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彩の国工場振興協議会研究会/交流会に出席する

「はやぶさ」プロジェクトに関わった埼玉県内の企業が、県知事より感謝状の贈呈を受けるというイベントがあった。
表彰されたのは、2社。
・株式会社キットセイコー:探査機のねじを担当。軽量化のため、チタンのねじを使用したとのこと。
・株式会社原田製作所:タッチダウン時に打ちこまれる弾丸射出用加工部品の製造。弾丸もここで作っていたと言っていたような気がする。
2社とも、「はやぶさ」のプロジェクトに多大な貢献をし、日本の科学技術の素晴らしさを世界に伝えたという意味ですばらしい会社であると思う。おめでとうございました。

ところで、感謝状の贈呈に先立ち、研究会が開催された。研究会ではイオンエンジンの開発に携わったJAXAの國中教授が「はやぶさプロジェクトを支えたイオンエンジン ~困難を乗り越えた技術と英知~」というタイトルで講演を行った。概要は以下のとおり。

・スライドを使った説明。
1.電気ロケット
2.小惑星からのサンプルリターン
3.はやぶさ小惑星探査
4.小惑星のなにが分かった?
5.雑感
6.大航海時代
7.次の宇宙探査は?

1.電気ロケット
・イオンエンジンは長寿命、高信頼が大切。
・欧米は直流放電でプラズマを作ろうとしていたが、これには電極が必要。
・プラズマは高温のため、電極が摩耗する。
・日本のイオンエンジンは、80年代後半に開発に着手した。
・マイクロ波を使ってプラズマを作る。→電極を必要としないので、エンジンの寿命が延びる。
・マイクロ波の電源は高価。國中先生はさまざまな努力でこれを調達した。
・費用がなければ、限られた資源の中で勉強しようとする。研究者にとってはモチベーションが大きな財産になっている。

2.小惑星からのサンプルリターン
・1985年に「小惑星サンプルリターン研究会」という冊子が宇宙研から出た。これが最初の組織としてのアプローチ。
・アメリカと日本の宇宙開発を比較すると、TRL(Technology Release Level)がアメリカでは高く、日本では低い。日本ではサブシステムの開発に多くの時間がかかる。
・研究費は100万円くらいの予算しかつかないのに、衛星搭載機器の開発は億単位の予算がつく。ここで、「やれるのか」と聞かれると「できます」としか言えない。この予算の2ケタの差は大きい。
・イオンエンジンの耐久試験では、14,000時間の耐久性能が必要だった。
・真空容器の中に、2年半イオンエンジンを入れる試験を2回実施した。
・ただエンジンを開発するだけではなく、高圧のキセノンガスを作る装置なども開発する必要があった。

3.はやぶさ小惑星探査
・カプセルの直径は40センチ、大きさは17キログラム。
(この項はJAXAの映像資料を見ながら解説)
・イトカワに近づきながら写真を見た2週間、イオンエンジンの性能が実証されて非常に感慨深かった。
・タッチダウンの時に探査機が壊れないか心配だったため、1度タッチダウンしたら地球に帰還してほしかった。(結果的にはもう一度タッチダウンが行われた)

4.小惑星のなにが分かった?
・宇宙風化を観測したことが大きな話題。
・観測分解能の向上:写真の分解能は、せいぜい惑星を識別する程度だった。しかし、はやぶさが地球に持ち帰ったカプセルの中には、1ミクロンの微粒子を見ることができるようになった。これは原子を分析する分解能に達した。
・実に22ケタの技術向上であり、これは他に例を見ないものである。

5.雑感
・イオンエンジンの稼働実績は、延べ40,000時間に達した。
・2009年10月に、3台のエンジンが故障した際、Aの中和器とBのイオン源を組み合わせることで地球帰還に必要な推力を確保した。イオンエンジンは、他にも姿勢制御、精密誘導といった想定外の運用に使われている。
・それまで、行政手続き等が遅々として進まなかったが、イオンエンジンのクロス運転が、いろいろ調整に難航していたものの活路を開いた。(地球帰還への見通しが立ちそうなことの証明となった)
・「はやぶさ」プロジェクトの特殊事情として、使う人と作る人が同じということが挙げられる。本来のスペックが100%だとして、この機械にある程度の余裕を見越して90%の性能で運用することがよくある。サブシステムが5個あれば、90/100の5乗=59%くらいのパフォーマンスしか出せないことになる。「はやぶさ」の場合には、工夫や譲歩によって想定スペック以上の力を発揮することができた。仮にこれを110%で運用できていたとすれば、110/100の5乗=161%の力を出せたことになる。

