Dyson Sphere Program(ダイソンスフィアプログラム)

Last-modified: 2021-02-20 (土) 19:35:20

このゲームの目標であるDyson sphere(ダイソンスフィア)を建築したり、それが生産する電力を受電し実際に利用するための施設。

最終目標だけあって要求される部品も大量かつ生産が大変な物ばかり。安定した建設ができるよう、ここに手を出すまでにはある程度安定した生産ラインを構築しておきたい。

 

基本

建設概要

ダイソンスフィアは、このゲームにおいてはDyson swarm(ダイソンスウォーム)Dyson shell(ダイソンシェル)の総称である。

それぞれを別々の方法で形成する必要があるので、ダイソンスフィアを建設していくには2つの段階があることになるが、いずれも何らかの発射するものを適切な施設に運んで装填し、打ち上げることが共通している。

発射するもの発射施設形成物
1Solar sail
ソーラーセイル
EM-Rail Ejector
EMレールイジェクタ
Dyson swarm
ダイソンスウォーム
2Small carrier rocket
小型輸送ロケット
Vertical launching silo
垂直発射サイロ
Dyson shell
ダイソンシェル

また、スウォームとシェルのいずれも、それぞれ発射するものを打ち上げれば打ち上げるほど発電能力が向上していくことも共通点である。

ダイソンスウォームの形成


ダイソンスフィア建設の前段階として、Solar sail(ソーラーセイル)をEM-Rail Ejector(EMレールイジェクタ)で打ち上げ、Dyson swarm(ダイソンスウォーム)を形成する。

ダイソンスウォームとは、このゲームでは大量のソーラーセイルが恒星軌道上を周回することにより形成されるリング状のものを指す。個々のソーラーセイルには寿命があることからも、まだこれは実質的な建造物であるとはいえない。

これによる発電能力は、作り始められる頃の生産力ではMini fusion power station(ミニ核融合発電所)のせいぜい20~30基分程度。電力事情の改善には役立つが、必ずしもすぐに作らなければゲームが進まないというものではない。

しかし後々、ゲームクリアのためには最低限、ダイソンスウォームの形成が必須となる。またダイソンシェルの面を張るためにも必要不可欠であるため、電力事情が十分であったとしても気が向いたら手を出しておくとよい。

ダイソンシェルの建設


ダイソンスフィア建設の実際の段階として、Small carrier rocket(小型輸送ロケット)をVertical launching silo(垂直発射サイロ)で打ち上げ、Dyson shell(ダイソンシェル)を構築する。

ダイソンシェルはさらに3つの構造に分けられる。ダイソンシェルは多面体(実際は球状になるが)をしていると考えられ、それぞれの構造が多面体の要素と対応している。

構造多面体の建築資材
Node(ノード)頂点に相当Small carrier rocket
小型輸送ロケット
Frame(フレーム)に相当
Shell(シェル)に相当Solar sail
ソーラーセイル

小型輸送ロケットは、あらかじめダイソンスフィアの画面で設定しておいたノードに向かって自動的に航行する。ノードはダイソンシェルの骨格を作るための起点である。このノードが完成すると、今度はノード同士を接続する辺、すなわちフレームの建築を開始する。

建築されたフレームの近くに、さらにフレームで囲まれた面、すなわちシェルを建築するために、ノードがすでに打ち上げてあるソーラーセイルを吸い込み始める。ここでダイソンスウォームが必要になるわけである。このとき吸い込まれているソーラーセイルは青く表示されている。吸い込んだソーラーセイルはダイソンシェルの面を徐々に広げていき、永続的な構造物として固定される。

こうして作られたダイソンシェルによる生産電力はGW単位にもなり、また寿命もないためその恒星系においては無限のエネルギーを得たも同然である。しかし他の恒星系ではこのエネルギーを直接享受できないため、気が済むまで何個でもダイソンスフィアを建設しよう。

関連アイテム

発射施設

名称発射速度消費電力待機電力
EM-Rail Ejector
EMレールイジェクタ
20/min1.20MW60.0kW
Vertical launching silo
垂直発射サイロ
5/min18.0MW60.0kW

これらの施設を用いて、ダイソンスフィアの構成物を恒星軌道まで打ち上げることができる。

EM-Rail Ejector(EMレールイジェクタ)

Solar sail(ソーラーセイル)を恒星軌道へと撃ち出し、ダイソンスウォームを形成するための施設。

UIからダイソンスフィア画面で作成した軌道を設定することができる。その状態で、さらにソーラーセイルを供給して基本的に恒星が見える状態(昼)であれば最大1分間で20個のペースで撃ち出し続ける。ただし恒星が見える状態であっても、銃身のピッチ(仰角)が可能な角度(5~60度)を外れる場合はPitch limit(仰角範囲外)の表示が出て動作が停止する。

