宇宙ちゃんねる (Uchu Channel)

宇宙ちゃんねる(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。

ジェット機もビジネスもエンジン1機でも飛ばないといけない?

宇宙(そら)”を飛ぶ飛行機とロケットは共通点は多くあるので、本日はちょっと

ジェット機で。

 

共通点の一つはどちらもなるべく燃料を少なく効率的に飛べるようにより軽く・強く

作るわけですが、ブログにも何度か書いている同じ”繊維強化プラスチック(FRP)”が

同じような構造で作られている部分があります。ジェット機のファンの部分となる

円筒形の筒は、ロケットとの胴体としても使われているんです。

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ジェット機はエンジン1機でも飛ばないといけない?”

ですが、国際的な取り決めでエンジン1機でも飛べなくてはいけないというのが

決まっています。

 

ロケットはもちろん、鉄道などもある箇所が壊れても、動き続けるようにしておく

”冗長性”を持たせるというのが当たり前となっています。宇宙チャンネルは

この”冗長性”というなんか言葉が好きです。サブシステムという言葉でもいいですね。

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これはビジネスでも当てはめていく必要があると思っています。

 

最近の例でいうと北海道のジャガイモ不作の問題。

スーパーの店頭からポテトチップスの在庫がなくなっていることが起きています。

もし、ポテトチップを作っているあるメーカーが”100% 北海道産ポテト”でしか

作っていなかったら、そのメーカーは途端に製造ができなくなくなり、スーパーに

ポテトチップスを並べることができなくなってしまいますね。

 

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なので、ビジネスでもこの”冗長性”が必要です。ビジネスではポートフォリオという

言葉が使われます。

ただし、扱うものはなんでもよいというものではありません。

大きなテーマはブレてはいけません。

 

例えば、街の写真屋さん。

主な収入源は近くの学校などの公共施設の集合写真や卒業アルバムなどの写真撮影です。子供人口はどんどん減っているので、小学校なども統合や閉校が進んでいて先細りです。

一方、カメラ女子など一眼レフでカメラ撮影などはずいぶん普及しています。

そこで、もともと”プロ”である街の写真屋さんが、”プロのような写真を撮る技術”をセミナーや講座を行ったらどうでしょう。また、レジュメにや動画にして、インターネットを通じて、全国の人にアプローチしていくなども展開をしていくこともできると思います。

このように”撮影技術”という一貫したテーマで仕事の幅”冗長性”を作っていくということはビジネスでも、大切だと感じています。

ただし、根底には”確かな実力”があった上で成り立つものですね。

ロケットもジェット機もビジネスも!

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宇宙業界への就職マニュアル その③

 
唐突ですが、ドラマ”下町ロケット”のバルブシステムでは何がキモだったでしょうか。
バルブシステムそのものも重要ですが、
重帝国重工に真似できない、佃製作所の”高い製造技術”でしたね。
 
この場合の製造技術は簡単に言うと
”何ミクロンという極限に近い精度でものをつくる”ことです。
 
そこでベースになってくるのが機械工学です。
 
機械工学と言っても幅は広いです。
 
主な項目だと
 ・熱力学
   熱が力学的な仕事を行う。
   分野になります。
   ロケットの場合、ロケットの燃焼にかかわる部分で必要です。
 
    下町ロケットですと、バルブシステムによってロケットの燃料
   (液体水素・液体酸素)を制御しますが、燃料(液体水素・液体酸素)を
    圧縮して燃やすことにより、高温高圧のガスを作り出し、それが一気に
    噴出すことによって、ロケットの推進力となる。
       ”熱がロケットを動かす力”となるのです。
jaxaさんより引用)

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 ・機械力学
   ”機械を動作をさせてものを動かす”
    分野になります。
   簡単な例でいうと、”自転車を動かす仕組みは人がペダルを動かす車輪が回り
   自転車動き出します。ペダルの回転をチェーンや歯車などで
   自転車のタイヤの回転に変換していますね。
 
    ロケットですと、ガスが一気に吹き出る部分:ノズルはロケットの姿勢を
   制御するのにいろんな角度に傾ける必要があるため、”アクチュエーター”と
   呼ばれる押し引きをする機械的に動くもので引っ張って傾けます。
   そのアクチュエーターは油圧や電動で動きますが、その動く仕組み
   先ほどの自転車の例と同じように
   様々な機械の組み合わせでロケットを動かす
   ことになります。
 