☆國中先生のことば
1.決まった未来はない。未来は創るもの。
2.負の応援(NASA)に刺激されてがんばった。あきらめない気持ちが大切。
3.挑戦なくして新しい境地はない。
 チャンスは少ない。条件は悪い。

・カプセルのコンテナは真空に保たれていた。熱も加わっていないことにイトカワの微粒子の価値がある。
・隕石は地球の大気に触れることで、汚染されている。
・「はやぶさ」の持ち帰ってきたものは、正倉院の宝物などと一緒のような、日本の宝である。それを日本の技術で行ったことには価値があることだと思う。

6.大航海時代
(割愛)

7.次の宇宙探査は?
・「はやぶさ2」プロジェクトは開発に着手した。
・イオンエンジン(μ10)の事業化を目指している。
・今後は木星探査を行いたい。
・木星は太陽系ハイウェイの関所。木星の引力を利用することで、もっと遠くの天体に行けるのではないか。

以上

宇宙科学研究所(相模原)へ行く

聖地巡礼…というにはアレだけど、最近「はやぶさ」にハマりはじめた友人と、相模原に帰還した実物大模型を見に行った。

Dsc00397


2か月ぶりに見た「はやぶさ」実物大模型は、相模原においては「なんかこれまで見た実物大模型とスケールが違う」と思った。これまで見た実物大模型というのも、相模原に置いてあったものを移設したものだったのだが、相模原に帰ってきた模型の存在感は、他の場所で展示されていたものとは別のものであったように感じたのだ。
相模原で展示されている模型は、仕切りがなくて模型の周囲を自由に歩き回れるようになっている。これが他の展示場所とのいちばんの違いだと思う。(他の展示を全部見ているわけではないため、そうなっていたところもあるかもしれない)
それと、イオンエンジンの奥に仕込まれている電球が点灯するのが相模原ならではだと思う。

Dsc00405


スイッチがついていたので、警備の方に確認した上でスイッチオン。4基ちゃんと点灯したが、史実に基づいてAは点灯させず。
他の展示物とともに、非常に勉強になる相模原キャンパスであった。

爆笑問題のニッポンの教養「はやぶさが教えてくれたこと」

相模原宇宙研で川口教授とロケット見学→施設内で山田准教授とカプセル(実物)見学→川口教授と対談→イカロスの説明で終幕。
見どころは、ヒートシールドの実物。全国を回っているヒートシールドは、地上での試験のために作られた「エンジニアリングモデル」であり、これが大気圏に突入したものではないことに注意が必要である。ちなみに、中に入っていたパラシュートや電子搭載部品は本物。
川口教授の話も興味深い。イトカワがあと1億年もすると地球に衝突すること、現在の文明ではイトカワの地球衝突を避けられないこと、地球が丸いのは、地球が水でできているからだということ、「はやぶさ」は太陽系大航海時代の幕開けを知らせる旗手であるということ、他。
見逃した人は2月14日に再放送がある(16:05-)ようなので、興味をお持ちの方はぜひご覧いただきたい。

BACK TO THE EARTHが届いた

先週注文した「HAYABUSA BACK TO THE EARTH」(ブルーレイ版)が届いた。
さっそく家で見て号泣した。

それはさておき、「はやぶさ」の功績は工学的観点、それと理学的観点で語られることが多かった。
イオンエンジンの運転実績、イオンエンジンを使った地球スイングバイ、採取したサンプルの分析結果など、枚挙に暇がない。
しかし、HBTTEを観て思ったのは、「はやぶさ」の帰還には人文科学的な価値があるのではないかということである。パッケージの裏に書いてある「私達と宇宙をつないだ探査機」という所からも、そういった意図を感じる。

川口PMは自身の著作の中で、「『はやぶさ』が最後に撮った写真はスミアが出ていて、科学的、資料的な価値はない。しかし、私は、そして『はやぶさ』のプロジェクトに携わった大勢のスタッフは、この写真を見て心が震えた」といったことを書いている。ロボットである「はやぶさ」に、機械の持つものとは違ったものを感じていたのだろう。