撃ち出されたソーラーセイルは恒星の周囲に留まり、1個当たり36.0kWの電力を生み出す。この電力のうち一部Ray receiver(光線レシーバー)で受電することができる。

ソーラーセイルは一定の期間*1で寿命を迎えるため、イジェクタを稼働し続けなくては電力を維持できない。このため簡単に言えばソーラーセイルを消費して発電する施設とも捉えることができるが、

  • 火力発電の燃料よりも生産が複雑な代わりに、火力よりも大きな電力を得られる
  • 同じ恒星系の別の惑星でも電力を得られる
  • 最大出力が得られるまで多少時間がかかる

といった特徴がある。Solar sail life(ソーラーセイルの寿命)の性能強化を行えば、間接的に最大発電能力を伸ばすことにつながる。

 

配置場所について

Solar panel(ソーラーパネル)と同じように考えれば、なるべく長い時間恒星が見える位置(つまり白夜の極)に設置したほうが稼働時間が延びると思えるが、実際はそうとも限らない

これは銃身の仰角が5度以上でないとなければならず、恒星が直接見えていても地平線すれすれにある場合は動作しない*2という点で、日光が届いてさえいればよいソーラーパネルとは異なるためである。

ただし厳密に言えば、ソーラーセイルの目標地点は恒星ではなくスウォームの軌道上であるため、軌道を調節することにより極地で常時発射可能になったという報告も存在する。しかし、ここにさらに季節の問題も関わってきて非常に複雑なため、この記事ではそこまで扱わない。

例えばこのように極付近に配置しても、結局半数以下のイジェクタしか稼働していないのがわかる(が稼働中、が停止中)。しかもこの画像は冬のもので、夏になると5個しか同時稼働しなくなった。

しかし、それでも以下のようなメリットがあるため、極付近に配置することは推奨される

  • 基本的に赤道近くに設置するほど恒星の南中高度が高くなり、銃身の仰角がきつくなるため、昼間なのに動作しない時間が長くなっていく。極付近ならば昼間は稼働させ続けることが可能。
  • 少ない数で同緯度地帯を埋め尽くすことが可能である。同緯度地帯を埋め尽くすことで、稼働するイジェクタの個数を時刻によらずほぼ一定にさせることが簡単になるので、スウォームを構成するソーラーセイルの数が安定する。
  • 赤道に近い土地ほど、そのグリッドの均等さから生産ラインとしての利用価値が高く、イジェクタのような完成品のみ取り扱う装置は極側に配置するほうが有効的な土地利用が可能である。

どうしても常に稼働させ続けたい場合は、昼夜や季節のサイクルによってセイルの投入位置が大きく変化せず常に仰角が一定範囲内(5~60度)に収まるような、完璧なスウォームの軌道を導き出して設定する必要がある。それは相当難しいので、簡単に行いたければ昼夜のサイクルがない場所に置くしかない。Tidal locking(潮汐固定)の惑星など。

 

最大発電能力について

イジェクタの設置状況から、以下のようにスウォームによる最大発電能力を概算することができる(もちろん建設中のダイソンシェルのノードがない場合)。

  • ソーラーセイルの射出速度[個/秒] = (20/60) * イジェクタの個数 / 2*3
  • ソーラーセイルの最大存在数[個] = 射出速度 * ソーラーセイルの寿命
  • スウォームの最大発電能力[W] = ソーラーセイルの最大存在数 * 36.0kW

例えばイジェクタを20個設置し、ソーラーセイルの寿命が3600秒のときは、これに基づいて計算すればスウォームの最大発電能力は432MWになる。

Vertical launching silo(垂直発射サイロ)

Small carrier rocket(小型輸送ロケット)を適当なダイソンシェルのノードへと発射し、ダイソンシェルのノードとフレームを形成するための施設。

EM-Rail Ejector(EMレールイジェクタ)と異なり、この施設自体のUIから設定すべき項目は存在しない。この施設にロケットを搬入したうえで、ダイソンスフィア画面で作成したダイソンシェルの建設計画があれば、自動的にロケットが適切なノードに発射される。

さらにロケットを打ち上げてからは自動操縦されるので、恒星が直接見えている必要もない。そのため建築場所も完全に自由である。しかも一度建設された構造物には寿命もなく、自ら削除しない限り永久に発電し続ける。イジェクタより後なのに運用が楽……というよりは、今までの全労力はこのために費やしてきたのだから当たり前か。

