推進原理から見たＵＡＰの飛行特性：日本の研究者による論文

●編者注：国内にＵＡＰの推進原理を研究している学者がいらっしゃいますので、要約して紹介したいと思います。

原本は英論文で１３ページ程になります。

 

 

推進原理から見たUAP（未確認異常現象）の飛行特性-推進原理から導かれる飛行性能

宇宙推進研究開発機構（ASPIL）（旧NEC宇宙開発本部）

BY.Yoshinari Minami

 

 

 2023年5月29日発行

 

ABSTRACT: 本稿は、UAP（Unidentified Aerial Phenomena：未確認航空現象）の実体とその特異な飛行性能について、推進理論の観点から解明するものである。

未確認航空現象（UAP）は、部分的に未知の異常な航空機であると同定され、未確認異常飛行物体（UAV）または未確認飛行物体（UFO）と呼ばれ、世界的に観測されている。これらの未確認飛行体は通常、極めて高速で移動したり、極めて高速で方向を変えたり加速したり、長時間動かずにホバリングしたりするなど、異常な飛行特性を示している。

UAPは恒星間航行が可能な有人宇宙船であり、惑星に到達すると惑星の大気圏内を自由に飛行する航空機である。飛行メカニズムは重力発生メカニズムと同じ原理であり、連続体としての空間の性質からくる空間の曲率、つまり湾曲した空間から発生する加速度に由来する。本稿では、宇宙推進物理学の観点から、UAPの推進原理、推進メカニズム、そこから必然的に得られるUAPの特徴的な飛行性能など、UAPの実体を明らかにする。

 

 

はじめに

　歴史的によく言われることだが、1947年、米国の実業家ケネス・アーノルドがワシントン州レーニア山付近を飛ぶ円盤状の物体を目撃し、空飛ぶ円盤と名付けた。国防の観点からアメリカ空軍が詳しく調査し、UFO（Unidentified Flying Object）と総称されるようになった。現在、2021年6月25日に発表された国家情報長官室の報告書では、UFOの代わりに「UAP」（Unidentified Aerial Phenomena）という名称が使われている[1]。＊現在はUAP未確認異常現象。

 

　未確認飛行物体（UFO）と呼ばれる未知の異常な航空機であることが部分的に確認されている未確認異常現象（UAP）が世界的に観測されている。

米国防総省が2021年6月に発表した未確認異常現象（UAP）調査報告書を受け、NASAは今秋にも科学者チームを結成し、未確認異常現象（UAP）の調査を開始すると発表した。

映像に現れる物体は、現在の技術ではまったく実現不可能な形や動きをする。

そのため、UAPの推進原理の解明と、そこから得られる飛行性能の理論的説明が最大の成果となる。

　これらの未確認飛行物体は通常、極めて高速で移動し、極めて高速で方向転換または加速し、長時間動かずにホバリングするなど、異常な飛行特性を示す。

更に、飛行面や制御面を持たず、ニュートンの第三法則に違反するような目に見える推進手段を持たず、宇宙、空気、水などの複数の媒体の中で、明らかな障害、ソニックブーム、ヒートダンプなしに活動できるという点で、これらのクラフトは物理法則に違反しているように見える。

 

　複数のモダリティ（視覚、レーダー、赤外線画像などを含む）でUAPを観測した複数の専門家の目撃者がいた。

速度や加速度などの運動量を推定するのに十分な情報があった。UAPは100Gから5000Gをはるかに超える不合理なほど高い加速度を示す。

ここで「G」は重力加速度（9.8m/s2 ）を表す。レーダー観測の分析によると、平均加速度は5950Gであり、1000kgの質量を持つと仮定すると、時間の関数としてのUAPの出力は、約1100GWのピーク出力を示している[2]。

 

