思います。現在の火星までの距離はどれくらいですか。」

「現在はおよそ１億㎞です、シークレット様。」

「１Ｇで加速し、中間地点から１Ｇで減速したら何時間かかりますか。」

「およそ５５時間半かかります、シークレット様。」

「それでいいわ。中間地点でＸ線通信機を使いましょう。私たちがシートベルトを締めたら方向を変えて火星に向けて進めなさい。」

「了解しました、シークレット様。」

著者注3-3：

　地球から５０００万㎞の中間地点でメレック号はＸ線通信機を使って地球と交信した。

何とも苛立（いらだ）たしい通信だった。

「アクアサンク国の通信オペレーターに告げる。こちら宇宙船メレック号のシークレット。地球と火星の中間地点からＸ線通信機で発信している。Ｘ線通信機のテスト中だ。感あればＸ線通信機で応答せよ。繰り返す。アクアサンク国の通信オペレーターに告げる。こちら宇宙船メレック号のシークレット。地球と火星の中間地点からＸ線通信機で発信している。Ｘ線通信機のテスト中だ。感あればＸ線通信機で応答せよ。１０分間ほど待つ。」

　６分後に応答が入った。

「宇宙船メレック号のシークレット様に告げます。こちらアクアサンク宇宙通信隊。私は通信士の綾乃（あやの）です、シークレット様。通信は明瞭に聞こえます。どのような御用でしょうか。繰り返します。宇宙船メレック号のシークレット様に告げます。こちらアクアサンク宇宙通信隊。私は通信士の綾乃です、シークレット様。通信は明瞭に聞こえます。どのような御用でしょうか。」

シークレットは直ちに発信した。

　「アクアサンク宇宙通信隊通信士の綾乃に告げる。発信してからこれを受信した時までの時間を知らせよ。ただいまＸ線通信機の試験中。」

再び６分後に応答が入った。

「宇宙船メレック号のシークレット様に告げます。こちらアクアサンク宇宙通信隊通信士の綾乃。シークレット様の通信は発信後６分で受信いたしました。」

シークレットは発信した。

「アクアサンク宇宙通信隊通信士の綾乃に告げる。こちらシークレット。情報をありがとう。メレック号は現在地球と火星の中間地点にいる。ニューマンと一緒だ。航行に問題はない。そうイスマイル様にお知らせせよ。通信終わり。」

　シークレットはニューマンに言った。

「やはりＸ線通信機は外宇宙では使えないわね。光はあまりに遅すぎるわ。」

「母さん、宇宙が広すぎるからだよ。」

「ふふふっ、そうでした。」

著者注3-1：相対速度のエネルギー依存性http://www.iryokagaku.co.jp/frame/03-honwosagasu/shuyoumokuji-900770663/66-27-31.pdf、図21）

著者注3-2：

１万トン（1x10＾7㎏）のメレック号を１Ｇ（1x10m/sec＾2）加速するための力ＦはF=mαだからF = 1x10＾7㎏x1x10m/sec＾2 = 1x10＾8㎏m/ sec＾2 = 1x10＾8N（ニュートン）。

１秒間に光速vで打ち出された水素分子イオン・電子６０００個の推力ＦはF=(dm/dt)v。

次元は当然ニュートンになる。(㎏/sec)(m/sec)= ㎏m/sec＾2（ニュートン）

F = (dm/dt)v = 2x10＾-3x（6x10＾3/6x10＾23)x3x10＾8 = 6x10＾-15㎏m/sec＾2（ニュートン）

これが1x10＾8Nになるためには６０００個の水素分子の質量は1.7x10＾22倍されなければならない。

電子１個の質量9.1x10＾-28グラムの1.7x10＾22倍は15.47x10＾-6になる。

著者注3-3：

火星までの航行距離を１億㎞とすると中間地点までの時間tと距離Ｌとの関係は L=(1/2)Gt＾2。5x10＾10 = (0.5)x9.8xt＾2。t = 100000（秒）= ２７.７時間。火星まではおよそ５５.４時間かかる。