宇宙チャンネル (Uchu Channel)

宇宙チャンネル (Uchu Channel)を通して現役ロケット開発者がわたし自身が語る、ロケット開発の生の声、宇宙や星に関するいろんな情報を発信しています。 そして、この発信からいろんな人に宇宙に興味をもってもらいたい、日本の自然科学・宇宙産業をもっと活発にしたいと思っています。

宇宙の仕事に”何か”を残してみませんか?(宇宙ビジネスアイデア募集の案内です。)

今、JAXAさんのほうで、宇宙にある人工衛星・宇宙ステーションでの有人宇宙活動・

宇宙輸送(ロケット打ち上げ技術など)の技術そこで得られた衛星データなどを利用したビジネスアイデア7/18まで募集されています。

これらを利用したものであれば何でもいいです。

そうはいっても、

実現性ができそうか

・そのビジネスアイデア発展性があるか。

というのは審査ポイントになります。あと書いてあるのは″革新性”

あるかという点です。

 

宇宙チャンンル的にはこの中で”発展性”がもっとも重要かと思っています。

発展性とはビジネスとして開花するということです。商売として需要(ニーズ)があるということですね。それがないといくら実現できても、斬新でもビジネスとして

成り立ちませんからね。

例でいうと数年前、3Dテレビというのが発売されていたと思いますが、最近はめっきり聞きませんね。購入する人が”家で3Dで画像を見る”ということまで望んでいなかったのだと思います。迫力のある映像は家の小さなテレビではなく、大画面の劇場で、他の多くの人と一緒に見ながら、”驚き”や”感動”を共有できるということがニーズだったのだと思います。

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そう思って考えましたら、うーん、宇宙チャンネルの場合は、既存の宇宙技術やビジネスが脳みそを邪魔してあまり革新的なものが浮かんでいないです。

 

人工衛星のリモート技術を利用した子供さんや高齢の方の安全確保・追跡サービス

 (要はいつでもその人がどこにいるかわかるようになったら安心が得られるような)

 

人工衛星の情報をもとにした”最短ルートナビ”

 (リアルタイムで交通状況をつかみ最適な経路を教える。効率的な時間の使い方ができる)

など、思いつきそうなものばかりで...

 

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なぜ、宇宙ビジネスがなかなか活性化できていないかを考えて宇宙ビジネス案を作り出した方が良さそうです。

 ・コストが高い。(相乗り衛星でも数億円はかかる)

 ・様々な規制がある。(打ち上げ期間、場所、安全など)

 

そして、未来がどうなるか(どうなってほしいか)と想像して考える。

 ・誰でも宇宙へいける。

 ・宇宙への遥かなる旅ができる。

 ・宇宙の資源がエネルギー問題を解決できる。

 ・宇宙でできた成分が新薬になる。

 ・宇宙への輸送技術が地上の輸送に転換され劇的に移動時間が短縮される。

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(”2001年宇宙の旅”より)

 

ここから少し考えてみようと思います。

皆さんもいいビジネスアイデアがあったらぜひ応募してみてください🚀

 

 

 

 

 

 

 

 

宇宙業界への就職マニュアル (ちょっと番外編)

宇宙業界というとそんなに多くの企業は日本にはありません。
いわゆる大手は
ロケットを作っているところでは三菱重工業,IHI,川崎重工業
人工衛星側ですと 三菱電機,NEC
といったところです。
ただ、上のメーカーさんでも売り上げ比率などを見て、メーカーで宇宙関係にどれだけの人が
たずさわっているかは確認しておいた方がよいです。
そのメーカーに宇宙ジャンル希望で出しても、メーカーで宇宙の割合が10%でしたら
一般的に考えると10人にひとりしか宇宙ジャンルにいけません。
実際にそういう新入社員の方は多くいます。
 
また、上のメーカーですべてのパーツを作っているわけではありませんので、
大手メーカーからの仕事依頼が多くくるメーカーさんもあります。
宇宙チャンネルがしっているところでは
金属の構造体 日本飛行機
電子機器   シンフォニアテクノロジー、明星電気
ハーネス    東洋航空電子,各務原航空機器
 
といったメーカーさんがあります。
 
あとはやはり”JAXA(宇宙航空研究開発機構)"さんに直接入ると言う学生の方は多いかと思います。JAXAさんに入ればキホン的には”宇宙に関すること”たずさわれますから。
 

