軌道エレベータ

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NASAによる軌道エレベータ想像図

軌道エレベータ（きどうエレベータ）は、惑星などの表面から静止軌道以上まで伸びた軌道を持つエレベーターのこと。または、その概念。

目次

[編集] 概要

軌道エレベーターの概念図
軌道エレベーターの基部の想像図（海上を移動できるようにしたもの）

軌道エレベータは地上から静止軌道以上まで延びる構造物（塔、レール、ケーブルなど）に沿って運搬機が上下することで宇宙と地球の間の物資の輸送を可能にするものである。電気を動力として用いることにより、ロケットよりも安全に、かつ遥かに低コストで宇宙に物資を送ることができると期待されている。

かつては軌道エレベータを建設するために必要な強度を持つ素材が存在しなかったため、軌道エレベータはSF作品などの中で描かれる概念的な存在でしかなかった。その後、理論的には必要な強度を持つものとしてグラファイト・ウィスカーなどが発見された。さらに、20世紀末になってカーボンナノチューブが発見されたことにより、その早期の実現を目指した研究プロジェクトが発足している。

現在、地球上から宇宙空間へ人間や物資を運ぶ手段はスペースシャトルを含む化学ロケットしか存在しない。

ロケットを宇宙への物資運搬手段として考えた場合、地球の重力に抗して宇宙空間まで移動するのに莫大な燃料を消費する。ロケットは、原理的に本体の重量の大半（およそ90%以上）を燃料が占めるので効率が悪い。また、燃料として非対称ジメチルヒドラジンや塩素を含む固体燃料などを使用するものは、燃料そのものが有害物質であったり、燃焼時に有毒物質を発生したりして、環境を汚染している。爆音や有毒ガスの発生以外にも、信頼性や事故発生時の安全措置の面でも不安がある。

このため、将来恒常的に大量の物資・人員を輸送することを念頭に置いた場合、経済的で無公害の輸送手段が望まれる。現在、ロケットに代わるさまざまな輸送手段が検討されているが、軌道エレベータはその一つである。

概念としては、静止軌道上の人工衛星から地上に達するケーブルを垂らし、そのケーブルを伝って昇降することで、地上と宇宙空間を往復するのを想像すれば良い。その際、全体の遠心力が重力を上回るように、反対側にもケーブルを伸ばしたり、十分な質量を持つアンカー（いかり）を末端に設ける。ケーブルの全長は約10万kmで、下端（地上）、静止軌道、上端の三ヵ所に発着拠点が設けられる。

エレベータという呼称が使われているが、ケーブルで籠を動かすのではなく籠が軌道を伝って上下に移動する。ケーブルは下に行くほど重力が強まり遠心力が弱まる一方、上に行くほど重力が弱まり遠心力が強まる。したがってケーブルのどの点においても張力がかかる。その大きさは、その点より上の構造物に働く重力と遠心力の絶対値の差である。荷物を上げ下げする際にコリオリ力が発生するが、地球につなぎ止められているため全体が逆さの振り子のように働き、元の位置を自然に維持する。

ケーブルは一定の太さではなく、静止軌道から両端に向かって徐々に細くなっていくテーパー構造である。ただし、地上から数kmの部分は風や雷の影響を避けるために10倍ほど太くし、さらに上空数百kmまではケーブルの構成物質が酸素原子と反応して劣化するのを防ぐために金属で薄くコーティングする必要がある。

地上側の発着拠点（アース・ポート）は、一般に言われるように赤道上にしか建設できないわけではないが、赤道上であればケーブルにかかる張力を小さくできるので最適である。ケーブルにかかる張力が大きくなり、また赤道以外ではケーブルが地面に対して垂直にはならないため、赤道から極端に離れた場所に建設するのは難易度が高くなる。2004年に開かれた軌道エレベータ建設に関する国際会議では、アース・ポートは赤道から南北それぞれ35度以内に建設すべきであることが示された。建設地点としての適性を赤道で100%とすれば、35度で50%となり、そこから先は急速に減少するという。ただし、これは緯度だけを問題にした場合であり、それ以外にも、気象条件や周辺地域の政治的安定性など考慮すべきことは多い。また、ケーブルの振動や熱による伸縮への対策、低軌道の人工衛星や大きなスペースデブリとの衝突の回避などのために、アース・ポートは地上に固定するのではなく海上を移動可能なメガフロートとすることが望ましい。地球の重力場は完全に均一ではないため、赤道上に作るなら西経90度（ガラパゴス諸島付近）および東経73度（モルディブ付近）が最も安定させやすい[1]。ブラッドリー・C・エドワーズらはいくつかの建設候補地を挙げ、その中でも東太平洋の赤道付近とインド洋のオーストラリア西方沖を有望視している[2][3]。

