宇宙人は地球を訪れることができるのでしょうか？航空宇宙科学者が星間宇宙飛行の課題を解明する

2026年5月22日、国防総省は、未解明の飛行物体と思われるものを映す、これまで機密扱いとされていた写真とビデオの2セット目を公開した。これらの事件の影響は、2023年7月には政府の内部告発者グループが議会で米国政府が地球外宇宙船と容疑者の身体の一部を秘密裏に保管していると証言して始まったプロセスの頂点に達した。

この議会での議論は、政府と科学界の両方でUFO報告がますます真剣な議論の対象として扱われるという文化的変化の始まりを示した。

しかし、この新たな正当性は当然のものなのでしょうか？航空機や宇宙船の設計を研究する航空宇宙科学者として、私は数学、物理学、工学原理を使用してこの問題に取り組みます。地球外からの訪問者の可能性を評価するには、地球外宇宙船が地球に到達するために乗り越えなければならない障害を理解する必要があります。

距離の圧制

私たちの太陽系には知的宇宙生命体が存在するという証拠はありません。したがって、地球外からの訪問者はおそらく、私たちの天の川銀河の別の星系から来たに違いありません。

太陽に最も近い星であるプロキシマ ケンタウリは、4.25 光年 (約 25 兆マイルまたは 40 兆キロメートル) 離れています。

遠近法として、地球がエンドウ豆の大きさだとすると、プロキシマ・ケンタウリまでの距離は、ニューヨークとオーストラリアのシドニーの間の距離とほぼ同じになります。

地球に最も近い星でさえ、信じられないほど遠くにあります。

知的生命体が存在すると考えられている恒星はほんの一部であるため、最も近い異星文明は、もし存在するとしても、プロキシマよりもはるかに遠くにあるに違いありません。

スピードの必要性

星間の距離の大きさを考慮すると、異星人の地球への旅が何年も、場合によっては数世紀に及ぶことは避けられません。しかし、輸送時間が長くなるにつれて、ミッションを危険にさらす可能性のある壊滅的な事故やシステム障害のリスクも高まります。したがって、できるだけ高速で運転し、長時間の運転を避けることが重要です。

いかなる物体も光の速度 (秒速約 186,000 マイルまたは 300,000 キロメートル) に達することも、それを超えることもできません。しかし、そのしきい値に近づくずっと前に、エンジニアリング上の制約が存在し始めます。入手可能な燃料が限られており、構造的損傷の可能性があるため、宇宙船の最高速度は制限されます。

星間飛行速度に許容される上限はありませんが、現実的な巡航速度として、研究では光速の 10% である秒速 19,000 マイル (30,000 km/h) に収束する傾向があります。その速度で10光年の旅には約100年かかります。

夢に燃料を与える

船を巡航速度まで加速する方法を見つけることは、エイリアン研究者にとって直面する主な課題です。

星間空間は容赦なく広大ですが、空にはいくつかの利点があります。空気が不足しているということは、空気抵抗が存在しないことを意味します。したがって、船が巡航速度に達すると、推進システムをオフにして、最終目的地に向かって飛行することができます。残念ながら、大気圏が存在しないということは、到着前に船の速度を落とすものが何もないことも意味します。したがって、理想的には、推進システムは旅行の開始時の加速と終了時の減速の両方に使用されます。

よりエキゾチックな推進戦略の 1 つは、高出力のレーザー ビームを使用して宇宙を航行する船を推進するものです。ビームは乗客のホームスター近くの固定アレイから投射され、船に取り付けられた薄い反射帆に向けて照射されます。ビームの光子は帆に放射圧力を及ぼし、船を前進させます。

このアプローチには、船内に燃料を必要としないという大きな利点があります。しかし、レーザーを稼働させるために必要なエネルギーとインフラストラクチャーの量は膨大なものになります。また、ビーム駆動には減速機構がありません。この方法は、せいぜい、減速に別のシステムを使用するハイブリッド戦略の一部として導入できます。

より現実的なアプローチは、ロケット推進を使用することです。ロケットは、高速の排気を後流に噴射することによって、推力としても知られる推進力を生成します。発射方向を逆にすることで、ミサイルを船の速度を落とすために使用することもできます。

それらの主な欠点は、ロケットが乗客、生息地、その他の生命維持システムを運ぶことに加えて、独自の燃料も運ばなければならないことです。追加の負荷にはさらに多くの燃料が必要になります。言い換えれば、燃料を移動するには燃料が必要です。その結果、費用のかかる雪だるま式効果が発生し、全体の燃料必要量が異常な割合に増加する可能性があります。

ロケットの推進は大きく 3 つのカテゴリに分類できます。

化学推進では、化学反応 (通常は燃焼) を利用して、原子間の結合からエネルギーを取り出します。これまでのすべての有人宇宙ミッションでは化学推進が使用されてきました。この方法の問題は、燃料に含まれるエネルギーのごく一部しか利用できないことです。

