はじめに

イオンエンジンの重要性

人類が確立した宇宙への“現実的”な移動手段は、ロケットしかない。ロケットは世界各国さまざまあるが、やや乱暴にいえば、その質量は約100–1,000トン、費用は数十億–数百億円になる。そしてそのロケットの大部分は、宇宙に行くための燃料でできている。実際に人工衛星や探査機のペイロード質量はロケット全体の質量の5%にもならない。地球の周りを回る人工衛星で約2–3%程度、地球重力圏を離脱して小惑星、火星や木星に行くなら1%未満まで減少する。また人工衛星や探査機自体にも、軌道修正や姿勢変更のための燃料を搭載しており、さらに宇宙で生存するために必要なバッテリー、太陽電池、温度管理のためのヒータなどの生きていくために必要なバス機器の質量を差し引くと、ミッション機器が占める質量は打上質量全体の0.1%にもならない。本稿で説明するイオンエンジンは、宇宙機の燃料を、従来のヒドラジンなどの化学燃料を使ったスラスタ（以下、化学ロケット）と比較し、10倍節約できる推進技術である。