昇降には電気動力を使い、ロケットのように燃料を運び上げる必要がないため、一度に宇宙空間に運び出す（または宇宙から運び降ろす）荷を大幅に増やすことができる。また、上るときに消費した電力は位置エネルギーとして保存されているので、降りで回生ブレーキを使って位置エネルギーを回収すれば、エネルギーの損失がほとんどなく、運転費用が非常に安くて済む。一つの試算によると現行ロケットの場合、1ポンドあたり4 - 5万ドルなのに対し、軌道エレベータの場合約100ドル（1kg当たり220ドル）となる[4]。電力供給に関しては、昇降機にパラボラアンテナを装備してマイクロ波ないしは遠赤外レーザーの形で送電する。環境への影響や安全面などを考慮して、ケーブルを通じて供給するべきだという意見もあるが、カーボンナノチューブはそれに必要なだけの伝導性を持たず実用的ではない。

昇降機がケーブルと接触した状態のまま動く場合、その速さは毎時200km程度で、アース・ポートから静止軌道までは約1週間（上端までは更に5日間）かかることになる。特別な訓練を受けた宇宙飛行士でなくとも宇宙に行くことができるが、非常に時間が掛かるため、利用者にストレスを与えないように、旅客用の昇降機には高い居住性を持たせる必要がある。リニアモーターなどを使用すればもっと時間を短縮でき、例えば昇りのとき1Gで加速し、中間点からは1Gで減速すると約1時間で静止軌道に到着する（この場合、中間地点での速度は時速64,000kmに達する）ことになるが、現在研究中のプランでは磁気浮上方式は検討対象外になっている。なお、通常のエレベータと違い、1本のケーブルを複数の昇降機が同時に利用することになる。

[編集] 呼称

軌道塔、宇宙エレベータ、同期エレベータ、静止軌道エレベータなどとも呼ぶ。旧ソ連での発案者ユーリ・アルツターノフの命名から「天のケーブルカー」、旧約聖書（創世記）におけるヤコブの話に因んで「ヤコブの梯子」、童話『ジャックと豆の木』から「ビーンストーク（豆の木）」と呼ばれることもある。日本では芥川龍之介の蜘蛛の糸とも喩えられることがあり、吊り下げられている構造上も一番近い表現ではあるが、物語として切れる終わり方をするために、縁起が悪いと「蜘蛛の糸」と呼ばれることは嫌われる場合もある。同じ理由で「バベルの塔」と表現することも禁句である（軌道エレベータの実現に懐疑的な文脈においては、この表現が使われることが多い）。

[編集] 歴史

軌道エレベータの着想は、宇宙旅行の父コンスタンチン・E・ツィオルコフスキーが1895年に既に自著の中で記述している。ツィオルコフスキーはパリで見たエッフェル塔に強い印象を受け、死後の1959年に刊行された著書の中で、赤道上から天に向って塔を建てていくと、次第に遠心力が強くなり、ある点（静止軌道半径）で遠心力と重力が釣り合うと述べている[5]。同じく1959年、ユーリ・アルツターノフが逆に静止軌道上からその上下にケーブルを伸ばす前述のような軌道エレベータの構想（天のケーブルカー）を発表した[6]。

軌道エレベータを構築する上で一番の問題は、静止軌道まで約36,000kmも伸ばしたケーブルが自重によって切れてしまうのを防ぐことである。

1975年、ジェローム・ピアソンは、軌道エレベータの材料に関する研究を行った[7]。その結果、上空に行くに従い重力が小さくなり、かつ遠心力が強くなることを考慮すると、引っ張り強さ/密度（破断長）が4,960kmほどの物質（すなわち一様な重力場で、一様な太さのケーブルを4,960km下に伸ばすまで切れない）が必要なことがわかった。この数値はすべて一様な太さの軌道エレベータを構築した場合で、特に引っ張り力のかかる部分を太くするテーパー構造（末細り型）にした場合、多少改善されるものの、現実の物質と比較してみると、鋼鉄が50km、ケブラー繊維が200km程とまったく足りない。

そのため、長い間、軌道エレベータはSFの素材や未来の工学として概念的なものとして扱われてきた。しかし、1982年に、破断長約1,000kmで、理論的にはテーパー構造の軌道エレベータを建造できる強度のグラファイト・ウィスカーが発見された。さらに1991年に極めて高い強度を持つカーボンナノチューブが発見されたことにより、実用化可能と言われるようになった。

現在、2031年10月27日の開通を目指し（当初は2018年4月12日を予定していた）、1メートル幅のカーボンナノチューブでできたリボンを、赤道上の海上プラットフォーム上から10万キロ上空まで伸ばすプロジェクトが、全米宇宙協会などによりすすめられており注目されている[8]。1999年にNASAの二つのグループが初めて[9][10]、続いて2000年に援助を受けた研究により元ロスアラモス国立研究所員のブラッドリー・C・エドワーズ博士がそれぞれ軌道エレベータの理論的な実現性に関して報告している。これらの研究報告に基づき、LiftPort社がアメリカ、ワシントン州シアトル郊外のブレマートンに設立され、NASAからの援助を受けて軌道エレベータの早期実現へ向けた研究開発を行っている[11]。