(アクチュエーター 宇宙博より引用)

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    物体が空気の流れや水の流れを受けた時に、
   どれくらいの力がどのようにかかるのか、
    力の流れのメカニズムを解明する
     分野になります。
  
     ロケットでいう流体は気体(空気や高圧ガス)になりますね。
   ロケットでの例ですと、ロケットの表面には機能上必要な突起物が出ています。
  (例えば、配線をしている部分のカバーなど)ロケットが超高速で進むときに、
  こう言った突起物がロケットをローリング(回転)させ、姿勢を制御できなくなる         原因になるので、あらかじめローリングしないように考えなければなりません。
  そのときに、超高速での空気の流れが突起物によってどうなるのかを知り、
  対策を打つ必要があります。
  ”ロケットを軌道通りに正確に飛ばす”
  ために必要となります。
 
(横浜国大さんより引用)
    

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 ・材料力学
   機械や構造物に負荷が加わったときの変形
   そして破壊の原理を研究する
    分野になります。
   ロケットに限らず、世の中のあらゆるものは
   ”どのくらいの力がかかったら変形または破壊するか”
   ということをあらかじめ知っておかないといけません。
   ロケットの代表的な例では、飛んでいる時は超高速で飛んでいますので、
   空気抵抗を受けますね。その時に紙や木でできている部分があったら一瞬で
   壊れてしまいますなので、その時にかかる力以上に強い強度の材料を
   選定しなければなりません。
 
ウィキペディアさんより引用)

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  話は下町ロケットに戻りますが、高性能のバルブシステムを作るには
  まず、その設計ができなければなりません。
  設計をするには、その材料の性質を知っていなければなりません。
 
しかし、ただ材料の性質を知っているだけでは、機械や人が出来うる超高精度の寸法を達成することはできません。
 
知った上で、どの加工方法・条件が最適かを多くの試作によって導き出すのです。
下町ロケットではそこが佃製作所しかでか出来ない”ノウハウ”んですね。
 
加工方法なども機械工学では一通り学びます。機械工学でいうと生産工学”という
ところで加工方法などを学ぶのかと思います。
 
(新価値想像展より引用)

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宇宙業界への就職マニュアル
第1回 化学、第2回 電気工学とお伝えしてきましたが、
 
機械工学はロケットを作るために全般に役立つものだと思います。
そこから、流体や熱や金属材料などのスペシャリストに成る選択肢も広がります。
 
まず、ロケットを作るためにどんな分野を学べば良いんだろうと
悩んだ時は、”機械工学”という道を進んでおけば、間違いはないかと
宇宙チャンネルは思います。

どうして宇宙に人がいるの?

もし、あなたにお子さんがいた時に、”どうして宇宙に人がいるの?”というストレートな
質問をされたことはありませんか。
 
先日、新幹線に乗っていた時、近くにいた4歳くらいの男の子がママにこんな質問をしていました。
ママはうまく答えられなかったようでした。
 
子供は思ったことを素直に投げかけるので、”そういえば・・・”という質問を
しますよね。
 
そんな時の答えはなんでしょう?
 
いろんな答えがあるかもしれません。
 
まず、真っ正直に考えると”人がいる宇宙ステーションとは?”と
いうことを知ることですね。
 
大きくは
(一つめの目的)
無重力空間での様々な実験や観測するため
  無重力の空間ではものを作っている原子が自由に動くので
  地球では作ることができなかった分子構造(原子のかたまり)ができることによって
 人にすごく役に立つ材料とかが作られるかもしれないのです。
 
 例えば、車のボディは主に金属(鉄)でできていますが、今までにないような
 鉄くらい強くてプラスチックのように軽い材料ができたら、車の燃費が1リットルで
 50kmぐらい走れるようになっちゃうようなことが起きるかもしれません
 
(二つめの目的)
宇宙が人間や生き物の体にどういった影響を与えるか。
  何百年後かの近い将来、人は海外旅行に行くように宇宙に行ってるようになると思います。
 ”火星で宝石発掘ツアー”とかあるかもしれません。いきなり宇宙に行く前に今は事前準備を
  宇宙ステーションでおこっている感じですね。
 みなさんも知っているように、無重力だと体に負荷がかからないので、筋肉や骨が弱くなってしまうなどもあるので、そういったことをどうやって解決していくかを日々調べたりしているのですね。
 