　これらのUAPが飛行面や明らかな推進機構を示さず、ソニックブームも発生せず、我々が関与すると予想される数百ギガワットの電力を考えると放出されるであろう過度の熱もないという事実は、これらの異常なクラフトが我々がよく知らない技術、工学、または物理学を利用していることを強く示唆している。

1000Gで加速するクラフトが光速の様々なパーセンテージに到達するのにかかる時間。わずか1時間足らずで、一定の1000Gで加速している船は光速の10％に達するだろう。

　主なポイントは、これらのUAPの観測された加速度が恒星間航行に必要な加速度と一致しているだけでなく、これらのUAPのいくつかは、印象的な恒星間航行能力を持つ宇宙船である可能性を示唆する能力を示しているということである。

 

UAPから見える特徴：宇宙ロケットとの比較

　これまで多くの無人探査機が打ち上げられ、有人月探査は化学ロケットを使って行われてきた。しかし、化学ロケットは速度が遅いため、有人惑星探査はせいぜい火星までで、火星以遠の有人惑星探査は不可能である。現在のロケット方式では有人惑星探査は実現できない。推進理論の観点からも、化学ロケットとは異なる推進システムが求められている。

 

つまり、真空空間の連続体というフィールドの性質から得られる、化学ロケットの性能をはるかに凌駕する推進システムが、人類の惑星進出には不可欠なのである。

近代的なロケット、つまり宇宙へ行けるロケットが研究開発されたのは、19世紀後半から20世紀にかけてのことである。コンスタンチン・ツィオルコフスキー（1857-1935）は、ロケットが宇宙へ行けることを計算し、液体ロケットを発明した。ツィオルコフスキーは宇宙旅行の理論を構築したが、実際にはロケットを作ることはなかった。

1926年、ロバート・ハッチンス・ゴダードが世界初の液体ロケットを打ち上げた。

1969年、アメリカはアポロ11号をサターンVロケットで打ち上げ、人類初の月到達を達成した。1960年代から1970年代にかけて、日本とヨーロッパは先進的な宇宙探査機や人工衛星を打ち上げ、宇宙開発の時代へと進んでいった。ツィオルコフスキーは1883年、反作用の作用で推進力が得られること、真空の宇宙空間でもロケットが飛ぶことを発見し、1898年にロケットの運動を導き出した。これにより宇宙旅行の基本ルールが完成した。運動量保存の作用反作用の原理を初めてロケット推進に応用した深い洞察力に敬服する。

　既存の化学ロケット、電気推進（イオンロケット、プラズマロケットなど）、原子力ロケットの推進原理は、いずれも質量を排出して運動量の推力（反力）を誘起する運動量保存の法則に基づく作用・反作用の原理である。最大速度はガス有効排気速度と質量比の自然対数の積で制限されるため、惑星間航行や恒星間航行を実現するには速度が遅すぎる。

そのため、これまで推進方法のブレークスルーが求められてきた。ロケットが到達できる最大速度は、ロケットが後方に噴射するガスの速度に制限され、噴射するガスの速度を超えることはできない。これは、ロケットの速度の限界と、この方式の性能の限界を示している。

現在、地表から直接打ち上げられるロケットは化学ロケットだけである。地表から直接打ち上げるには、地球の重力の1Gを超える推力が不可欠である。推力重量比が「1」を超えない限り、地上から打ち上げることはできない。

しかし、人類はいつまで従来のロケットに頼り続けるのだろうか。10年後、30年後、50年後、100年後？それに比べて、数人しか乗せず、打ち上げ時に大量の排気ガスを爆発的に炸裂させる方法は、決して効率的とは言えない。宇宙船としてのロケットは、乗用車のように小さくコンパクトでなければならない。

　スピードに限界がある現在のロケット方式では、有人惑星探査がいかに不可能であるかが理解できるだろう。月に行くのは簡単だが、せいぜい火星が限界だ。

　まず、推進力の原理について考えてみよう。一般にはあまり説明されていないようだが、推進原理には2種類ある。一つは前述の運動量保存の法則に基づく運動量推力（反動推力）であり、もう一つは後ろから押されて前に進む、すなわち圧力推力である。運動量推力についてはすでに説明したので、次に圧力推力について説明する。