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(出典 JAXAさんより)

上記はいままでの”宇宙業界”でしたが、日本でも少しづつ”ベンチャー”の動きが増えてきています。ご存知の方も多いと思いますが、堀江さんがつくったインターステラテクノロジ(ロケット開発)アクセルスペース(超小型衛星の開発・製造)、アストロスケール(スペースデブリ問題に特化した衛星の開発など)があります。これからは日本でもベンチャーが増えてくるのではないでしょうか。
 
みなさんが、ある技術や分野に強みを持って、宇宙業界に入っていく、乗り込んでいくという
道も”宇宙業界への就職マニュアル”でも紹介しているようにありますし、どういったポジションやライフプランで進むかによってもいろんな選択肢があると思います。

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でも、大事なのは ”宇宙という未開の分野ではたらいていきたい”という強い意志それに向かう努力を続けることだと思います。
 
宇宙チャンネルも実際、新卒 就職時にはそういった企業を何社も受けながら、ダメでした。
しかし、そこであきらめずに継続して、”宇宙業界ではたらきたい”という意思をもって、行動し、それが結果的には実りました。
 
みなさんも”思い”があり、あきらめなければ、きっと自分の望む”宇宙分野”にいけると思います。

ロケットの作り方 第3弾(ノズルとは?)

殺虫剤は”ノズル”から吹き出ますなんて言いますよね。
   ロケットも同じように”ノズル”と言われる部分は燃料が燃焼した
   時に生成される高温高圧ガスが吹き出て、そこがロケットの推進力ろなる重要な部分です。
 
  H2Aロケットの場合、吹き出し口は3000度ぐらいの高温となるので
  
  コアエンジンは自身の燃料である液体水素を流して、ノズル部を冷却していしています。構造はノズル部を冷却するように液体水素が流す何千本もの配管を繋いだ形状になっています。燃料を液体にしている理由はわかりますよね。常温だったら酸素も水素も気体で体積が何倍にもなってしまうので、ロケットに燃料としていくらも積めないです。”冷却すべき液体水素を利用して、ノズルを冷やす”という仕組みが一石二鳥で効率的に活用していますね。ノズル冷却時に液体水素もガスの熱をうばうので、液体水素も温度が上がり、気化しやすくなって、燃焼前に液体水素の温度上げるのにも一役買っています。(気化しやすくしておいた方が余計なエネルギー使わないので)。画像で見るとわかるように、配管の入りくんだ構造なので、金属のパーツごとに組み立ててそれを集合体にしていくという作り方をしているのだと思います。もちろん、パーツごとやユニットごとでの試験をしながらです。正しい流量が流れるか、金属は溶接が重要なポイントを占めるので、溶接に欠陥がないかなどを検査しながら、出来上がっていきます。

 

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LE-7A液体燃料ロケットエンジン
Wikipediaさんより引用)

 

一方、ロケットの初めの推進力を支える固体ロケットブースタは固体燃料を燃焼させて、やはり高圧高温のガスを吹き出し、推進力にしています。こちらのノズルはおなじみのFRP繊維強化プラスチックから作られた部品をメインに構成されています。もっとも熱がかかり厳しい条件の箇所は、あらかじめ炭素からなる材料を使っています。
FRPは高熱がかかると成分が気化して、残るのは炭化層だけになるので、初めからその炭素にしているのです。そうはいっても高温である程度、成分は気化していきますので高温高圧ガスにされされたあとは中身が多少すかすかになっています。その隙間にガスが入り、そこはそこで高温高圧ガスがその空間で入りこみ、ノズルがこのガスでやれてにくくしていくる効果があります。
ノズルの作り方はというとやはり1つづつのパーツで試験しながら形にし、それをこちらのノズルは接着していくことで形作っていきます。
ここは”金属と繊維強化プラスチックの違い”が大きくでているところです。

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固体ロケットブースタ
(JAXAさんより引用)
 