今までのは”真面目な答えですが”
お子さんに聞かれた時、こんな答えだったらどうでしょう。
 
宇宙人に見つけてもらうためだよ。
地球の中にいたら見つけらないかもしれないから、目立つようにしているんだ”
 
"人間は新しいことやものが好きなんだとよ。だから知らない宇宙に行くんだ。
人間が猿から人になったのはそういう風に新しいことやものが好きな猿が考えて火を起こす方法を考えたりして、人間になったんだよ”
 
お子さんが”宇宙が好き”になるような答えをだしてあげると、好奇心を持って宇宙や科学を
学んでくれるようになるのではと思います。
 
JAXAさんより引用)
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ロケットの作り方 第2弾 (人工衛星の放出部 ノーズフェアリング)

ロケットの作り方の前にそもそもロケットはどういったパーツでできているかを
説明しないとですね。
 
ロケットは大きく
 
①衛星格納部:ノーズフェアリング
②タンク部またはモータ部
③エンジン部又はノズル部
④継手部3
 
(JAXAさんより引用)

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     (イプシロンロケット)   
 
で構成されています。
1段式だと②〜④は一つづつですが、
2段、3段式となるとそれぞれ②〜④のパーツが増えていきます。
このように1段、2段.3段と順に切り離し、どんどん加速することによって地球の引力から脱出する方式で宇宙にいけるようになりました。これを発見したのは「ロケットの父」とよばれるロバート・ゴダード
 
これはNASA 火星探査ロボットの開発者でもある小野雅裕(おの・まさひろ)さんが書かれている新書”宇宙に命はあるのか”でも書かれていますね。(この本、技術者がかいたとおもえない語り口で引き込まれます。今度、紹介したいと思います)
 
接ぎ手部は金属の筒っぽなので、中に空間があります。
なので、ロケットの姿勢を制御したり、電源(電池)などの
電機的な機器を積んでいます。
 
前回はノーズフェアリング部でも衛星を積んでいないロケットの先端部:ノーズコーンと
呼ばれるものの作り方でしたね。
 

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今回は衛星を積んだロケットの場合の”ノーズフェアリングの作り方を
宇宙チャンネルも作った経験談をもとに書いていきたいと思います
 
 
ロケット全体がそうですが、ノーズフェアリングもなるべく軽く、でもG(加速度)などに耐えうる強さを持ったものでなければなりません。
 
そこで材料としては前回でたFRP(繊維強化プラスチック)またはアルミが使われます。
また、形状は衛星を宇宙空間に放出するのが使命なので、2分割形状になっています。
そして、ロケットの先端部には空力加熱がかかるので、熱に耐えなくてはいけませんので、
何かしらの耐熱対策をしています。
 

 

空力加熱をもう一度お話ししておきます。
 
空気が圧縮されると、狭い範囲で多くの空気が密集するので、空気の分子の運動が活発になり、
運動が活発になるということで熱を持つようになります。温度が上がるということですね。

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ロケットは秒速:何キロというすごいスピードで宇宙へ向かっているので、先端には空気の溜まり場のような場所ができます。その空気はそのスピードにより、圧縮された空気なんですね。
 
 
 
そんな色々な条件があるノーズフェアリングはどう作られているか

 

ノーズフェアリングの形をした大きな型にFRPのシート
中身にはアルミの蜂の巣構造(ハニカム構造と言います)をしたもの、段ボールの中身で
も時々あるようなこんな形状のものを敷き詰めていきます。
最後に内側となる部分には再びFRPのシートを敷き詰めていきます。
 
そして、FRPハニカムは接着でくっつけます。
 

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一連の流れの中でやはりまんべんなく接着が重要なポイントですね。
ちゃんと接着されていない部分があるとそこから剥離が進んでしまいますから。
セロテープも全面ビッタリくっついていると剥がしにくいですけど、一箇所でも
剥がれている部分があると簡単に剥がれしまうので一緒ですね。
 
他のものとの接合面は接着面に気をつかわなくてはならないので、手で仕上げています。
”加減”がわかるのはやはり人の感覚なのです。ここは今の機械ではできないところだと思います。
人工知能が発展し、”人の加減”もできるようになったら別ですが。
 