 

推進原理（圧力推力）

　圧力推力の例としては、ソーラーセイルやレーザーセイルがあり、後方からの光子がセイルに当たってセイルを押す。また、水中のピンポン玉は、上面と下面の圧力差によって押し上げられる。また、ジェットやロケットの後方のノズルの圧力は、機体前方の大気圧よりも高いため、後方から押される圧力推力は約10％寄与する。

モーメンタム・スラストに比べ、プレッシャー・スラストは後ろから押されて前進する原理である。ソーラーセイルやライトセイルはこの原理を利用している（図1）。

圧力推力もロケットやジェット機に一部寄与している。つまり、ロケット後方のエンジンノズルの圧力は、ロケット前方の大気圧よりも大きいため、ロケットは後方から押し出される。別の例として、スイマーは足でプールの壁を押すように回転し、車のタイヤは地球の地面を押す。

 

図1.ソーラーセイル、ライトセイル

 

　言い換えれば、既存の推進原理はすべて運動量保存の法則に基づく作用・反作用原理である。推進速度には低速限界があり、将来性はない。新しい推進原理が必要である。

次に、新しい推進原理について説明する。

 

新しい推進原理（フィールド推進システム）

　真空という空間の連続体力学の観点から、筆者が提唱するフィールド推進という概念は、推進原理と性能の点で有望な推進理論（フィールド推進システム）と考えられる[3, 4]。以下にその概念と性能を紹介する。

宇宙船の推進力は、宇宙船から発生するフィールドを媒体とした作用に基づいている。

宇宙船の周囲の時空と宇宙船自身との相互作用によって、宇宙船は時空の構造に逆らって推進される。

フィールド推進システムの代表として、スペースドライブ推進システムは、運動量推力に基づく宇宙船の推進理論ではなく、外場との相互作用から得られる圧力推力に基づく宇宙船の推進理論の概念である。スペースドライブ推進システムは、質量を排出することなく推進される[5, 6]。

推進力は、宇宙船の周囲の時空と宇宙船自体の相互作用から生じる圧力推力である。宇宙船の推進力は、宇宙船の周りの時空と宇宙船自身の相互作用によって発生する場の媒体を介した作用に基づいており、宇宙船は時空の構造に逆らって推進される。

空間は弾性体のような無限の連続体であるという仮定に基づけば、空間の曲率によって引き起こされる宇宙駆動推進理論が可能になる。

　背景に重力発生のメカニズムを説明する高度な理論がなければ、このような高度な推進理論は実現できない。重力の原因は、湾曲した空間領域に発生する加速度場であり、物体が地球に落下するのは、湾曲した空間領域から地球に向かって押し出されるからである。

　この湾曲した空間領域による加速度を推進システムに適用することが重要である。空間の曲率は、重力のメカニズムだけでなく、新しい推進理論においても重要な役割を果たしている[7]。

 

典型的なフィールド推進スペースドライブ推進システム

　比較的よく考えられている宇宙駆動推進システムを詳しく紹介する。

宇宙駆動推進系の飛行性能と飛行特性はUAPと相同であり、UAPの飛行性能を理論的に説明できる。UAPの推進原理を理論的に説明するためには、時空の連続体としての性質を利用した圧力推力に基づく宇宙駆動推進システム（フィールド推進とも呼ばれる）が不可欠であり、その提案となる。

最終的なアウトプットの一つとして、UAPの推進原理と推進メカニズム、そこから必然的に導かれるUAPの飛行パターンと飛行特性は、すべて数式に基づいて理論的に説明することができる。

 