2005年9月、米LiftPort Groupは同社が開発中の宇宙エレベータの上空での昇降テストを行った。今回のテストは、カーボンナノチューブではないケーブルを使用して気球に接続し、次第に気球の高度を上げていき、3回目では高度約1,000フィート（約304.8メートル）に達した。実験写真を見る限りでは、SFなどで登場する塔のようなものではなく、上空から垂らしたケーブルを箱が昇っていくというシンプルなものである。

[編集] 建造方法

代表的な建造方法として、長大な吊り橋を建設する場合と同じ方法を採ることが提唱されている。まず静止軌道上に人工衛星を作り、地球側にケーブルを少しずつ下ろしていく。その際、ケーブル自体の重さによって重心が静止軌道から外れないように、反対側にもケーブルを伸ばす。地球側に伸ばしたケーブルが地上に達すると、それをガイドにしてケーブルをさらに何本も張って太くし、構造物を構築する。

この手法を小説『楽園の泉』で提唱したアーサー・C・クラークは、ケーブルの素材として無重力環境でしか作れない物質を設定したため、小惑星帯から適切な鉱物を含む小惑星を運搬してきて静止軌道に設置し、工場を建設して静止軌道上で製造する工法を取ったが、この場合はまず小惑星を動かす段階で大量の資材を地球から持ち出さなければならず、「軌道エレベータを建造するために多数のロケットを打ち上げる」という本末転倒な事態になってしまう。しかしカーボンナノチューブは地上でも製造可能であり、ガイド用の細いケーブルと必要最小限の付帯設備だけはロケットで静止軌道まで運ばなければならないが、あとはケーブルを伝って地上側から敷設していく（上端に達した敷設装置は、そのままアンカーの一部になる）ことができると考えられている。なお、アース・ポートを赤道以外の場所に建設する場合でも、最初のケーブルの下端が赤道に向かって降りてくるのを捕まえ、建設予定地まで移動させなければならない。

現在の構想では、最終的にはケーブルの長さ1kmあたり7kg、アンカーまで含めた全体の質量は約1,400トンとなる。建設費は100億ドルから200億ドル（1兆円から2兆円）とされている。

SF作家のチャールズ・シェフィールドは、小説『星ぼしに架ける橋』の中で、宇宙空間で建造した全長数万kmの軌道エレベータを、回転させながら一端を大気圏に突入させ、地上に接地したところで山を丸ごと爆破した岩雪崩で強引に押さえつけて固定するという、小説ならではのスリルある豪快なアイデアを示している。アーサー・C・クラークはこれを「髪の毛が逆立つような方法。この部分だけは信じられない。許可が下りないのは確かである」と評した。

なお、クラーク・シェフィールドの両作品とも現実の21世紀初頭より宇宙開発が進み、既に多数のロケットが地球と宇宙を行き来している世界の物語である。

[編集] 派生アイデア

月面での建造
月は地球に比べ重力が小さく、大気の影響も受けない。しかし、自転速度が遅く、公転と同期しているので、月と地球の引力の中心点（ラグランジュ点）にアンカーを置かなければならない。これは、建設地点・運用が大きく制限されることを意味する。また地表からラグランジュ点までの距離は最も近いL1でも56,000 kmであり、地球－静止軌道間の36,000km以上である。
そして、月のような低重力・真空の環境下では、SSTOやマスドライバーなど他の低コストな打ち上げ手段も現実的な選択肢となりえることを考慮しなくてはならない。
火星での建造
アーサー・C・クラークは軌道エレベータを題材にしたSF小説『楽園の泉』において、火星での建設可能性について言及している。ここでは地上駅を赤道直下にある巨峰パヴォニス山に、終端に衛星ダイモスを用いるとしており、月同様に低重力や大気の影響を受けないために地球の1/10ほどのコストで建造できるとしている。また材料についてもダイモスに無尽蔵に存在する炭素を用いて超炭素繊維を現地生産するとしている。ダイモスより内側を回っているもうひとつの衛星フォボスとの衝突回避の手段についても示されている。
むしろ問題は火星に建設する必要性の問題だが、これも同作では、火星のテラフォーミングのために地表を温める反射鏡を火星で製造して（既に火星には多くの人々が定住しており、鏡の材料が地上でしか入手できない設定）宇宙に持ち上げるために使用するとされている。

地上からある程度の高さまで、ケーブルを2本ないしそれ以上に分岐させ、複数のアース・ポートを設けるというアイデアも提唱されている。様々な技術的問題点が指摘されたが、地球より重力が弱い月や火星になら建設できるかもしれない。それ以外にも、さまざまなアイデアを追加した変種が提唱されている。