金属同士をくっつける場合、ねじなどによる組立か金属の接着ともいえる”溶接”でくっつけていきます。
FRPは繊維ですので溶接はできませんし、ねじによる組立も不向きです。FRPは強度はあるのですが、”もろい”のが特徴です。金属のように分子同士が強固につながっているものでなく、繊維を組んで、樹脂で固めています。繊維ですから、想像できるようにある方向に繊維がたばねられてできあがっているので、繊維を断ち切るような方向には強さを発揮しないのです。FRPにねじ組み付ける場合はどうしても繊維を切断する方向なので、繊維というよりプラスチックの部分だけでねじをおさえておくことになるので、弱いのです。
お風呂の洗面器にネジを立てるようなものです。ネジ山すぐにダメになりそうですよね。
 
ノズルを作るときのポイントは
 金属の場合は溶接”
 FRPの場合は接着”
の良否によって決まります。
溶接の場合は溶接した範囲がしっかり溶接されているか(溶接されていない箇所がないか、溶接割れを起こしている箇所はないか)”が非常に重要なのです。
 
そして接着の場合も同様で”接着した範囲がしっかり接着剤が入り込み接着されているか”というところです。
 
1ヶ所でも不安なところがあるとそこを起点に高温高圧ガスや燃料がもれ、打上の失敗につながりますから。(何十億円が一瞬で”パァ-”になります)
 
ロケットすべての部品がそうですが、ノズル部に関しては特に高温高圧にさらされ、燃料を供給する部分ですので、わずかなミスもなく作らなければならないものなのです。
 

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溶接部
MHIさんより引用)

Made in Japanの宇宙旅行は?

  以前、これからの宇宙旅行で記事を書きました。
 海外ではアメリカを中心に活発ですが、日本ではどうなんでしょう?
 
 技術大国、日本だからできるのではと思っている人も多いはずです
 
 日本では、大手企業はまだまだといった感じです。やはり、宇宙開発はまだ”お国だのみ”のところがあるので、まずはいろんな国の人工衛星を打ち上げられるように世界との競争力を持とうといったところです。
 
 宇宙旅行に関しては、ベンチャー企業での動きの方が盛んです。
 
 愛知にある”PDエアロスペースという企業さん。
 宇宙チャンネルと同じロケット開発エンジニアの方が作ったベンチャー企業です。
  
 空気のある高さではジェット機のように滑空飛行で到達し、その高さに到達したのち、
 ロケットエンジンの仕様に切り替え、燃焼させ、ほぼ空気のない大気圏の境目と言われる100キロを超える高さまで到達し、無重力空間を数分間体験します。
ちなみに100kmというと東京~熱海ぐらいまでの距離ですね。地図に置き換えると意外と近く感じます。
 
(PDエアロスペースさんより引用)

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 ジェット機のエンジンは酸素があるところなので、空気中の酸素を取り込み飛行機の燃料と反応させて燃焼させ、一気に高温高圧のガスとなり、それが勢いよく吹き出ることによって、前方に押し出されれて飛んでいきますね。原理は作用反作用の法則エネルギー保存の法則につながります。
 
一方、ロケットエンジンは高度が高く、空気中の酸素が使えない(酸素がない)ので酸化剤と燃料を反応させて、爆発的な燃焼により、推力を作ってさらに高度をあげ、無重力が体験できる高さまで機体を上昇させます。
 
 商業ビジネスとしては、2020年に実用化を目指し、現在はテスト段階中です。
 やはり、初めてのことをやるときには試行錯誤の繰り返しを積み重ねていき実現していくしか
 ないんだと思います。
 
 ”何が成功への近道か?”と考えた場合に
 
 ”軽量化”は重要なポイントかと思います。
 ロケットエンジンの燃料も重いので、機体の構造にはこのブロクでも
 何回か出てきているFRP(繊維強化プラスチック)が活躍します。
 あと、軽量化に貢献するのは電子制御機器の小型化も必要です。
  ノートパソコンがホント軽くなったよう にです。
 

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 あとは、この宇宙機ジェットエンジンロケットエンジンを切り替えるシステムですので、
 下町ロケットのようなバルブシステムも肝になるのだと思います。バルブの開閉をうまく作動できるか。バルブそのものの加工精度向上やシール部などの密閉性をいち早く確立することが大切