そして、最後は耐熱の処理です。
FRPは熱には強いのですが、打ち上げ時には先ほどお話しした空力加熱により強い熱が発生します。
なので、さらなる耐熱の対策が必要なのです。
 
耐熱には断熱性の発泡剤を吹き付けるか、耐熱用のコルクを接着する方法がとられます。
私、宇宙ちゃんねるはコルクを接着する方法しか経験がありませんが。
 
接着剤はあらかじめコルクに塗っておいて半乾き状態で接着します
そもそも接着剤は塗りやすくするために、ぬるぬるしていますが、塗ってからすぐですと
ぬるぬるしているからうごいていしまいますよね。なので、ある程度表面が膜ができて
触っても接着剤がつかない程度にしてから、接着します。
靴を修理するような黒いゴムの接着剤などもそうですね。
 
こちらもやはりポイントは満遍なく均一に接着剤を塗ることが大切です。
((レイヴン・フォトさんより引用)

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こんな結構長い道のりを経て、ノーズフェアリングが出来上がります。
 
機械化できるところは積極的に進めて、コストを安くしていかないといけないですが、
きもの部分はやはり”人の技術”で抑えないといけない。
 
一見、最先端のようなロケット作りでもそんな職人技のようなところは数多くあるところが
また面白いところです。
 
でも、これからはロケットそのものを安く作っていかないと、商売になりません。同じものを作るようなロケットのライン化をして、コストを抑えていくようなことが世界で戦う上で国産ロケットに不可欠になっていきます。
 
 

 

オリオン座と”ウルトラマン”の故郷が近い事実?

冬の星座といえばオリオン座ですね!
冬は空気中の水分が少ないので、気流の乱れが少なく、きれいに星が見えます。
 
オリオン座のすぐ近くにはM78星雲があります。
そうです、ウルトラマンの故郷です。といっても、ウルトラマンのM78は架空の設定なので
たまたまM78星雲ですが別といえば、そのとおりです。
(調べるとウルトラマンの設定時にM87とM78をまちがえてしまったのだとか)
 
実在のM78星雲は地球から1600光年、光の速度でいっても1600年かかる距離です。
ちなみに光の速度は秒速30万キロ、1秒で地球を7周できる速さです。
想像がつきませんね、そんなスピードで行けたら、海外の世界遺産めぐりは
東武ワールドスクエアでミニチュアの世界遺産をみるような感じでみれてしまいますね。
 
私たちが住む”銀河系”には2000~4000億個の星があるといわれています。
そして、銀河の数1000億個以上あると考えられいます。
ちなみによくきくアンドロメダ銀河”(宇宙戦艦”ヤマト”出てくるアンドロメダですね)は
銀河系の隣の銀河です。
想像がつかないような星の数なので、めぐりあわないですがきっとこの宇宙に
ウルトラマンのような宇宙人がいるのだと思います。

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超小型ロケット打ち上げ失敗の”本当の原因”はなんですか>

今週の月曜日、JAXAより1月の超小型ロケット打ち上げ失敗の原因について発表がありました。
 
完全な特定はできていなですが、ロケットの打ち上げ時にかかる振動により、
機器に電源を伝えたりするケーブルの被膜がやぶれ、電線がむき出しになり
金属面と直接接触したことでショートしてしまったという可能性が高いとのことでした。
 
そして、空気抵抗をなるべく抑えるためにカバーがケーブルを強目に抑えるような形状になっていたことや軽量化のために通常より細い電線にしていたことも被覆やぶれやすくなっている複合的な要因というのも書いてあります。
それは、少しでも性能を良くしようとした結果なのですけどね。
 
すこし小難しいことを書いてしまいましたが、本当の原因はなんだったのでしょう?
と考えてみました。
 
一言でいうと
  まず軽量化して何とか飛ばすことが大きな目的となり
  ”全体を俯瞰してみること”
がちょっとかけていたのかなと思っています。
 
他のロケットなどですと、接触する金属部分には樹脂製の”枠”のようなものを接着して擦れないようにすることが多いです。それぐらいでしたら、重くなるほどのものでもないので、気にすることもないと思います。
 