　ここで提案する宇宙駆動推進システムは、一種の圧力推力の推進原理を基礎とし、宇宙のひずみ場や変形場の媒体の作用を利用する場推進システムの一つである。図2は、あらゆる種類の場推進系に共通する基本的な推進原理を示している。

　図2に示すように、フィールド推進系の推進原理は運動量推力ではなく、宇宙船の船首と船尾の間の時空場（または真空場）の圧力勾配（またはポテンシャル勾配）によって誘起される圧力推力である。

宇宙船の後部付近は真空場の圧力が高いので、宇宙船は真空場から押される。宇宙船の前方付近の真空フィールドの圧力は低いので、宇宙船は真空フィールドから引っ張られる。宇宙船の前方付近の真空場の圧力は必ずしも低くはなく、通常の真空場、つまり宇宙船の後方付近の真空場の圧力が高いだけである。宇宙船はこの真空場の圧力分布によって推進される。

逆に、宇宙船の前方付近の真空場の圧力が低いだけで、後方付近の真空場の圧力は普通であることも同じ原理である。いずれにせよ、真空場からの圧力勾配（ポテンシャル勾配）は宇宙船の全領域に形成され、宇宙船は圧力勾配によって推進される。

スペース・ドライブ推進システムの推進原理の要約を図3に示す。

 

推進原理

 

フィールドの圧力との非対称的な相互作用は、宇宙船の推進力を生み出す。

宇宙船の前方にある圧力場の強さは弱まり、後方にある圧力場の強さは強まる。

図2.フィールド推進の基本原理。

 

 

 

 

図3.スペース・ドライブ推進の要約

 

 

　空間は弾性体のような無限の連続体であるという仮定に基づけば、空間の曲率によって引き起こされる宇宙駆動推進理論が可能になる。

背景に重力発生のメカニズムを説明する高度な理論がなければ、このような高度な推進理論は実現できない。重力の原因は、湾曲した空間領域に発生する加速度場であり、物体が地球に落下するのは、湾曲した空間領域から地球に向かって押し出されるからである[7]。

この湾曲した空間領域に起因する加速度を推進システムに適用することが重要である。空間の曲率は重力のメカニズムだけでなく、新しい推進理論においても重要な役割を果たしている。

 

もうひとつのフィールド推進ZPFフィールド推進システム

　前述したように、フィールド推進の推進原理は運動量推力ではない。

宇宙船の船首と船尾の間の空間または真空場から生じるポテンシャル勾配によって誘発される圧力推力。圧力推力としての推進力は、時空構造に対して推進される宇宙船の周囲の空間の相互作用から生じる。H.D.フロニングが図4に示すように、真空場の圧力勾配は宇宙船の全範囲にわたって形成されるため、宇宙船は真空場の圧力勾配に押されて推進する。

 

 

図4.ZPFフィールド推進の概要

 

上記の推進システムは、優れた理論性能を有し、以下のような飛行性能特性を持つため、次世代推進システムとして、いよいよ人類による惑星探査が短期間で実現可能となる。

 

宇宙船の飛行性能と特徴

 

　　スペース・ドライブ推進システムを搭載した宇宙船には、次のような特徴がある[8, 9]。

  1. 推力は体力であるため、慣性力の作用はない。推力が生み出す体力は、宇宙船内のすべての原子に均一に作用するため、乗組員に負担をかけることなく、どんな大きさの加速度も生み出すことができる、

  2. 静止状態から大気中を縦横無尽に素早く発進、素早く停止、直角旋回、ジグザグ旋回などの飛行パターンが可能、

  3. 最終的な最大速度は光速に近い、

  4. 宇宙船の周囲の空気も宇宙船と一緒に加速されるため、宇宙船が大気中を高速（10km/s～100km/s）で移動しても、空力加熱は低減できる。ただし、プラズマ（電離した空気）が宇宙船を包むことが予想される、

