マスドライバー

マスドライバー (Mass driver) とは、惑星の衛星軌道上や衛星の周回軌道上に物資輸送を大量輸送に向くよう効率良く行うための装置/設備/施設で、地上から第一宇宙速度にまで加速した輸送コンテナなどを「放り上げる」物である（ただしSFなどに登場するロケットを使用した段階式ではマスドライバーだけで第一宇宙速度までは到達しない)。この装置は実用化に向けて様々な研究もなされており、宇宙を舞台としたSF作品にしばしば登場する（大規模なカタパルトとも言える）。
概要.
マスドライバーとは宇宙に大量の物資を輸送するために考案された物で、端的に言えば「コンテナを積んだ巨大な砲弾を打ち上げるための大砲」のような物である。このいささか乱暴にも聞こえるアイデアの原型は、1865年にジュール・ヴェルヌの発表した、『地球から月へ』（日本では『月世界旅行』という作品名で知られている）という作品の中で登場した270mもの砲身を持つコロンビヤード砲である。
2010年代初頭における現在は、技術的にロケット噴射によって衛星軌道にまで上がることや、更にはもっとも近い天体である月に人を送り、無人探査機を太陽系内の他惑星に送ることが可能である。しかしこの衛星軌道へのロケットによる打ち上げでは、キログラム当たり数千ドル（たとえばスペースシャトルでは約8,800ドル/kg程度）という莫大な費用が掛かるため、宇宙空間への物資輸送はコスト面で足踏み状態にあるのが現状である。これをもっと安価に行う方法として発案されたのがマスドライバーである。
現在考えられているものの動力には、弾体の通過に合わせて巨大な砲身に数段階に別けて高圧ガスや炸薬を注入して加速する方法（多薬室砲など）やライトガスガン、電磁石の反発力で段階的に加速・射出するためにコイル（ソレノイド）の中を弾を通過させるもの（コイルガンなど）、更には二本のレール間に高電位をかけ伝導体で出来た弾体か導体を後方に貼り付けた弾体をレール間に挟んで、弾体そのものか弾体の後方に発生したプラズマにかかるローレンツ力による反発で弾体を加速・射出するレールガン等がある。また射出用コンテナの代わりにロケットを砲身に突っ込んで、ロケットを外部から加速して打ち上げる複合的な案もあり、ロケットの燃料節約や積載量の拡大が期待されている。
一方、打ち上げられた弾体には、基本的に推進装置がないため、一度宇宙空間に飛び出してしまえば、慣性の法則に従って飛んで行くだけになる。そこで打ち上げられたコンテナを宇宙空間で受け止めるマスキャッチャーと呼ばれる、受け取り場所も必要と考えられている。
可能性や実用案.
地球上から、有人の弾体をマスドライバーで打ち上げるのはかなり乱暴な方法と言わざるを得ない。なぜなら本来は数kmの上昇距離をかけて加速するはずの速度を、砲身の数百m程度の距離で加速するマスドライバーは、弾体に強い加速度がかかるためである。この問題に対して、SF作品の多くは「宇宙船カタパルト」としてのマスドライバーを登場させるなどしている。
マスドライバーは、地球上から有人コンテナを打ち上げるには、加速がかかり過ぎるなどの点で不適切な部分も多いが、地球よりも重力の弱い月や火星などの天体から打ち上げる場合は、非常に有効な射出手段として考えられている。
なお、NASAでは永久磁石を用いるインダクトラックが補助的なマスドライバーとして利用できる可能性があると考え、研究資金を提供している。
ローンチ・リング.
アメリカ空軍とローンチ・ポイント社が共同で研究を進めている。巨大な円形のレール上を回りながらレールガンの原理を利用して加速し、第一宇宙速度に達した時点で発射用のレールに入り打ち上げられる。この方法は約2000Gの加速度がかかるため精密機器を除く物資の輸送に使われるものと思われる。
スリンガトロン.
アメリカ陸軍が研究を進めている。渦巻状のレールの上にボールを載せた状態でレールの円心から外れた位置を中心として回転させるとボールが外側にいくにつれて徐々に加速していく原理を応用する。実際には特殊なメカニズムを利用した円形のものを使う。