ですね。

 
 そして、忘れてはいけないこと。
 開発にも大きな費用がかかるので、資金力も重要なポイントです。資金を調達するには、資金を出してもらう企業さんにこの宇宙旅行が成功したときにはこんなにメリットがあるんです”ということを企業の方々に頭で想像できるぐらい具体的にしなければ響かないのかなと思います。
例えば、この宇宙旅行は ”ほんの数分間、宇宙から地球を眺める、無重力体験ができる”というものです。こう書いてしまうとなんだかそっけないですよね。なので、お客さんには”その宇宙へ行くまでの過程”も楽しんでもらうようなプランを立てる必要があるのではと考えます。
 
もちろん訓練などはあるのだと思いますが、”搭乗者同士が定期的なイベントで交流し、みんなで同じ過程を楽しむようにする”とか”宇宙飛行士”ならぬ”宇宙旅行者”として何か自覚できる”あかし(証)”のようなものをつくるとかです(荷物を積むものをサムソナイトと共同でアタッシュケースをつくるとか)。また、宇宙空間から宇宙の果てに届くように手紙を放出するなんていうオプションがついていたら面白いかもしれませんね。果てしない宇宙の必ずどこかにいる地球以外の生命体がそれを拾ってくれる…なんだか行きたくなりませんか?
といったような宇宙に行くまでもお客さんがたくさん楽しめるようなことを企画し、出資企業の頭の中で
自然と想像してもらえるぐらいにするのです。
 
そうすると出資してくれる企業さんの心をつかみ、出資がもっと多くの企業がしてくれるようになるのではと思います。
 
(PDエアロスペースさんより引用)

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流れ星(shooting star)は今日が一番見れそうです!

こと座流星群は今日の21時あたりから一番見れるピークのようです。
 
宇宙チャンネルの住んでいるところは現在は曇っているので、夜に雲がなくなれば良いですが。
 
流星群はどうやって発生するのででしょうか。
 
流星群は地球の軌道と彗星の軌道が交差している場合、地球がこの彗星の軌道に近づくと彗星の
軌道上はちりの帯になっているので、そのちりが大気に飛び込んできます。
高速でちりが大気圏に入ってくるので最近何回も出てきた空力加熱でちりが超高温となり気化し、
その高温の熱エネルギーにとなり、流れ星となるのです。
そのチリの大きさは1ミリ〜数センチ程度といいますから、地上のどこからでも見える流れ星の放つ光のエネルギーは非常に大きなものですね。
 
地球は1年で太陽の周りを回りますので、定期的に彗星の軌道と交差します。
なので、毎年同じ時期に”流星群”がみられる訳です。
 
(国立天文台さんより引用)

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今回の流星群の数は1時間に10〜15程と少なめですが、月明かりも少なく、流れ星の明るさも
通常の流れ星よりも明るく見える等級です。
(平均2.5等級ですが今回は2.1。等級は 書道何級とか同様に数が少なくなるほど、良い(星の場合は明るい です。)
よく見える条件は揃っているので、晴れていれば期待大です。
 
また、方向はまさに”こと座流星群”の”こと座”が表しています。
こと座は東の空の高い位置にあります。こと座に”ベガ”という1等級のかなり明るい星です。
この”ベガ”は実は七夕で有名な織姫星です。
なので、かなり見つけやすいと思います。
 
今日はなかなか見る機会のない方も東の星空を眺めてみてはいかがでしょうか。
宇宙チャンネルも晴れれば子供たちと一緒に流れ星を眺め、自分が実現したいことへの願いをかけたいと思います。
 

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なぜはやぶさのカプセルは大気圏で溶けずに地球に帰還できたか?

前回、大気圏では空力加熱により大気圏を通って地表にくるものは超高温にさらされるという

お話をしました。
 
隕石や小惑星も地表に衝突するまえに超高温でなくなってしまうのがほとんどなのは
このためです。
 
2010年に地球に帰還して映画にもなったはやぶさはやぶさ本体は上に書いた空力加熱
燃え尽きてしまっていますが、小惑星のサンプルを採取したカプセルがオーストラリアの砂漠に
帰還しました。
 
このカプセル、なんで消滅しなかったかというと、カプセルを形成する特殊な材料
によるものです。
 
(JAXAさんより引用)

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カプセルの表面の材料はFRP(繊維強化プラスチック)でその中でも炭素繊維で作られたプラスチックで作られています。
この材料、熱にはもちろん強いのですが、そうはいっても耐えられるのは数千℃までです。
先ほどの空力加熱で表面の温度は10000℃にもなりますから、さすがに材料も熱で気化してきます。