その結果、巡航速度 19,000 マイル/秒 (30,000 km/h) の宇宙船で化学推進を使用するには、観測可能な宇宙の全質量よりも多くの燃料が必要となります。

反物質推進は理論的には最も効率的な選択肢です。反物質が通常の物質と接触すると、両者は互いに消滅し、それらを合わせた質量の 100% がエネルギーに変換されます。これにより、燃料が船の総質量の 4 分の 1 以下の場合でも、同じ巡航速度 (光速の 10 分の 1) を達成することが可能になります。これは SF の燃料効率であり、反物質は星間推進の魅力的な選択肢となります。

欠点は、反物質は非常に不安定で、作るのが難しいことです。これまでのところ、素粒子物理学者が生成した反物質は1グラムの200億分の2未満です。さらに、これらの粒子の寿命はほんの数秒で、価格は数億ドルでした。

核融合は、反物質に代わるより実行可能な代替手段を提供します。このアプローチは、太陽に電力を供給するのと同じプロセスを使用して、原子核内に蓄えられたエネルギーを収集します。現在の技術でも核融合エンジンは依然として野心的ですが、理論上は化学ロケットの 1 キログラムあたり 1,000 万倍のエネルギーを生成できる可能性があります。

それでも、巡航速度 19,000 マイル/秒 (30,000 km/h) の核融合燃料船には、船自体の質量の 150 倍に相当する燃料が必要になります。

微妙なバランスをとる行為

これらの数字は、地球外からの訪問者が原子炉から放出されるエネルギー（核融合であれ、反物質であれ）を効率的に推力に変換する方法を発見したことを前提としています。

同様に重要なのは、非常に軽量でありながら非常に安全な最適な燃料タンク構造を作成できなければならないことです。燃料タンクから船体に至るまでの船の構造の設計は、ミッション全体の中でエンジニアリング上の最大の課題の 1 つとなります。

星間空間には、まばらに散乱した水素原子と微視的な宇宙塵粒子が含まれています。毎秒 19,000 マイル (30,000 km/h) の速度で、粉塵の粒子が .22 口径の弾丸のエネルギーで船体に衝突します。水素原子の衝突は、最も耐久性のあるエンジニアリング材料さえも侵食する可能性のある激しい放射線カスケードを生成します。

この攻撃を生き延びるには、複雑な磁気シールドを備えた飛行要塞が必要です。これにより船全体の質量が増加し、燃料の需要がさらに増加し​​ます。

この例は、あらゆる恒星間宇宙船を悩ませる数百もの微妙な設計上の妥協のうちの 1 つにすぎません。個々の設計要件はフィルターとして機能し、考えられる解決策の数を減らします。

すべての要件を同時に満たす単一のシステムを見つけることは、オンラインで車を購入することに似ています。四輪駆動、黒色の外装、走行距離が 10,000 マイル未満など、新しいフィルターをオンにするたびに、利用可能なオプションの数は減っていきます。

設計要件が相互に緊張している場合、たとえば、軽量でありながら非常に耐久性のある構造が必要な場合、考えられる解決策の数はゼロになる可能性があります。

地球への星間旅行を禁止する物理法則は一つもありません。しかし、何百もの極端で、しばしば矛盾するエンジニアリング要件の複合的な影響により、これは物理的に不可能になる可能性があります。

異星文明が現在人類に知られているものを超える新技術を発見した可能性もある。しかし、ここで説明した例のように、そのようなテクノロジーは必ず独自のエンジニアリング上のハードルに遭遇します。

1兆ドルの疑問

結局のところ、工学上の課題は、星間旅行を妨げる数多くの障壁の一部にすぎません。潜在的な宇宙人訪問者は、十分な認知能力、技術的成熟度、物理的資源、集団的な情熱、地球への近さも必要となります。

しかし、もし星が一直線に並び、エイリアンの宇宙船が無傷で地球に到達したとしたら、「彼らはどこから来たのか？」という激しい疑問が殺到することになるだろう。彼らは何を望んでいますか? 彼らは何でできていますか?

しかし、宇宙のより深い謎を解明する上で最も奥深い疑問は、「一体どうやって彼らはここに来たのか?」ということだ。

この記事はから転載されました 電話複雑な世界を理解するのに役立つ信頼できる事実と分析を提供する独立した非営利報道機関。それは次の人によって書かれました： カイ・ジェームス、 ジョージア工科大学

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カイ・ジェームスは、この記事から利益を得るであろういかなる会社や組織にも勤務したり、相談したり、株を所有したり、資金を受け取ったりすることはなく、学術上の任命以外に関連する所属を明らかにしていません。