(1)「みんなで宇宙旅行」が解決する
愛のGoogle GeminiとMicrosoft Copilot(ChatGpt)に以下の質問をしてみた。
「重量25トンの宇宙船を高度1万メールまでカタパルトで引き上げ、時速2000キロで打ち上げる場合、その後宇宙船を*第一宇宙速度、*第二宇宙速度に加速するのに必要なロケットは、アルテミス2計画のSLSロケットと比較して、どれくらいの規模や能力が必要か」
*射出路(投石機): リニアモーター車を上向きに走らせる施設
*第一宇宙速度(時速約2万8千km): 約 7.9 km/s: 地球を周回できる人工衛星の速度
*第二宇宙速度(時速約4万km）: 約 11.2 km/s: 地球の重力を振り切り月に行ける速度
以下各AIの答えから抜粋
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Gemini
表
目標,必要な追加速度,推定ロケット総重量,SLS Block 1（月遷移軌道投入時）との比較
第一宇宙速度 (LEO),約 8.9 km/s,約 350〜450トン,SLSの約1/6の重さ（ファルコン9程度）
第二宇宙速度 (月・惑星間),約 11.9 km/s,"約 800〜1,100トン",SLSの約1/3〜1/2の重さ
[!NOTE]
カタパルトによって「最も空気抵抗が大きく重力が重い地上〜高度10km」をスキップできるため、地表から打ち上げるよりも20〜30%程度ロケットを小型化できる計算になります。
Copilot
結論として:
第一宇宙速度（低軌道）までなら: カタパルト込みでも、Falcon 9〜H-IIA クラスの中〜大型ロケットが必要なレベル。SLS ほど巨大ではないが、「本格的な多段ロケット」は必須。
第二宇宙速度（地球脱出）までなら: 25トンを送るには、SLS Block 1とほぼ同クラスの能力が必要。カタパルトの効果は「SLS をちょっとだけ小さくできる」程度で、クラスとしては依然SLS級。
ざっくりしたイメージまとめ
カタパルト（10 km・2000 km/h）は、ロケットの仕事量を1〜数割も減らすような「魔法」ではない。
-------------------> ここまでAI
分かった事は、
25トンの場合、第二宇宙速度(月に向かう)は*射出路により打ち上げの優位性は無い。第一宇宙速度で地球周回軌道はなんと行けるが、中型級のロケットが必要では大きい優位性は得られない。
そこで、重量を半分に減らして以下の質問をした。
「前述のカタパルト方式で打ち出す宇宙船の重量を10トンとし、高度1万メートルから時速2500キロで宇宙船を打ち出すとすると、第一宇宙速度と第二宇宙速度に達するのに必要なロケットはどのようなものになるか。」
GeminiとCopilotでは反応が随分違った。
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Gemini
宇宙船（ペイロード）の重量を10トンまで軽量化し、射出条件を高度1万メートル・時速2500km（マッハ2.0強）に引き上げると、ロケットの設計難易度は劇的に下がります。
この条件は、空対空ミサイルを積んだ戦闘機が超音速巡航中に点火する状況に近く、航空宇宙工学的には非常に「現実味」を帯びてきます。
第一宇宙速度（LEO）を目指す場合
ロケット重量: 約110〜140トン
規模感: 日本のH3ロケット（約570トン）の4分の1以下、または米国のファルコン9（約550トン）の4分の1以下です。
構成: 2段式ロケット。
実現性: 140トンであれば、前述の*「ストラトローンチ（積載250トン）」なら余裕を持って空中で切り離せます。カタパルト方式でも、レール長を確保すれば建設可能なレベルです。
*「ストラトローンチ（積載250トン）」: 大型ジェット飛行機で持ち上げ上空で切り離して、ロケットを打ち上げる方式。
第二宇宙速度（脱出）を目指す場合
ロケット重量: 約300〜350トン
規模感: SLS Block 1（約2,600トン）の約1/8、H3ロケットよりも一回り小さい程度。
構成: 3段式ロケット。
実現性: 350トンを高度1万mで時速2500kmまで加速させるのは、航空機（母機方式）では現在の限界を超えますが、カタパルト方式であれば射出可能な範囲に入ってきます。
Copilot
どんなロケットになるかのまとめ
第一宇宙速度（低軌道）まで:
質量規模: 総質量およそ 100〜300トン級
構成: 2〜3段の液体ロケット（LOX/LH₂またはLOX/RP-1など）
推力: 数MN級（中型エンジンのクラスター）
クラス感: 「中型〜やや大型の軌道ロケット」を、カタパルト＋空中発射に最適化したもの。
第二宇宙速度（地球脱出）まで:
質量規模: 総質量およそ 400〜600トン級以上
構成: 3段以上の多段ロケット（高比推力上段必須）
推力: 5〜8 MN級（大型エンジン複数基）
クラス感: 「重打ち上げロケット」クラス。ただしペイロードが10トンと比較的軽いので、SLS ほどの超巨大ロケットまでは要らないが、依然としてかなり大掛かり。
一言でいうと
カタパルトで 10 km・2500 km/h まで持ち上げても、
ロケットが負担するΔvは依然として 8.5〜11.5 km/s 程度で、
ロケットは中〜大型クラスが必須です。
第一宇宙速度用: 中型〜やや大型の多段ロケット。 第二宇宙速度用: 数百トン級の重打ち上げロケットに近い規模。 ------------------->
第一宇宙速度は行けそうである。ここまでで面白かったのは、Geminiは非常に前向きで、
「10トンというペイロードは、有人探査機や大型衛星を運ぶのに十分な重さです。もしこのカタパルトが完成すれば、「SLS 1回のコストで、10回以上の月探査機を打ち上げられる」ような革命的なインフラになる可能性があります。」
などと極めて肯定的な反応があった。
一方、Copilotは
「一言でいうと、10 km・2500 km/h まで持ち上げても、ロケットが負担するΔvは依然として 8.5〜11.5 km/s 程度で、ロケットは中〜大型クラスが必須です。」
と数式も色々多用して、*射出路式の優位性が小さい事を強調する様な内容だった。
Geminiは前向きに*射出路式の利点に比重を置いて、実現できればすごいと言って、夢を追って冒険をする起業家を支援する様な感じ、一方Copilotは物理数式を多用して、実現しても優位性が低い事に比重を置いて、難題を押し付けられ、困難さを強調する現場の技術者向けと言う感じだった。
飛翔体について長々と考察をしてしまった。AIとの問答は結構疲れる。単純に複写貼り付けする人は、そうではないだろう。
射出路式の飛翔体打ち上げが、何故表題の「原発廃棄物の処理方法」に関係するかは次回(たぶん)としよう。