機械に対して沸く愛着は、どこから来るのだろうか。俺は、機械を愛する風土が日本にはあるのではないかと考えている。
アラサーくらいだとドラえもん、もう少し上の世代になると鉄腕アトムがその代表格であろう。これらのアニメの主人公は、機械であるにも関わらず、非常に人間的な仕草を見せる。特に、アトムは自らが犠牲になって人類を救うのだという。この話を聞いた上司はアトムの行いに心が打たれたと言っていた。
我々日本人にとって、機械は生活を豊かにするだけのモノではなく、人間そのものを豊かにしてくれるものであるような気がする。海外の人は機械をどう考えているのかよく分からないが、「はやぶさ」が日本人にグッとくるようなものを遺して燃え尽きたことは間違いない。

今後は、こうした「はやぶさ」人気の理由についても考えていきたい。ちなみに、「はやぶさ」はMUSES-Cという工学試験衛星が、打ち上げられた後に付けられた名前であり、名前をつけるときに有力候補として挙がっていたのは「ATOM」(Asteroid Take-Out Missionの頭文字を取った)だそうである。アトムは人に愛されたロボットであるが、「はやぶさ」もまた、多くの人に愛され、日本の宇宙開発史上に名を残すロボットになった。

Hayabusa


空と宇宙展は2010/2/6まで

上野の国立科学博物館で開催されている「空と宇宙展 - 飛べ!100年の夢」は、2月6日に終了する。このイベントの間にも、「イトカワ」サンプルの確認、「あかつき」の金星軌道投入など宇宙開発関連の話題は多かった。自分も、このイベントの内覧会に参加させてもらい、JAXA理事長や川口PMのお話を伺うことができた。

空と宇宙展では、主に「はやぶさ」関連を見て回った。その中で「こ…これはッ!」と感じたのが、1985年に開催された「小惑星サンプルリターン研究会」の冊子。今からさかのぼること25年前、小惑星から試料(サンプル)を持ち帰ろうと企画した書類であるが、以前より日本が試料の採集を検討していたことをうかがわせる貴重な資料であると思った。そのほかにも、小型ローバー(探査機)ミネルバのフライトバックアップモデル、カプセル捜索のための方向探知機(ビーコン音のデモつき)など盛りだくさんである。実物大の「はやぶさ」も迫力満点なので、まだ見に行ってない方はぜひ見に行くことをお勧めする。

□空と宇宙展
http://sora-uchu.jp/index.html

「心ゆさぶれ!先輩ROCK YOU」新春スペシャル を観る

トルネでキーワード検索「はやぶさ」。
すると、元日の夜中に、「はやぶさ」のカプセル開発に関わった方々にスポットを当てたものが放送されることが分かった。
録画して視聴。関係者本人の映像がない(画像はある)のが気になったところではあるが、カプセル開発のことについて端的に切り出してよくまとめていたと思う。
ツッコミどころとしては、6月13日のカプセル大気圏突入およびそれ以降。
「はやぶさ」がカプセルを切り離して、大気圏で燃え尽きるところで壮大に「ドゴオオオオォォォ」って音がしているが、実際には人の耳には聞こえないような音だった。
また、開発者たちが「爆発…?」みたいなセリフを残してCMに突入するのだが、そのちょっと前に「カプセル切り離しました」って言ってるじゃん。
いずれにしても、カプセルの開発にも多くの人たちの努力が注がれていたが、「はやぶさ」がイトカワの微粒子を地球まで運んだことで、彼らのしたことが正しかったことが認められてよかった。

(リポDで)祝杯

小惑星探査機「はやぶさ」が地球に帰還させたカプセルの中から、小惑星イトカワ由来の微粒子が入っていたことが本日発表された。月以外の惑星のかけらを持ってきた初の快挙である。
「はやぶさ」は帰ってくることが絶望視されるようなアクシデントに2度も見舞われながら、それらをスタッフの努力や機転で乗り越えてきた。そしてカプセルの中にはイトカワの塵が入っていた。これ以上ない最高の成果である。
そんなめでたいニュースを記念して、俺はリポビタンDで祝杯を上げた。リポDを使った理由は、「はやぶさ」チームがリポDを愛飲していたことによる。詳しくはこちら
太陽系の起源に迫る貴重なサンプルを残した「はやぶさ」に、心からの敬意を表したい。
また、「はやぶさ」の活躍が、今後の日本の宇宙開発を良い方向に進めるきっかけになってほしい。

