夢の宇宙エレベーター、その実現味はいかに（2/5）
地上に達する前に自らの重みで切れる
宇宙エレベーター実現のために必要なケーブルの長さは約10万km。地球の直径が1万3000kmなので、10万kmと言えば、その8倍の長さだ。先端部分では地球から離れようとする遠心力が働く一方、地球に近い部分では、重力によって地球に向かって引っ張られ、釣り合いをとることとなる。ものすごい力（1mm2当たり数トンレベルの応力）で引っ張られるため、その力を受けとめられるケーブル用の素材が必要となる。
10万kmのケーブルが実現できれば、3万6000km上空にある静止衛星から、地球に向けてそのケーブルをたらせば地球の引力でもってどんどん地上に降りていく。一方、ケーブルを垂らすばかりでは地球の引力で静止衛星ごと引っ張られてしまうので、地球と逆方向に、やはり同じようにケーブルを伸ばす必要がある。このケーブルは遠心力でこれまたどんどん地球から離れる方向に向かって伸びていく。最終的には、10万kmの長さのケーブルが地表から宇宙に向かって伸びた状態になる。
そこで当然疑問となるのが、「そんなケーブルは存在するのか？」ということである。3万6000kmの上空から地球に向けて垂らすことを考えると、自重だけでも相当な重さになるので、そこいらの材料では地上に達する前に自らの重みで切れてしまう。
一般に地球から離れるほど、重力は距離の二乗に比例して小さくなり上空3万6000kmではほぼゼロになる。そのため、3万6000km上空からケーブルをつりさげても、そのままケーブルの重さがかかるわけではなく、細かな計算はさておき、理論上は破断長（ケーブルが自重により破断する限界の長さ）が5000kmのケーブルが必要となる。つまり一様な重力場で一様な太さのケーブルを垂らした際に耐えられるケーブルの長さとして、5000kmの材料が必要と5000kmの材料が必要というわけだ。
例えば、鋼鉄でケーブルを作り、上空からたらしたとしても、自重に耐えられるのはせいぜい50km。高強度材料として知られる炭素繊維（飛行機や自動車の車体にも使用され始めている）が250km程度と、5000kmには程遠い。主な材料の破断長を参考に表1に記載するが、破断長が5000kmという水準の実現がどれだけ難しいことなのかが理解できるだろう。
これまで、求める強度を満たせる材料が地球上には存在しないと考えられていたが、1991年の世紀の発見を機に、風向きが変わった。一気に実現の可能性が高まったのである。その世紀の発見が、カーボンナノチューブだ（CNT：carbon nanotube）。カーボンナノチューブは、アルミニウムの半分の軽さで鋼鉄の20倍の強度を持つ「夢の材料」である。
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以上は「日経テクノロジー」より
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