宇宙のネックレス
赤道上に多数の軌道エレベータを建設し、それらを静止軌道よりも少し上の部分で互いにケーブルでつなぎ、力学的に安定させる方法。ケーブルは常に遠心力で円形に広がり各軌道エレベータを左右から引っ張るので、赤道上ならどこでも軌道エレベータを建設できる。1977年にソ連のG・ポリャーコフが提唱した。
スカイフック、テザー衛星
静止軌道よりも低軌道の地球周回軌道を使用するためのアイデア。軌道エレベータを固定せず、重心を中心として回転させる。地球と接地する部分との相対速度が0となるように回転速度を調整することで、地上からの物資や旅客の乗り移りを可能にする。低軌道におくことができるのでサイズが小さくて済み、そのぶん建造コストが安くなる。赤道上でなくても接地できるので自由度が高い。空気抵抗による恒常的な回転速度の低下と、軌道の低下、接地部分が大気に突入したときの摩擦による発熱、衝撃波の発生をどのように防ぐかという問題がある。

詳細は「テザー推進」を参照

極超音速スカイフック
上記のスカイフックを改良したアイデアとして、1993年にロバート・ズブリンが提唱。ケーブルの下端が大気圏の上（高度100km付近）にあり、その地上との相対速度が極超音速（マッハ10 - 15）となる構造をしたもの。回転はせず、軌道エレベータの大気圏内部分を取り除いたような構造となる。スカイフックと比べ規模が小さく（静止トランスファ軌道 (GTO) に1.5tの打ち上げ能力を持たせた場合で、質量16.5t）、大気との摩擦による問題も軽減されるため、カーボンナノチューブのような新技術を用いずともケブラー繊維などで建設が可能と言われている。ケーブル下端にはロケットやスペースプレーンでアクセスし、ペイロードを積み替える。
ORS（軌道リング）
1982年ポール・バーチは、スカイフックの欠点を受けて、オービタルリング（Orbital Ring Systems、ORS）という概念を発表した。これは、磁性流体などの流体を、地球を一周するチューブのようなものの中に封入して高速で移動させると、張力が発生して物をぶら下げることができるというもの。ここから地上に構造物を下ろすとそれが軌道エレベータになる。この場合、軌道エレベータの全長が、静止軌道を用いた場合よりもはるかに短くて済むという利点もある。
スペース・ファウンテン
オービタルリングと同じ原理で、磁性流体が地上と宇宙を往復するようにチューブを配置し、軌道側のステーションは噴水の上に乗ったボールのように磁性流体に支えられて浮かぶ。

[編集] 技術的課題

軌道エレベータを実際に建設するためには、乗り越えなければならない技術的課題がある。

ケーブル材料
材料の強度の点では、従来の最強クラスの素材であったピアノ線やケブラー繊維を用いても静止衛星軌道から垂らすには強度がまったく足りなかったが、カーボンナノチューブの発見により、少なくとも理論上は可能性が見えてきた、ということは先述した通りである。
しかしながら、カーボンナノチューブの発見は1991年で、21世紀初頭の時点ではまだ研究の端緒にあり、試験管の中で半導体の性質を持ったチューブを作るなどの実験を繰り返しているという段階である。建造物の素材となりうる大きさのシートを作るべくチューブの太さや長さを自由に制御し、大量生産できる技術には到達していない。新たな製造方法も開発されつつあるが、未だに工業的大量製造にはほど遠い。
また、カーボンナノチューブを使って建造物を建てるための、構造計算や維持運用についてはまったくの白紙である。ノウハウの蓄積のためには、軌道エレベータ建造への応用の前に、まず十分な実験、試用の期間が必要だろう。
昇降機
軌道エレベータのケーブルにラック式鉄道の様なラック（歯）を設ける事はほぼ不可能であり、昇降機はケーブルとの摩擦のみで地球の重力に逆らって昇降を行う必要がある。駆動系に十分なトルクを得るには減速ギアなどで機構が複雑になり、重量や故障率を増加させてしまうため、いかにシンプルで軽量な機構で十分な昇降能力を実現するかが課題となる。
ケーブル材料に比べれば遙かに現実的な課題であり他分野での技術応用も見込めるため、日本の大学や研究機関も含めて複数の研究者が開発を行っており、気球から吊したテープに小型モデルを昇らせる技術競技会も行われている。