はやぶさ・イカロスを公開

2010年10月26日より、上野の国立科学博物館で「飛べ!100年の夢 空と宇宙展」が開催される。
目玉は地球に帰還した小惑星探査機「はやぶさ」の実物大モデル(今月10日まで東北大学で公開されているもの、JAXA謹製)、カプセル等、宇宙ヨット「イカロス」の実物大の帆(4分割した1枚のバックアップモデル)。

○空と宇宙展 サイト
http://sora-uchu.jp/

今回の展示会は「はやぶさ」に限らず、日本の宇宙開発の歴史を振り返るというイベントになっている。日ごろ宇宙に関わりのない方も、宇宙の魅力について知ることができる機会になるかも。俺は行って、はじめてはやぶさのカプセルを見てきます

東北大学 サイエンスカフェスペシャル

10月3日に東北大学(仙台市青葉区)で行われた小惑星探査機「はやぶさ」実物大模型展示イベントに行ってきた。
大学に「はやぶさ」がやってくるということで、日曜日だったこの日には多くの家族連れ、地域住民(と思しき方々)が参加した。
展示初日ということで、一般公開は12時から。この日の午前中はオープニングセレモニーを行い、夕方から行われる「サイエンスカフェ」の整理券を配布した。
サイエンスカフェは、サイエンスについて気軽に話し合う場を設けるというイベント。普段は円卓で行われるらしいのだが、今回は参加者の数が多いだろうということで、講師の先生と向かい合うような形でのイベント開催となった。今回は「スペシャル版」と銘打って、来場者に「はやぶさ」のことを知ってもらおうと3名の教授が講演を行った。

○吉田和哉 東北大学工学研究科教授
○安藤 晃 東北大学工学研究科教授
○中村智樹 東北大学理学研究科准教授

午後4時半、サイエンスカフェが始まった。
まずは、東北大学総合学術博物館の西教授による経緯の説明。西教授によると、
・「はやぶさ」を仙台に連れてこよう、というのが今回のミッションであった
・JAXAでカプセルの分析を行っている中村准教授が「『はやぶさ』の実物大模型を貸してくれるかも」とのことで、トントン拍子に話が進んで今回展示に至った
・まずは「はやぶさ」を見てもらい、そして「サイエンスカフェ」学んで帰ってもらいたい
というお話しだった。

その後、先生方の講演。

1.「はやぶさ」サンプル・リターンへの挑戦(吉田教授)
・「はやぶさ」の計画を検討し始めたのは、1993年頃。吉田教授は95年頃から参画した
・惑星探査の方法はさまざまだが、着陸して試料を持ち帰るという「サンプル・リターン」はその究極の方法である
・「はやぶさ」は、月以外に降りて戻ってきた初めての探査機である
・今年7月16日に行われた宇宙開発推進委員会にて、「はやぶさ2」計画の経緯と位置付けについて議題に上がった
・「はやぶさ2」では、炭素で構成された天体へ行くことを計画している。これは、生命の構成を知るための計画である

2.「はやぶさ」イオンエンジンの秘密(安藤教授)
「一家に1枚元素周期表」の話
・「はやぶさ」の燃料となったキセノン(Xe)について、「はやぶさ」の活躍のおかげでキセノンのイラストがはやぶさになった。キセノンもさぞかし喜んでいるだろう(会場笑)
・キセノンは非常に貴重は燃料である。それを60キロも使った。
・「はやぶさ」に搭載されたイオンエンジンは、紙1枚を浮かすくらいの力しかないが、非常に燃費効率のよいエンジンである
・イオンエンジンの延べ動作時間は26,000時間。
・エンジンが故障したため、ふたつのエンジンの故障していない部分同士を接続して運用する「クロス運転」を行った
・この運用を可能にしたのはダイオードであるが、これは國中先生のアイデアである。

3.「はやぶさ」が解明したイトカワの歴史(中村准教授)
・中村先生は、相模原のJAXAでカプセルの中身の分析を行っている
・カプセルの解析において、立候補者の中から中村先生が選ばれた
・「はやぶさ」がイトカワを目指した理由は、太陽系の進化の過程を知るため
・イトカワは、太陽系ができたころの形をとどめた小惑星である
・「はやぶさ」のカプセルを日本に運ぶチャーター機は入札によって決められたが、アラブの石油王のチャーター機を使って運ぶことになった
・カプセルの開封は6月24日に行った
・解析処理施設(大型の機械)の紹介
・施設は第一室と第二室に分かれており、第二室にマニピュレーター(顕微鏡)がある
・カプセルの中に入っていた微粒子は、1000分の3ミリの太さのピンセットを使う
・ピンセットは石英の管の中に白金線が入っており、白金線に電圧をかけることによって微粒子を吸いつけることができる
・電子顕微鏡での解析は、最近始まった
・今後数カ月で、公式にアナウンスできる