”ふっと”したした瞬間にそんな視点(全体像)でみれたら気付いたのかもしれませんね。
バック・トゥ・ザ・フューチャーでドク(博士)がトイレで頭を打ったとき次元転移装置を
ひらめいたように。
 
 
そうはいっても開発している人たちはそれに必死なのでなかなか俯瞰してみれないと思います。
そういう時は、”第3者による確認”がやっぱり必要なんだと。
 
違った視点で知識がある人がみることで、問題点が浮き彫りになってきたりしますからね。
 
リベンジがあるなら、”多くの目”でロケットをみることによって成功へみちびけるのだと
宇宙チャンネルは考えます。
 
(JAXAさんより引用)

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2年前に宇宙に飛んだ”はやぶさ2”はいまどのあたりにいるの?

約2年前の2014年にH2Aロケットによって打ち上げられた”はやぶさ”。

宇宙チャンネルも目の当たりにしたはやぶさ2について、ふと”どの辺にいるの”とおもい
調べてみました。
 
現在は地球から1.58億キロ、すでに地球と太陽との距離、約1.5億キロを超えています。
地球と月が38万キロ、赤道1周が約4万キロなので、赤道1周の3950倍の距離にあります。
といっても想像つかないですね。日本から出たはやぶさ太陽よりも遠い場所
あるということです。
 
今回のはやぶさ2では遠隔操作で小惑星に穴をあける”インパクター”というものが採用されています。はやぶさ2からインパクターを目標位置に切り離し、はやぶさ2本体が惑星の裏側にまわった時に小惑星に衝突させ、より深い穴を掘る機能が採用されています。この機能、火薬で作動するので、宇宙チャンネルも2年前にたずさわりました。新しい火薬だったので、種子島の打ち上げ場まで運ぶのに国(運輸局)に相談しにいったんですね。火薬なのでやはり法律にのっとっていろいろ規制があるのです。
 
また、改めて”はやぶさ2のミッション”を確認してみました。
やっていた当時はあまり感じなかったですが、”地球規模のミッション”なのです。
帰ってきたら間違えなくNHKスペシャルディスカバリーチャンネル
1時間番組が作れるとおもいます。
 
それは”地球や人類誕生のなぞを探すミッション”なのです。
今回目指す小惑星は太陽系が生まれたころ(約46億年前)の水や有機物が残されていると
言われています。水はどこからきたのか?そして水がないと生きていけない人間を含め
生きているものを構成している有機物はどうやってできたのか?そんな疑問を解くことが
できるかもしれないミッションなんです。
 
そして、その小惑星”Ryugu(リュウグウ)”と命名されています。国際天文学連合IAU)で審査→認められた国際的にも正式な名称です。
由来はその名がしめすように浦島太郎が竜宮城から玉手箱を持って帰ってきたようにはやぶさ2が Ryugu(リュウグウ)から地球や生命誕生のなぞを解き明かす宝物を持って帰ってくるように思いが込められた小惑星の名前なんです。
わずか直径700メートルの小惑星ですが、そこから”なぞ”が解き明かされたら
めちゃめちゃロマンがありますね。

 

そういう意味をかみしめながらやっていく仕事なんだなと改めておもう宇宙チャンネル。
その時は火薬を運ぶための資料作りに必死になっていました。打ち上げ場まで運べないと打ち上げができなくなってしまいますから。ただ、正しく安全に輸送できることを説明し、そういうミッションへの思い・意義を伝えれば、いい方向に向かう。もちろん国もわかってくれて、運ぶことができるようになったことを思い出しました。2018年にRyuguにたどり着き、ミッションを成功させ、2020年に地球に日本に帰ってくることを楽しみに待っています!
 