  5. 電磁推進エンジンなので、燃焼に伴う熱源、騒音、排気ガスがない、

  6. エンジンと動力源は宇宙船に搭載されている。そのため、宇宙空間だけでなく、惑星の大気圏内でも飛行することができる、

  7. 磁場のパルス制御により、加速度は0Gから任意の高加速度（例えば6000G）まで変化する、

  8. 大気圏に再突入する際の減速は容易である、

  9. 上記d)と同様に、宇宙船の周りの海水も宇宙船と一緒に加速されるため、海水の抵抗が減り、海中を高速で移動することができる。海面衝突による水しぶきを上げることなく、大気圏からスムーズに海に入ることができる。

　ここでは、Fig.5に示すように、コンピュータグラフィックスを用いて宇宙船の動きを詳細に説明する。簡単のため、宇宙船の形状は全方位円盤型とする。

図5(a)に示すように、宇宙船はその局所空間に一定方向に大量のエネルギーを浸透させることができる。

このエネルギーは、局所空間を励起させるために、（宇宙船本体フレームにおいて）全運動量がゼロの状態で注入されなければならない。

すると、励起された局所空間は瞬時に膨張する（図5(a)）。宇宙船を含む空間は、膨張した空間から押し出されて前進する（図5(b)）。

「拡大された空間から押されて移動する」という表現は、宇宙船が湾曲した空間領域を生成し、湾曲した空間の加速度場からの推力を受けて前進することを示している。宇宙船を含む空間は前方へ推進される（図5(c)）。

このように、この宇宙船は、その局所空間を膨大なエネルギー操作で浸透させるパルス的なON/OFFの変化を繰り返すことで、準光速まで加速される（図5(d)、(e)）。吹き上げる場所を変えながら、静止状態から全方位へのクイックスタート、急停止、直角旋回、ジグザグ旋回などの飛行パターンで移動することができる（Fig.5 (f), (g)）。

推力は体力であるため、慣性力の作用はない。この推力は、宇宙船内のすべての原子に一様に作用するため、宇宙船内の乗組員に負担をかけることなく、任意の大きさの加速度を発生させることができる（すなわち、自由落下と同じ）。

すなわち、宇宙船は宇宙船の周囲の空間全体を使って移動するため、宇宙船が激しく飛び回っても、宇宙船は移動空間で停止状態を保持し、乗組員には全く衝撃を与えない（Fig.5 (h)）。

 

 

 

図5.宇宙船の飛行操作の説明（©NHK）

 

 

 

ここでは、米国防総省が公開した飛行物体（UAP）の映像である図6（a）、（b）の宇宙船の動作を、図5（a）、（b）、（c）の動作と推定する。

　　　　　　(a)                                                       　　　　　　　　　　　 (b）

 

図6.米国防総省が公開した飛行物体の映像

 

 

宇宙船の加速

宇宙船の周囲には、宇宙船エンジン（●印）によって湾曲した空間ができる。

宇宙船は、湾曲した空間に発生する場の加速度によって一方向に推進される。加速度αの大きさは、空間の曲率R（00 ）と、湾曲した空間領域 "s "の範囲（a-b）に比例する。

 

 

 

図7.推進原理と曲がった空間から発生する加速度。

 

 

 

すなわち、推進加速度は磁場Bと繰り返しパルス周波数Nによって制御される。

宇宙船の加速 

　

 

なお、白色矮星、中性子星、ブラックホールなどの恒星は強い磁場（108 テスラ-1011 テスラ）を持っている。ブラックホール自身は磁場を発生・維持しないため、磁場はブラックホール周辺の降着円盤のプラズマ電流によって発生する。

 

<例＞

 

 

結 論

　UAPは恒星間航行が可能な有人宇宙船であり、惑星に到達すると惑星の大気圏内を自由に飛行する航空機である。飛行メカニズムは重力発生メカニズムと同じ原理で、連続体としての空間の性質に由来する空間の曲率、つまり湾曲した空間から発生する加速度に由来する。