先生方からの講演の後には、ファシリテーターと呼ばれる4人のアシスタントが、出席者からの質問を回収した。その合間をぬって、以下のような話があった。
・東北大学は「はやぶさ」の開発に携わっていた
・ロケットが打ち上がってからは、宇宙研のメンバーが主に担当していた
・イトカワへの1回目のタッチダウンの際には、実は「はやぶさ」を見失っていた(通信ができていなかったということか)
・姿勢を制御するために、燃料となったキセノンガスを生で噴射したことがあった。もったいない(会場笑)
・「はやぶさ」には、さまざまな人間が関わっているが、それぞれ出番が回ってくる。いろんなスペシャリストが関わっている

質問がまとまって、多く寄せられた質問について、先生方に回答願った。
Q.微粒子の数はいくつくらいあったのか?
A.50個程度、それより細かいものはもっと多い
Q.イオンエンジンのクロス運用を行うと、エンジンの効率は落ちるのではないか?
A.その通りである。
Q.燃え尽きた「はやぶさ」を見て、どう思ったか?
A.(各先生方)
 ・一瞬光って、「アッー」って感じ(会場笑)
  だがそれにしても、微調整を繰り返し、予定通り地球に戻ってきた。着陸地点は予定した場所から1キロも離れていなかった。工学に携わる者としては感激である
 ・着陸地点のウーメラ砂漠で見ていたが、静かだった。15秒くらいスーッと降りてきて、まっすぐな軌道を描いた。はやぶさが燃えたのよりも、カプセルが無事かどうかが気になっていた。はやぶさがカプセルを切り離したのを見て安心した(会場笑)
 ・できれば「はやぶさ」の部品を回収して調査したかったが、だいぶ前から大気圏で燃え尽きることは分かっていた。
 60億キロも旅をして、1キロの誤差もない精度で着したことに関して、こういう高度な技術を日本は持っているんだ、ということを世界に示した
Q.カプセルの中に入っていたものが、地球のものかイトカワのものかはどうやって見分ける?
A.元素の種類とその割合で評価する。コンドライトを含むものであれば、それはイトカワ起源のものであると判定することになる
Q.イトカワのかけらを集めるサンプラーホーンは、なぜ1本足なのか?不安定なのでは
A.逆に1本のほうがやりやすい。2本以上サンプラーホーンがあると制御が複雑になる
 機体下部の端についているのは、構造上真ん中には付けづらかったから。どこから着陸してもどのみち傾くから、ということで端になった
Q.「はやぶさ2」計画の狙いを理学、工学それぞれの観点から教えてほしい
A.理学的に考えると、以下の違いがある
 イトカワ:有機物がほとんど含まれない。これは太陽系の起源を知る手掛かりとなる
 はやぶさ2:有機物がかなり多く含まれる星を目指す。これは生命の起源を知る手掛かりとなる
 工学的に考えると、以下の違いがある
 イトカワ:工学実験衛星(行って、帰ってくることが目的)
 はやぶさ2:「はやぶさ」のノウハウを利用して、科学をすることが目的となる
・「はやぶさ2」に使われるイオンエンジンは「はやぶさ」に搭載されていたμ10(ミューテン)の改良版で、開発はほぼ終わっている
・「はやぶさ2」のために、2万時間の実験を行った
・今後のターゲットは、木星の近くにある衛星である

質問は尽きないが、午後6時過ぎからは「はやぶさ」の模型を展示してあるホールに行き、先生方の解説を交えた実物大模型の説明があった。

午後7時イベント終了。参加者の知的好奇心を満たすという意味では、多くの参加者が興味を持って話に耳を傾けていたのが印象的であった。
当日の様子はテレビで放送されたほか、10月4日付河北新報朝刊(22面)にも載っているので、興味のある方はご覧いただきたい。

※当日参加された方へ、間違いや加筆がありましたら、ご指摘いただければ幸いです。