[編集] 建造可能性以外の課題

 この節には『独自研究』に基づいた記述が含まれているおそれがあります。信頼可能な解釈、評価、分析、総合の根拠となる出典を示してください。

現時点で議論の焦点は、実際それが技術的に建造可能か否かという点である。ひとたび建造可能性に目処が立った場合、続いて克服すべきいくつかの課題があるだろう。

維持費
宇宙空間は相当に過酷な環境であり、軌道エレベータのような長大な建造物も日光や宇宙線などにより材料の劣化にさらされる懸念がある。スペースデブリとの衝突による破損も考慮に入れなければならず、軌道エレベータのような長大な建造物を維持修繕していくのにどの程度の費用がかかるかは不明である。また、デブリという観点から見れば、仮に建設にこぎつけたとしても建設中に発生する破片や工具が新たなデブリとなってエレベータを襲う可能性もある。建設費用と維持費用が、はたして軌道エレベータ建造が与える利便に見合うかどうかという問題がある。
安全上の問題点
軌道エレベータに対する安全上の脅威がいくつか想定される。
航空機やシャトル、人工衛星などとの衝突が起きた場合、軌道エレベータの本体は深刻な損傷を受ける。軌道エレベータのケーブル（またはシャフト）部分の一部でも損傷した場合、損傷箇所に極めて大きな応力がかかって、軌道エレベータ全体が崩壊する可能性がある。もし軌道エレベータの質量が十分に大きければ地上の広範囲に被害をもたらし、最悪の場合は「核の冬」のように塵が大気圏内に舞い起こって、植物の枯死、人類の大量死、生物の大絶滅といった影響を地球環境に与えるかもしれないが、全米宇宙協会などでの現在の案ではシャフトのような構造はないため、それほど大きな質量を持たず、ケーブルもラップフィルム状の薄いものなので、落下時の空気抵抗が大きく、地上に重大な影響を及ぼす可能性はほとんどないと考えられている。
また、軌道エレベータは縦にきわめて長大な建造物であり、材質の強度と遠心力や重力などのバランスの下に成り立っているため、テロリストによる破壊工作に弱いという指摘がある。衝突事故を防ぐためには、軌道エレベータの周囲の広範囲（ブラッドリー・エドワーズらは「少なくとも数百キロメートル」としているが、根拠は示されていない）を飛行禁止区域として設定し、レーダーなどで常時監視することが必要だろう。
軌道エレベータにスペースデブリが衝突する可能性がある。大きなデブリは追跡・回避が可能だし、小さなものであれば軌道エレベータ自体への影響は軽微で済むが、軌道エレベータの昇降機や乗客・貨物への悪影響が考えられる。もしくは小さなものでも全損する前提で、多数の軌道エレベータを同時運用し、昇降機そのものに大気圏突入能力を持たせることも考えられている。
対策としては、定期的なスペースデブリの回収作業も並行して行う必要がある。まだ建造に至らない現在においても、スペースデブリはいずれ回収作業が必要な、現実の問題である[12]。
類似の問題として、軌道エレベータが存在する高度を飛ぶ人工衛星との衝突の可能性が挙げられる。赤道上に軌道エレベータを建造した場合、人工衛星は必ず赤道面を通ることから、いずれ軌道エレベータに衝突する可能性がある。特に、低高度を飛ぶ偵察衛星などの軍事衛星は周回時間も短く、それだけ衝突の可能性が高い。アース・ポートを赤道からずらして建設すれば衝突のリスクは減少するし、アース・ポート自体を移動させたり軌道エレベータの振動を制御したりして衛星を「避ける」ことも可能だが、軍事衛星は機密上存在自体が秘匿されることもあり、想定範囲外の衝突が発生する恐れもある。これらが衝突を回避する様に全て制御するのは困難であるし、活動の妨げになる物の建造に異を唱える国家などもあり得る。
軌道エレベータは長い弦とみなせるので、固有振動数に一致する振動が発生すると、減衰せずにエネルギーが蓄積されて振動し続け、応力限界を超えて破壊される恐れがある[13]。これは荷物を適宜上げ下げして振動を打ち消すことで回避できる。
環境への影響
軌道エレベータのような大規模構造物が環境にどのような影響を与えるかはまだわかっていない。ただし軌道エレベータのケーブルは極めて細いため、大気の擾乱や熱伝導による気温変化は小さいだろう。またアース・ポート建設地点の生態系の変化や、建造に伴う廃棄物による公害なども考えられるが、軌道エレベータが完成すれば有害物質や騒音を撒き散らすロケットの打ち上げは激減し、相対的には環境によい影響をもたらす可能性もある。いずれにせよ本格的な研究にはまだ着手されておらず、定量的に示すことはできない。
政治的課題
軌道エレベータはロケットに比べて遥かに安価な輸送手段であり、また経済的に建設できる場所が限られているため、軌道エレベータが建設されるような時代になってもまだ強力な国家や経済ブロックが残存していると、アース・ポートの領海・領空の使用権、軌道エレベータの権利を巡って政治的な紛争が起こる可能性がある。

[編集] 軌道エレベータを扱った作品

軌道エレベータは極めて魅力的なアイディアである一方、驚くほど現実的な構想でもある。そのため、これを扱ったSF作品がある。軌道エレベータを世間に広めたのは、アーサー・C・クラークのハードSF小説『楽園の泉』（1979年）と、同時期に発表されたチャールズ・シェフィールドの『星ぼしに架ける橋』とされる。どちらも似たような内容で、長大な吊橋の建造者が軌道エレベータ建設に挑み、技術的問題を克服していく過程が描かれている。