発射されたロケットがノードに到達すると、そのノードにStructure point(構造ポイント)を1点与える。この点数が規定量に達すればそのノード自体と、ノードが支えるフレームの建築が完了したことになる。

現在の恒星系における、全てのノードが必要とする構造ポイントの総和はサイロのUIにTotal structure pts.(合計構造ポイント)の分母として表示されている。これは言い換えれば、現在の建築計画を完了するために打ち上げなければならないロケットの数という意味である。なお、分子は既に打ち上げた数。

このようにして建設されたダイソンシェルの生み出す電力のうち一部Ray receiver(光線レシーバー)で受電することができる。

受電施設

名称最大出力
(発電モード時)
消費電力*4
(光子生成モード時)
Ray receiver
光線レシーバー
5.00~12.5MW
*5*6
25.0~62.5MW
*7*8

ダイソンスフィアが生産する電力を地上で受信する施設。ダイソンスウォームやダイソンシェルを作ったとしても、この施設を一度用いなければ実際に役立つ形で利用することはできない。

Ray receiver(光線レシーバー)

ダイソンスフィアが生産する電力を受信し、地上の電力網にそのまま受け渡すかCritical photon(臨界光子)を生成することができる施設。

同じ恒星系であれば同じダイソンスフィアから受信することになるので、ダイソンスフィアの部品の打ち上げはある惑星で行い、レシーバーによる受信は他の惑星で行うといったことも可能。もちろんダイソンスフィアへの電力負荷も、同じ恒星系に属するすべての惑星からの電力需要の合計となる。

基本的に光線を受信するためには恒星が見える位置になければならないので、Solar panel(ソーラーパネル)と同様に極付近に設置することで効率が上昇する。連続して受信し続ければさらに出力が上がっていくため、白夜になる場所に設置するとよい。

ただしGraviton lens(重力子レンズ)を搬入して消費することで、恒星が見えなくてもある程度受信させることが可能になり、設置場所の制限が緩和される(後述)。


UIでPower generation(発電)、Photon generation(光子生成)のどちらのモードにするか選択できる。ただし臨界光子の生成はDirac inversion mechanism(ディラック反転機構)の研究が必要。

その他、UIに表示される各種データは少々難解なため解説する。

Strength(光線強度)
恒星がはっきり見える状態(昼)に100%となり、夜には0%になると考えればよい。ただし夜であっても重力子レンズを使用することである程度光線を曲げ、強度を得られる場合がある。
Continuous receiving(連続受信)
設置当初は0%だが、光線強度が71%*9以上の状態を保ち続けて受信することにより100%まで上昇していく。光線強度が70%以下の状態になると減少していく。この値は最大出力と光線受信効率にボーナスを与えるため、高く保てるようにするとよい。
Max output(最大出力)
連続受信するほど向上し、最大で設置時の2.5倍になる。重力子レンズの効果中にはさらに2倍。発電モード時は現在この光線レシーバーから電力網に流せる最大の電力を表す。光子生成モード時はこのレシーバーの消費電力を表し*10、高いほど光子生産が高速になる(最大5.00/min*11)。
Ray receiving efficiency(光線受信効率)
ダイソンスフィアが生産した電力は光線レシーバーに届くまでにある程度減衰することになっている。この値は、その減衰分を除いて受信可能な電力の割合を示す。必ず100%未満になるが、これは光線レシーバーが需要を満たせないという意味ではないことに注意。実際は光線受信効率を加味し、実際の電力需要より大きな電力をダイソンスフィアに要求することで需要を満たそうとする。光線受信効率は、Solar ray basic energy dissipation(太陽光線エネルギー損失(基礎))の値をベースにして、連続受信値が太陽光線エネルギー損失(基礎)を軽減する形になるため、太陽光線エネルギー損失(基礎)を性能強化で減少させたり、連続受信させるほど向上する。

光線受信効率 = 100% - 太陽光線エネルギー損失(基礎) * (1 - 0.4*連続受信)

要するに連続受信=100%になれば、太陽光線エネルギー損失(基礎)値が0.6倍される形で受信効率が向上する。
Requested power(要求電力)
分母の値:このレシーバーが必要としており、ダイソンスフィアに要求している電力。この値は

要求電力 = 最大出力 / 光線受信効率

により求められる。光線受信効率は100%未満なので要求電力が最大出力より大きくなるが、それは上で説明した通り太陽光線エネルギー損失の分を加味して要求するためである。
分子の値:実際にダイソンスフィアから受信できている電力。オレンジ色になっている場合は要求電力の一部しか送られておらず、ダイソンスフィアの発電能力が不足していることを表している。
分子/分母:このレシーバーの電力充足率となる。電力充足率に基づいて、電力網への供給や光子生産速度が変化する。画像の場合電力充足率が

