ユニットの運搬車両について

『ユニットの密度と肉厚について』でユニットの質量が決まったので、そのユニットを運搬する車両などについて考えます。

ユニットの質量が約200tもあると、接地圧の関係から、多装輪式か装軌式のドーリーになると思います。また、転覆を防ぐために車体幅を広くして重心を低くすることも必要と思います。根拠はありませんが、車体の質量は搭載するユニットと同じくらいにした方が良いかもしれません。

となると、ドーリーとユニットの質量を合計すると約400tかそれより少し多い約500tくらいになります。いくら多装輪式や装軌式にしても、何度も往復しているうちに輸送路に深い轍が刻まれてしまうと思いますし、かといって、これだけの重量物を輸送できる道路をそう何本も確保したり、頻繁に補修するのは難しいと思います。

解決策としては、輸送路をパネルなどで舗装することですが、それだけの手間を掛けるなら、鉄路を敷設して鉄道にしてしまった方が良いかもしれません。ドーリーのように「舗装路以外でもなんとか走れる」ということがないので、建設の進展に伴って何度も鉄路の移設を行わなければなりませんが、設置場所でアームの長い大型クレーンを使うことで、移設の頻度を下げることができると思います。また、鉄道にすれば、ドーリーより高速で大量に輸送しやすくなりますし、地下鉄やモノレールなどのように軌道から給電を行うことにすれば、車体に大量の燃料などを搭載しなくてすみます。

今までクレーンかドーリーで輸送すると考えていましたが、今後は鉄道（電車）で輸送するということで考えていきます。

ユニットの密度と肉厚について

『ユニットの質量について』でユニットの質量を決めたあと、おおざっぱに密度や肉厚を考えました。

ユニットの質量が約80t、内寸の床面積が80平方ｍ（幅20m・奥行き4m）とすると、床面積1平方ｍ当たりの質量は約1tとなります。水なら厚さ約1mです。
ですが、ユニットは水でできているわけではないので、密度を月の平均密度3.35ｔ/立方ｍと同等と仮定すると、厚さは約33cmとなります。そして、この厚さを天井、床、そして、側面や補強部分の厚みで3等分すると、天井と床面の厚さは約11cmになります。

この厚みだと、ユニットの寸法や、雲の海市を構成する重要部分として容易に交換できないことなどから考えると、強度や耐久性に不安を感じます。根拠はありませんが、倍の約20cmはほしいです。

とすれば、

•  ユニットの質量を約80tから倍の約160tにする
• 約80tで収まるように、ユニットを分割する 

ことになりますが、ユニットにしたのは、設置の際の作業効率向上、特に、宇宙服を着ての作業を極力減らす、目的だったので、輸送の負担は増えますが、ユニットの質量を倍の160tにした方が良いと考えます。また、さらに余裕を加えて、この先計算しやすいように、約200tということにします。
ユニットを分割することについて考えた際に、ユニット同士の接合やユニットを月面に固定することも必要で、そのためにボルトを使用したり、ほぞ組みを使用したりもすると考えると、加えた余裕はその部分のための質量などとすれば、そんなに根拠なしではないという気もします。

昨日考えた質量から2.5倍になってしまいましたが、昨日より根拠のある値にできましたし、おおざっぱにでも考えて良かったです。

ユニットの質量について

雲の海市の建設の際、ユニットの製造工場を途中で移設した方が良いか、ユニットの輸送距離を延ばした方が良いかを考える前に、ユニットの質量について少し考えました。

ユニットは内寸とおおざっぱな形状、そして、材料しか考えていないので、体積と密度から質量を考えるのは難しいです。
ただ、

•  床面の内寸が20 × 4（m）で80平方mになる
• 月面の表土を主な材料にする
• 上に月面の表土を暑くかぶせるほか、ユニットを重ねることもある
• トレーラー・ドーリーで輸送する 

という設定から、約80tと仮定しておけば、そんなにひどく外れるということはないかと思っています。これ以上重くなれば輸送が困難になりますし、これ以上軽くなれば、強度と耐久性が不安になる気がします。