以降、軌道エレベータは様々なSFに登場するようになる。

[編集] SF小説

果しなき流れの果に
著：小松左京
「定点衛星」行きエレベータが登場する。おそらく軌道エレベータの書かれた日本初（1965年）の小説[14]。発着拠点が赤道上にないなどの特徴を持つが技術的考証は無く、扱いもネタの1つ止まり。
楽園の泉
著：アーサー・C・クラーク
軌道エレベータSFの代表的作品。架空の島タブロバニー（クラークの終の住処となったスリランカがモデル）を舞台に軌道エレベータ建造に挑む天才技術者の姿を描く。火星におけるテラフォーミングのための建設や、「宇宙のネックレス」構想にも言及されている。
2061年宇宙の旅
著：アーサー・C・クラーク
ルシファー化した木星由来の巨大なダイヤモンド塊が発見され、エピローグにおいて人類はそれから削り出された単結晶ワイヤーを用いて軌道エレベータの建設を開始する。
3001年終局への旅
著：アーサー・C・クラーク
静止軌道のオービタルリングと赤道上の4箇所を結ぶ、それぞれ直径数kmの軌道塔が建設され、塔の外郭部が軌道エレベータとなっている。リングと塔を合わせた通称「スター・シティ」は地球在住の全人口数百億人を収容居住させることが可能であり、自然保護など様々な理由から99%を超える市民の生活の場となっている。
星ぼしに架ける橋
著：チャールズ・シェフィールド
「ビーンストーク（日本語で「豆の木」）」という名の宇宙エレベータの建造を描いた物語。「楽園の泉」と同時期に発表された作品であり、アイデアやプロットも似ているが、アメリカSF作家協会報への公開状（文庫版に収録）でクラークが書いているように、全く別個に発想された作品である。この中でクラークは自身の作品とは異なる、エレベータの地球への固定方法については「身の毛もよだつ」と評している。
轍の先にあるもの
著：野尻抱介（『沈黙のフライバイ』収録）
軌道エレベータ建造による社会の変化を、冒頭で無人探査機の小惑星着陸に心躍らせていたSF作家の「私」が、数十年後には自分の足で小惑星に降り立つという形で描いている。登場する軌道エレベータは、ブラッドリー・エドワーズらが研究しているものに近い。
宝石泥棒
著：山田正紀
銀河英雄伝説
著：田中芳樹
中立国フェザーンに存在する、未完成状態の軌道エレベータ（OVA版では完成・多用されている）。
銀環計画
著：田中芳樹
地球温暖化による海面の上昇が起きた近未来、地球の海水を軌道エレベータで宇宙に汲み出し、土星のような輪を地球の周りに作って対処しようとする。
クラッシャージョウ
著：高千穂遙
太陽系国家ピザンは、各惑星が「力場チューブ」と呼ばれるもので直接アクセスが可能。
星界の紋章
星界の戦旗
上記2作品とも著：森岡浩之
アーヴ帝国内の有人惑星には、原則として全て「軌道塔（アーヴ語で「アルネージュ」）」と称する軌道エレベータがある。
フライデイ (Friday)
著：ロバート・A・ハインライン
「ビーンストーク」という名の宇宙エレベータが登場する。
レッド・マーズ
著：キム・スタンリー・ロビンソン
火星のテラフォーミングにおける重要なシステムとして、原材料の入手から建造や運用に至る構築過程を精緻に描いている。また、物語のクライマックスにおける扱いにより、このシステムの脆弱性と危険性も描いている。
ノーストリリア
著：コードウェイナー・スミス
天体の回転について
著：小林泰三
あそびにいくヨ!
著：神野オキナ
キャーティア人（異星人）が、地球との外交のために送った贈呈品。地球全体として贈呈したために所有権を争うような形になりつつあったことから、キャーティア大使館に置かれることとなった。
不思議の国のNEO - 未来を変えたお金の話
著：斉藤賢爾
終章『石油文明のあとに』に、建造中の軌道エレベータが登場する。