 

材料は固体から気体になっていくわけですが、気体になるときは熱をエネルギーとして固体から気体になるので、周辺の熱を奪って気体になります。
熱から守る1つ目の効果となります。
 
(水が沸騰して、蒸気になるのも同じですね。水は100℃で気化しますが、水が気化(蒸発)して熱を解放することでその100℃を保持しているわけですね。)
 
また、熱分解した気体は”ガス”となり、このガスにより直接表面が高温にさらされることを防いでくれます。これが2つ目の熱から守る効果です。
 
気化した材料の残りは炭素繊維が炭化して残ります。
いわゆる”炭”ですから熱には更に強い材料としてして残ります。
これが最後、3つ目の効果です。
 
こんな、カプセルに使われた材料の3つの効果はやぶさのカプセルは消滅することなく戻ってきたのです。
 
この圧倒的な耐熱性を持っている材料は、炭素繊維に樹脂を染み込ませたシート状のもので
かたち作り、圧力と温度がかかる炉に入れて固めます。ノウハウになるのは、炭素繊維に染み込ませた樹脂でいろいろ材料の性質が変わってくるので、そこがキモですね。
 
(JAXAさんより引用)

 

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小惑星が衝突したらどうなるか?

まず、衝突の前に小惑星は”大気圏突入時の空力加熱により消滅してしまうか”ということです。
以前ブログで書いた猛スピードでものが進むとその前面に圧縮された空気がたまり
そこに集中するので、空気内の分子がその狭い範囲で活発に動くのでそれが熱エネルギー
なり、非常に高温になる。
(ちなみに地球に戻ってきた”はやぶさ”の場合は10000℃です。
 この温度ですとすべての物体は溶けてしまいますが、なぜはやぶさは帰還できたか”は次回のブログに)
 
小惑星が鉄などの硬い物質で作られていたり、大気圏への突入角度が浅かったりした場合は
小惑星の形をとどめて、地表に降りてくる可能性があります。

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なお、大気圏突入角度が深い(地表と垂直に近いと突入角度が深いという表現)と
大気圏で十分に減速されず、先ほどの空力加熱で超高温となり消滅してしまいます。
(地表と平行に近い角度だと減速されて温度もおさえられます。ボールを垂直に落とすのと
 放物線上に投げて落とすのとスピード違うのと一緒ですね)
 
小惑星100m以下であると圧力変化に耐えられず超短時間で分解してしまいます。
分解により小惑星が持っていた熱エネルギー(超高温)運動エネルギー”爆発的なエネルギーの発散”となり、は超高温がその周辺に放出され、圧倒的なのエネルギー (紫外線など)、は超音速となり衝撃波を生みます。
 
そのことでその周辺の人間は一瞬で存在がなくなってしまうのですね。およそ100mぐらいの
小惑星だと関東平野が全滅という感じです。
 
映画”スターウォーズ ”で登場するデス・スターから発射されるスーパーレーザーも同様に強大なエネルギーを星に向けて、放射することにより、その星の生命体を壊滅させていますね。
 
小惑星が大きく、地表に衝突する小惑星の場合は、その大きさゆえにもっと恐ろしいほどのエネルギーを
放出し、周辺はもちろん地球全体規模の被害になってしまいます。
「小惑星衝突」の画像検索結果

そんな、小惑星の落下、予測できるのは2割程度予測しようと研究は進んでいますが、

その割合です。1km以上のものが21世紀中に衝突する確率は5000分の1。
確率は低そうに思いますが、予測はできないので、本当にそうなった場合は仕方ありませんね。
 
そして、そんなことを書いているうちにいつ起こるかわからないので、できることは
日々を大切に生きる”しかないかとおもいました。
日々を大切に生きる”とは宇宙チャンネルの場合は
”やりたいと思っていることをなるべく早くやろう”ということです。
”家族との時間を大切にする”、”このブログの目的でもある『日本の宇宙ビジネスをひろげたい!そして、宇宙ビジネスにたずさわる人を増やしたい”』ことです。

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一日一歩ずつでもそれを実現できるようすすんでいきたいと思います