この80tのユニットを輸送するとしたら、どれだけの建設・輸送機械が必要になるかを考えた上で、冒頭のどちらが良いかを考えるつもりですが、ユニットの型はユニットほど重たくないでしょうし（10分の1も無理ではない？）、加熱炉も断熱材次第ではユニットより大型でも少し軽いくらいにできるかもしれないという気がするので、移設した方が合理的になる気がしてきました。

ユニット製造工場の立地について

先日の『ユニット製造工場について』で、雲の海市の建設に必要なユニットを製造する工場の規模が大体分かりました。

ですが、『雲の海市の広さ』で、雲の海市は全体で約数十km四方と書いています。工場の規模が大きいからと1ヶ所に設置して製造するとなると、ユニットの輸送距離が長くなって（最大で往復数十km？）効率的とは言いがたくなってしまうと思います。工場を複数ヶ所に分散したとしても、1度に必要になるのは約10km四方の範囲だけなので、輸送の効率化にはあまりつながらないと思います。

となると、大規模工場とはいえ、途中で移設するのが良いということになるのかもしれません（さすがに、使い捨てにして新しい場所に新設は無理と思いますが、それまでの工場を輸出用資材製造工場に転用した上で新設するというのはありと思います）。工場の移設とユニットの輸送距離が延びることのどちらが手間かはさらに考えなければ判断できませんが、建設計画が6つの期に分かれていますし、2期ごとか中間の3期終了時に移設するとちょうど良いかもしれません。

本当に移設するとなると、主要電源（太陽光か原子力発電所）のように移設が難しいものは最初から工場には含めないで、原材料の処理設備、型、加熱炉、管理設備、従業員のためのスペースも移設を前提とした、分解輸送がしやすいものにした方が良く、月面の表土の採取場所も建設・移設予定地ごとに確保した方が良いということになるかもしれません。また、移設工事期間中と直前直後はユニット製造ができなくなるので、雲の海市の建設は一時中断となるか、ユニットを必要としない、整地工事中に行う（この場合、土木用車両がより必要になると思います）と良いかもしれません。

考え始めると、キリがないなとつくづく思います。

建設機械の動力について

雲の海市の建設には、大型の建設機械が多数必要です。

ですが、地球で使われている大型建設機械と同じディーゼルエンジンを使用することはできませんし、太陽光発電 ＋ 蓄電池では非力な上に、建設機械としてあまり適切ではないと思います。

そこで、どういう動力だったら良いだろうと考えて、屋外で使用する自走式建設機械（ブルドーザーなど）の場合、

1.   ディーゼルエンジン ＋ 液体酸素（現在でも一部の潜水艦で使用されています）
2. 燃料電池
3. マイクロ波送電 ＋ 蓄電池
4. 原子力（原子炉で蒸気を作り、タービンを回して回転力を取り出す）
5. 原子力（核物質の崩壊熱で蒸気を作り、タービンを回して回転力を取り出す）  

などが候補になるかと思いました。

とにかく大きな動力が必要であれば、4.が実績もあって良いと思いますし、比較的小さい動力でも、5.だと燃料も酸素も補給しなくて済むので、1.2.より補給が楽になります。もちろん4.5.は核物質の取り扱いという難しさはありますが、月面上ではもともと宇宙放射線が強いので、これへの防御・対策がしっかりしていれば、補給が楽というメリットを打ち消すほどではないと思います。核物質も、月面で採掘・加工できれば、地球から打ち上げる（軌道エレベーターの使用もあり得る）際の危険性も減らせます。ただ、核物質（燃料）の地球からの打ち上げには技術的な問題よりも政治的な問題の方が大きく影響しそうなので、安定供給が問題になるかもしれません。

月面での自給を重視すれば、2.3.が良いと思います。3.のマイクロ波送電はまだ実用化されていないようですが、可能になれば、大規模な太陽光発電施設からの電力で動かせることになり、一番有利かもしれません。また、2.なら、すでに実績が豊富ですし、3.ほど大規模なインフラ（特に、夜に備えて月の南極の無影地帯などからの送電網）を必要としません。さらに、水を分解して水素と酸素を取り出す設備なら、従事者などの生活用の酸素製造設備などと共通化することもできます。

実際にどうなるかは、どれくらいの能力を持つ建設機械が必要になるか次第（小型を多数ということは、整備の手間が増えるのでないと思います）ですが、そこまではまだ考えていないので、次の機会に考えることにします。