[編集] 漫画

ワンダートレック
著：かがみあきら
くもん出版が発行していた雑誌に連載された、科学学習漫画の題材の1つとして登場。
水惑星年代記
著：大石まさる
軌道エレベータの建設から火星植民までの宇宙開発の時代を描いた連作短編集。軌道エレベータでの旅行を科学漫画風に解説した短編を含んでいる（「軌道エレベータのひみつ」『水惑星年代記月娘』）。リニアモーター駆動で最高時速約1万kmという設定。
楽園通信社綺談
著：佐藤明機
舞台となる都市「ヘブン」そのものが、数百年前に封印された軌道エレベータの基部に寄生して成立したもの。
銃夢
著：木城ゆきと
空中都市「ザレム」という形で、軌道エレベータ底部に都市構造がぶら下がっている。地上との接続部分は破壊されており、複数のパイプラインで地上に係留されている。頭頂部には宇宙都市「イェール」が存在している。しかしその各々の社会・政治的混乱から人的な接続はなく、自動化されたシステムによって物資・資源が移動するのみである。
サイレントメビウス
著：麻宮騎亜
まっすぐ天へ
著：金子隆一、的場健
RIOT
著：新田真子
「天の目」と呼称。
砲神エグザクソン
著：園田健一
友好を謳う異星人のテクノロジーにより建造されるが、結局は侵略に利用された。宇宙空間で軸構造を建造して、地上に向けてその先端を降ろすという方法で設置されたものである。地上部との接続部分のみが地上で建設されている。
機動戦士ガンダムSEED ASTRAY
著：ときた洸一
名称は「アメノミハシラ」。オーブの五大首長の一人ロンド・ミナ・サハクが所有。建造作業自体は中断しており、大型の人工衛星といった風体。内部はMSの生産工場として機能している。
超人ロック 冬の虹
著：聖悠紀
シリーズ最新作で、21世紀が舞台の時代的に最古のエピソード。宇宙歴元年の「インフィニット計画」にて、ハイパードライブ航法を発明するケント・ロンウォールの500年前の先祖に当たるケイト・ロンウォール博士が、軌道エレベータのリフト部分の設計をしている。しかし作中でロンウォール博士がリフトの補助動力として反重力エンジンを開発したため、いずれ軌道エレベータが不要な時代が来ることを暗に説明している。
とっても少年探検隊
著：あろひろし
最終話において、地上と宇宙を結ぶ「ダベルの塔」が登場する。ただし動力付きリフトではなく、螺旋階段。
混淆世界ボルドー
著：市川裕文
単行本第2巻の舞台となるジョガ王国は、悪魔の力によって地上から切り離され、軌道上にある同質量の小惑星から吊り下げられている。吊り下げの構造体自体は、悪魔が変身したもの。
エアリセ
著：榎宮祐
月への軌道エレベーターを開発しているという描写が作中にあり、「軌道エレベーター開発公団」という組織も確認されている。
セラフィック・フェザー
著：うたたねひろゆき
緑の王 VERDANT LORD
著：たかしげ宙、曽我篤士

[編集] テレビアニメ

宇宙空母ブルーノア
侵略者ゴドム人が建造した軌道エレベータを破壊することが、地球人ブルーノア側の重要な戦略目標となる。おそらく軌道エレベータが登場した日本初のテレビアニメ[14]。
超時空世紀オーガス
軌道エレベータの争奪戦が物語の発端となり、時空混乱の解決時にも利用される。
バブルガムクライシス TOKYO 2040
「スカイフック」と呼称。
宇宙の騎士テッカマンブレード
軌道エレベータを中心に、地球を一周するオービタルリングが登場。作中では宇宙からの侵略者ラダムによって占拠され、地球攻撃の橋頭堡と化している。
恐竜惑星
恐竜人類フォロル族の首都・リューネにある塔。静止衛星型の軌道エレベータではなく、塔内を大質量の磁性流体が高速で循環することで屹立する、スペース・ファウンテンである。次回作の『ジーンダイバー』にも、オービタルリングが登場する。
勇者警察ジェイデッカー
「軌道エレベーター」の名称で登場。建設途中、宇宙側の軸となる人工衛星基地のトラブルにより歪みが生じ倒壊。
∀ガンダム
先史文明「黒歴史」の時代に建設され、宇宙戦争の際に倒壊した軌道エレベータの基部が遺跡として登場。跡地に成立した国アデスカでは、天まで届く「アデスの樹」の伝説が残されている。また、それより後に代替施設として建造された「ザックトレーガー (Sacktrager )」（ドイツ語でミノムシの意）と呼ばれる非同期軌道スカイフックも登場。地上から、肉眼で確認できる。Iフィールドバリアー（架空の技術）とナノマシンでの自己修復により、数千年以上も存在している。アデスカの伝説では、「アデスの樹」が倒れた際に飛び散った枝とされている。
Z.O.E Dolores,i
敵勢力が軌道エレベータを倒壊させ、地球壊滅を目論む。アジャスターリングやアンカーステーションといった詳細な設定に、見るべき点がある。「カタンカタン」とレールの継ぎ目の通過音を立てながら作動しており、エレベータというより鉄道列車に近いイメージで描写された。
キディ・グレイド
「軌道エレベータ」と呼称。オービタルリングも登場。
KURAU Phantom Memory
地球と月に交通手段として存在。
こいこい7
人類防衛組織「セロニアス」が所有。
交響詩篇エウレカセブン
三賢人が、人工衛星と惑星（実は地球）を往来するのに使用する。エレベータは図書室のようになっており、かなり広い。地上の首都、「キャピトル・ヒル」と繋がっている。
機動戦士ガンダム00
3つの超大国群それぞれに対応した3基の軌道エレベーター、ユニオンの「タワー」（南米）、人類革新連盟の「天柱」（ソロモン諸島）、AEUの「ラ・トゥール」（アフリカ）が存在する。高度は約5万km。高度約1万kmの低軌道ステーションで自転とのバランスを取り、安全上の問題の一つであるスペースデブリ対策を、エネルギーシールドで解決している。宇宙太陽光発電システムに直結し、軌道上をグルリと囲むように太陽光発電アンテナが巡りながら各エレベータを連結している構造は、「ORS」構想とほぼ同じ。しかし、構造上から宇宙・地上を問わずテロリストの脅威にさらされることは少なくなく、特に人類革新連盟の「天柱」では海上という防衛の難しい場所に建設されたため、度々襲撃を受けている。第2シーズンではアフリカタワー（旧称ラ・トゥール）がアロウズの攻撃を受け、低軌道ステーションから下の部分が崩壊した。
獣王星
「ダガーパゴダ（刃塔）」と呼ばれる軌道エレベーターが獣王星にあり、宇宙港に宇宙船を配備している。4つの輪の頭（トップ）を殺害することで獣王となり、頭の他セカンドとサードとキマエラで30歳まで生き残った者がダガーパゴダに招待され、ヘカテへと移住できる。
銀色のオリンシス
「空への扉」と呼称。中米に存在している。