電力充足率 = 29.3MW/30.8MW ≒ 95%

となっており、これは

電力網への出力/電力網への最大出力 = 23.7MW/25.0MW ≒ 95%

と等しいことが確認できる。100%以上となれば、最大効率で電力または光子の生産が行われていることを示す。
Dyson sphere status(ダイソンスフィア状態)
分母の値:この恒星系のダイソンスフィアの発電能力。つまりダイソンスフィアの情報で表示されるGeneration capacity(発電容量)と一致する。
分子の値:この恒星系にある全てのレシーバーがダイソンスフィアに要求している電力、つまりRequested powerの分母の総和。
分子/分母:この恒星系のダイソンスフィアの電力負荷率となる。画像の場合電力負荷率が

2.80GW/2.66GW ≒ 105%

となっている。つまり、さらにダイソンスフィアの発電能力を向上させなければ、この恒星系にある全てのレシーバーの現時点での要求電力を満たせないということである。100%を超えた状態では、オレンジ色になることでも把握できる。
 

長々と書いたが、基本的にはContinuous receiving(連続受信)の値を可能な限り100%で保ち、Requested power(要求電力)とDyson sphere status(ダイソン球状態)の値がオレンジ色で表示されなくなるようにすれば、とりあえず健全に運用できていることになることだけ覚えておけばよい。

そのためには、通常はダイソンスフィアの発電能力を向上させておけばよい。ただし画像の例では、地上の電力網のPower load(電力負荷率)がたったの33%しかなく電力が余っているため、発電モードのレシーバーをもっと減らせばよいだけなのだが。

 

Graviton lens(重力子レンズ)の利用

Planetary ionosphere utilization(惑星電離層の利用)の研究を行った後、Graviton lens(重力子レンズ)をRay receiver(光線レシーバー)に装備することができるようになる。

重力子レンズは0.25/min(つまり4分に1個)の割合で消費され、その効果中には以下のようなメリットが発生する。ただし、惑星に大気が必要

  • Strength(光線強度)を上昇させることができる。これよりレシーバーの設置場所の条件が緩和される。特に、設置場所が白夜の場所周辺などであれば常に最大効率で動作させられるようになる。
  • Max output(最大出力)が2倍になる。もちろんダイソンスフィアから送られてくる電力を2倍にするというようなことではなく、1基で2基分の働きができるようになると思えばよい。

後者はともかく、前者は非常に有用であるため重力子レンズは全てSpace warper(空間歪曲器)やGravity matrix(重力マトリックス)の生産に使ってしまうのではなく、レシーバーにも回したい。消費速度が非常に遅いのも幸い。

その他

名称消費燃料タイプ最大出力発電効率
Artificial star
人工恒星
Mass energy
質量エネルギー
75.0MW100%

Artificial star(人工恒星)


純粋な発電施設である。発電施設としての性能や考察は電力のページに掲載。

燃料として用いるAntimatter fuel rod(反物質燃料棒)の生産にダイソンスフィアが必要であるため、このカテゴリに入っているものと思われる。


*1 性能強化画面を開き、右側のSolar sail life(ソーラーセイルの寿命)に表示された時間
*2 この観点で言えば、極よりは少し低緯度な場所に置いたほうが見かけ上の恒星の移動が速くなり、地平線すれすれにある時間が短くなるため効率が上がる
*3 多数のイジェクタを同緯線上に完全に円状に配置した場合。昼の間だけ動くので2で割る
*4 ダイソンスフィアからの電力を直接用いるため、電力網への直接的な負荷はかからないが、同じ恒星系に存在する発電モードで利用中の光線レシーバーと等しい電力充足率になるため間接的に負荷がかかる可能性がある
*5 継続して受電すると最大出力が上昇する
*6 Planetary ionosphere utilization(惑星電離層の利用)のテクノロジーを研究し、Graviton lens(重力子レンズ)を装備すれば2倍の10.0~25.0MWになる
*7 継続して受電すると消費電力および光子生成速度が上昇する
*8 Planetary ionosphere utilization(惑星電離層の利用)のテクノロジーを研究し、Graviton lens(重力子レンズ)を装備すれば2倍の50.0~125MWになる
*9 1/sqrt(2)?
*10 この消費電力はダイソンスフィアから受信した電力をそのまま用いるもので、地上の電力網から電力を受け取ることはできない
*11 重力子レンズの効果中は2倍の10.0/min