こだわりアカデミー

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本対談記事は、アットホーム(株)が全国の加盟不動産会社に向け発行している機関紙「at home time」に毎号掲載の同名コーナーの中から抜粋して公開しています。宇宙科学から遺伝子学、生物学、哲学、心理学、歴史学、文学、果ては環境問題 etc.まで、さまざまな学術分野の第一人者が語る最先端トピックや研究裏話あれこれ・・・。お忙しい毎日とは思いますが、たまにはお仕事・勉学を離れ、この「こだわりアカデミー」にお立ち寄り下さい。インタビュアーはアットホーム社長・松村文衞。1990年から毎月1回のペースでインタビューを続けています。
聞き手:アットホーム株式会社 代表取締役 松村文衞
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日本の伝統文化「折り紙」をヒントに、 世界初の「宇宙ヨット」を開発しました。

“折り紙”をヒントに、世界初の「宇宙ヨット」を開発

(独)宇宙航空研究開発機構月・惑星探査プログラムグループ助教

森 治 氏

もり おさむ

森 治

1999年、東京工業大学大学院理工学研究科機械物理工学専攻修士課程修了。99年、同大学工学部機械宇宙学科助手。2003年、宇宙航空研究開発機構(JAXA)宇宙科学研究本部宇宙航行システム研究系助手。現在、JAXA月・惑星探査プログラムグループ助教。これまでに、小惑星探査機「はやぶさ」の運用や「M-Vロケット」の打ち上げ、「S-310観測ロケット」の実験や大気球実験などに携わる。現在は、ソーラー電力セイル実証機「イカロス」のプロジェクトマネージャを務めている。専門は、動力学・制御、宇宙機システム。10年5月に金星探査機「あかつき」とともに打ち上げられた「イカロス」は、「宇宙ヨット」の技術を実証することに世界で初めて成功した。

2011年6月号掲載


太陽光発電もできる宇宙ヨット。100年来の人類の夢を実現


──このたびは、太陽の光で航行する宇宙ヨット「IKAROS(イカロス)」の成功、おめでとうございます。宇宙ヨットの技術を実証したのは、世界初の快挙だそうですね。
 ありがとうございます。無事に当初予定していた半年間のミッションを終えて、現在はさらに新しい実験にも取り組んでいます。
──「イカロス」は、ヨットのように帆を広げて航行する宇宙船だそうですが、どのような仕組みになっているのですか?
 ヨットは、セイル(帆)を広げて風の力で進みますが、「イカロス」も同じように、「ソーラーセイル」と呼ばれる帆を広げて、風の代わりに太陽の光の圧力を受けて燃料を使わずに進みます。セイルの向きを変えることによって、加速や減速、軌道等を調整することができるのです。
──それが「宇宙ヨット」と呼ばれる由縁なんですね。大きさはどの位あるのでしょうか。
 1辺が約14mの正方形で、対角線の長さは約20mになります。
セイルの一部には、薄い太陽電池を貼っていて、太陽光で発電することができ、これを「ソーラー電力セイル」といいます。
──セイル自体に発電する機能があるなんて、すごいですね。太陽の光があれば、エンジンや燃料がなくても、宇宙を航行できるのですね。
 その通りです。「宇宙ヨット」というのは、小説やアニメなどSFの世界ではよく出てきますが、アイデア自体は100年程前からあり、欧米でも研究は盛んに行なわれてきました。しかし、実用化の見通しがついたのは近年になってからで、日本が世界に先駆けて実証できたことは、次世代の惑星探査をリードすることにつながるのです。

日本が開発した世界初の宇宙ヨット「IKAROS(イカロス)」<写真提供:JAXA>

日本が開発した世界初の宇宙ヨット「IKAROS(イカロス)」<写真提供:JAXA>

 

──すばらしい快挙です。
それにしても、なぜ日本は「宇宙ヨット」を開発できたのですか。

 それは、日本が「ソーラーセイル」に最も重要な、薄くて軽く、宇宙空間の紫外線や放射線などに耐えられる丈夫なフィルムを作る技術を持っていたからです。

「イカロス」のセイルは、「ポリイミド樹脂」という非常に頑丈な素材でできていますが、厚さは7・5マイクロメートルしかありません。髪の毛の太さが100マイクロメートルなので、どれだけ薄いか想像できるかと思います。さらに、アルミを吹き付けて太陽の光を反射しやすくしているのですが、厚さはほとんど変りません。
──そんなに薄いのですか!
 実は、日本は「ポリイミド樹脂」の世界シェア第1位なんです。メーカーに相談しながら、できるだけ軽く均一で破れにくいようさまざまな工夫を施して、ようやく完成することができました。
──世界初の「ソーラーセイル」を実現できたのは、日本企業の高い技術力があったお陰なんですね。

 

四つのミッションをすべて達成。世界初の撮影にも成功


──ところで、「イカロス」にはどんなミッションがあったのですか。
 四つのミッションがありました。まず一つ目は、大型の薄いセイルを宇宙で広げること。二つ目は、セイルに貼り付けてある薄膜太陽電池で発電をすること。三つ目は、太陽の光によってセイルが実際に加速するか確認すること。そして、四つ目は、セイルの方向をコントロールし、目標となる軌道に沿って進むことです。
──太陽の光というのは、どの位の力なのですか。また、どのようにしてセイルをコントロールするのでしょう。
 約200屬痢屮宗璽蕁璽札ぅ襦廚蓮太陽の光から0・1gの圧力を受けます。
──そんなに小さい力なんですか。
 力は弱くても太陽の光を常に受け続けることで、徐々に加速するんですよ。宇宙空間には空気抵抗がないこともポイントですね。
また、太陽光に対して、セイルを斜めに傾けることで、軌道をコントロールすることができます。
「イカロス」に搭載したガスジェットを使って、まず本体の向きを変えると、つられてセイルもゆっくりと姿勢を変えるのです。
4つのミッションは予定通り達成することができました。

──成功話をお聞きしていると何だか簡単に思えてしまいますが、ここまで来るのには、ご苦労も大変多かったのではないでしょうか。
 そうですね、いろいろありました。四つのミッションのうち、実は一番難しかったのが一つ目の、セイルを宇宙で広げる技術です。
セイルをロケットで打ち上げるためには折り畳んでコンパクトにしなければならず、「イカロス」では円柱形の本体の側面にグルグルと巻き付けて収納しています。宇宙空間で本体を回転させ、遠心力を使ってセイルを開きます。二段階に分けて展開することで、薄くて大型のセイルが途中で引っ掛かることなく均等に広がるようにしました。
──斬新なアイデアですね。


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