[編集] OVA

バブルガムクライシス
「軌道エレベータ」と呼称。
トップをねらえ!
軌道エレベータのパロディとして、地上と宇宙を往復する長大な軌道ロープウェイが登場。また、第6話ラストシーンの地球にはオービタルリングと思しきものが見える。

[編集] ゲーム

FRONT MISSION SERIES GUN HAZARD
ゲーム内組織「ソサエティ」により、軌道エレベータ“アトラス”を建設。
ARMORED CORE 2 / ARMORED CORE 2 ANOTHER AGE
軌道エレベータ「ラプチャー」「ラプチャー00」が登場。大気圏にも中継基地のあるタワー型。
F-ZERO GX
軌道エレベータの建設現場のステージ、「COSMO TERMINAL」が登場する。
ボーダーダウン
火星上の軌道エレベータ「ジッグラト」。攻撃により崩壊し、火星は惨状と化す。
ロックマンX COMMAND MISSION
最終決戦の地として、軌道エレベータ「バベル」が登場する。
ロックマンX8
衛星ムーンへの移住のために、軌道エレベータ「ヤコブ」を建設。
ゼノサーガシリーズ
フィフスエルサレムにおいて、軌道エレベータが登場。
Sid Meier's Civilization IV
宇宙船のパーツ生産を加速する建造物として登場する。
38万キロの虚空
宇宙植民計画の一環として、軌道エレベータが建設されている。
スターオーシャン ブルースフィア
軌道エレベータ「エクス・トロキア」の最上部にある惑星管理コンピュータが、定期的に文明を滅ぼしている。

[編集] 映画

仮面ライダーカブト GOD SPEED LOVE
『仮面ライダーカブト』の劇場版。「天空の梯子」と呼称される軌道エレベータが登場。実写映画で軌道エレベータが登場するのは、この作品が世界初である。
宇宙エレベータ 〜科学者の夢みる未来〜
日本科学未来館監修のオリジナルアニメーション。軌道エレベータを中心に､「少女のある一日」を描いた作品。科学者の思い描く未来を体感できる[15]。

[編集] テレビドラマ

スタートレック:ヴォイジャー
第61話「謎の小惑星」("Rise") において、異星人の建造した軌道エレベータ（劇中では「ステーションケーブル」と呼称）が登場する。

[編集] 楽曲

宇宙エレベーター
capsuleの楽曲。アルバム「S.F. sound furniture」所収。

より詳細な作品リストは、石原藤夫と金子隆一の共著『軌道エレベータ -宇宙へ架ける橋-』の巻末付録「『軌道エレベータ』SF作品リスト」を参照。なお、同書によれば『ドラゴンボール』に登場する「カリン塔」も、軌道エレベータと見なされている。

[編集] 関連項目

[編集] 参考文献

[編集] 脚注

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  1. ^ 『軌道エレベーター -宇宙へ架ける橋-』130頁
  2. ^ Bradley Edwards, Eureka Scientific, NIAC Phase I study
  3. ^ Bradley Edwards, Eureka Scientific, NIAC Phase II study
  4. ^ http://isr.us/SEHome.asp?m=1
  5. ^ "The Audacious Space Elevator". NASA Science News. 2008-09-27 閲覧。
  6. ^ Artsutanov, Yu (1960). "To the Cosmos by Electric TrainPDF". Young Person's Pravda. 2006-03-05 閲覧。
  7. ^ J. Pearson (1975). “The orbital tower: a spacecraft launcher using the Earth's rotational energy” (PDF). Acta Astronautica 2: 785–799. DOI: 10.1016/0094-5765(75)90021-1.
  8. ^ http://www.isr.us/research_es_se.asp
  9. ^ Science @ NASA, Audacious & Outrageous: Space Elevators, September 2000
  10. ^ "Space Elevators: An Advanced Earth-Space Infrastructure for the New Millennium". 2009-03-29 閲覧。
  11. ^ http://www.liftport.com/
  12. ^ ケスラーシンドローム
  13. ^ タコマナローズ橋の崩落事故が有名
  14. ^ a b 『軌道エレベーター -宇宙へ架ける橋-』186頁
  15. ^ 全天周映画「宇宙エレベータ　～科学者の夢みる未来～」 | 日本科学未来館

[編集] 外部リンク

"http://wkp.fresheye.com/wikipedia/%E8%BB%8C%E9%81%93%E3%82%A8%E3%83%AC%E3%83%99%E3%83%BC%E3%82%BF" より作成
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