 

スペースドライブ推進システムとしての新しい推進理論はすでに完成している。スペース・ドライブ推進システム（代表的なフィールド推進システム）とは、宇宙船の推進理論を運動量推力ではなく、外場との相互作用から得られる圧力推力に基づく概念である。

従って、スペースドライブ推進システムは、質量の排出なしに推進される。

ここで提案する宇宙駆動推進システムは、空間のひずみ場や変形場を媒介とした作用を利用するものであり、圧力推力の推進原理に基づいている。推進力とは、宇宙船の周囲の時空と宇宙船自身の相互作用から生じる圧力推力であり、宇宙船は時空構造に対して推進される。

 

　空間は弾性体のような無限の連続体であるという仮定に基づき、空間の曲率によって誘導される宇宙駆動推進理論が可能である。宇宙駆動推進システムの原理は、一般相対性理論と連続体力学の理論から導かれる。宇宙のいわゆる「真空」をゴムのような無限の弾性体と仮定する。空間の曲率は推進理論において重要な役割を果たす。

重力場の方程式から、強い磁場と質量密度が空間の湾曲を生み、この湾曲した空間領域が一方向の加速場を生み出す。湾曲した空間内の宇宙船は、一方向に推進することができる。それらが生み出す力は宇宙船内のすべての原子に一様に作用するため、乗組員に負担をかけることなく、つまり推力が体力であるため慣性力が作用することなく、任意の大きさの加速度を生み出すことができる（すなわち、自由落下と等価である）。

運動量保存の法則に基づく現在のロケットは、原理的に、後方に放出するガスの速度以上の速度を達成することができない。

となると、時間がかかるし、速度が遅すぎて不可能だ。従って、現在のロケット方式では有人惑星探査は実現できない。運動量推力ではなく、圧力推力に基づく推進システムが不可欠である。

上記の宇宙駆動推進システム、ZPFフィールド推進システムは、優れた理論性能と飛行性能特性を有しており、次世代推進システムとして、いよいよ人類が短期間で惑星探査を実現することが可能となる：UAPそのものである。

これらの推進システムによって、人類は有人惑星探査のための推進技術を手に入れ、宇宙へ進出できるようになる。

 

 

参考文献

 

予備評価：未確認空中現象」、2021年6月25日、米国防総省国家情報長官室。

  1. Kevin H. Knuth, Robert M. Powell and Peter A. Reali; "Estimating Flight Characteristics of Anomalous Unidentified Aerial Vehicles", Entropy 2019, 21, 939; doi:10.3390/e21100939.

  2. minami, "宇宙駆動推進の可能性", 第45回国際宇宙連盟（IAF）, (IAA94-IAA.4.1.658), 1994.

  3. minami, "Conceptual Design of Space Drive Propulsion System", STAIF-98, edited by Mohamed S. El-Genk, AIP Conference Proceedings 420, Part Three, 1516-1526, Jan.25-29, 1998, Albuquerque, NM, USA.

  4. minami、"最果ての地へ-宇宙駆動推進システムの理論と技術"、Journal of British Interplanetary Society (JBIS) 50, 1997: 263-76.

    minami, "フィールド・プロパルジョンの概念入門", JBIS 56, 2003：350-5

    minami『グラビテーション-その原因とメカニズム-』ジェネリス出版、2021年4月。

  5. minami"UAP 推進原理とその飛行性能-UAP 飛行特性の理論解析-"，American Journal of Engineering Research (AJER) e-ISSN: 2320- 0847 p-ISSN : 2320-0936 Volume-11, Issue-08, 2022, pp-134-156.

  6. minami、UAP（未確認飛行現象）の正体と解明-推進原理から導かれる飛行性能-、ジェネリスパブリッシング、2023年5月。

 

 

 

 

 

 

●原文（１３ページ）となる論文の一部

 

 

 

 

 

 

@Kz.UFO現象調査会