JAXAさまより引用)
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日本にはなぜ夏と冬があるの?(娘の質問コーナー)

寒い日に幼稚園の娘が、ふとこんな質問↑をしました。

”地球が太陽に対して、傾いているからだよ。夏は太陽に近くなり、冬は太陽から遠くなるから
 暑かったり寒かったりするんだよ”と答えようと思ったのですが、実はその答えは間違っていました。

ちなみに地球の軸は23.4度傾いています。

この傾きがあるため、夏は太陽の光がたくさん当たります。冬は逆の傾きとなるため、太陽の光が少なくなります。図で説明した方たわかりやすいのでこんな感じです。太陽と地球の距離は関係ないんですね。



風が強い日に真正面から風を受けるのと、斜め上から風を受けるのでは、
真正面から受けるの風の方が強いのと同じです。

その時に娘に
じゃーどのくらい遠いの
という距離の質問あったので

宇宙チャンネルも太陽と日本の距離まではわからなかったので調べてみました。

春分が1億4895万km
夏至が1億5199万km
秋分が1億5020万km
冬至が1億4720万km

地球が太陽を回る軌道(公転)は少し楕円なので、冬の方が
太陽からの距離は近いです。やはり、距離が関係ないことがわかりますね。

そして、日が一番長い日と短い日も地球の傾きに影響しているんです。
夏は図のように傾いているので、太陽の光があたり続ける時間が長いです。
一方、冬は短くなります。

赤道付近はいつも暑いですね。それはやはり今まで述べた太陽の光の受け方が関係していて、地球が傾いていても赤道付近はまっすぐに太陽の光があたりやすいので、いつも暑いんです。

 
 
そもそも地球はなぜ23.4度傾いているか?

これは実際のところ、いろいろな説がありますが、わからないそうです。
地球は宇宙のチリやガスが集まって作られました。その時には回転しながら集まったのですが、最後に大きいチリやガスが来て、そのために傾いたのではという説もあります。

今は地球誕生46億年の一瞬ですから、いつか巨大な隕石が衝突し、地球の傾きや回転がかわるということが起こるのだと思います。
いつかは何千万、何億か相当先のお話だとは思いますが( ^ω^ )
 
 
 

天気予報には何個の人工衛星が必要なんだろう?

最近、ロケットの打ち上げが多いという記事を先日書きましたが、
そんなにどんな人工衛星を打ち上げているの?”という
質問がありました。

31回中、4回が気象衛星ひまわり”です。
では、天気予報に4個の人工衛星が必要なの?”と
思うかもしれません。

実際には”1つ”のひまわりで運用しています。

現役で動いているのは”ひまわり8号”です。
2014年にH2A 25号機で打ち上げられました。

そして残る2機は
ひまわり7号、9号です。

7号は運用を終え、待機となっています。

そして、9号は最近2016.11月に打ち上げられたばかりの人工衛星です。
車にタイヤのスペアタイヤがあるように、9号は8号のバックアップです。
もし、8号が壊れたら、7号も使えますけど、性能が全然違うようなので
今放送している天気予報の画像や精度が粗くなってしまいます。

パソコンと同じでスペックのいいのを快適に使っていたら、古いパソコンは
あっても、使わないですよね。

ということでひまわり9号は8号運用終了まで待機中ですが、”要では”
と思います。


また、人工衛星はずっと使えないのでしょうか?と思う方もいるかもしれません。

その答えは”×”です。

厳しい宇宙空間で耐えるには耐久性を重視して作られていますが、
最終的には噴射する燃料がなくなります。


静止軌道上での人工衛星は地球と同じ速度(24時間)で回っているので、こちらから見ると止まって(静止)いるように見えて、常にその位置なので、上空の気象を常に観測できます。”静止衛星”なんて呼ばれ方もありますね。

衛星が反対、ブラジル側に行ってしまったら日本の天気を写せないですよね。
ただし、”静止”といっても太陽風であったりで影響をうけます。そうすると少し軌道が動いてしまうのですね。
その微調整のために、ノズルから噴射をします。少しずつずれるたびにこの”噴射”で軌道修正をしているので、噴射の為に必要な燃料が少しずつ減っていきます。そして、その燃料があと1回分の噴射分しかないという状況になったとき、その人工衛星は役目をおえます。

あと1回分の燃料は何に使うか?ですが、
その静止軌道から外れるための噴射”につかうのです。

静止軌道も衛星で混んでもいるので、使わなくなった人工衛星は違う軌道に移すのです。
そのあとは、外力がない限りはある軌道を永遠に周り続けます。

近い将来には、もっと気象衛星の精度があがり、
1分後に雨が降るなんていう予測ができる時が来るのではと思います。
雨にうたれることがなくなるかもしれませんね。

気象庁より)





                                                                                                                                                                                             

H2A ロケット打ち上げは2か月に一回のペースで

こんにちは、宇宙Ch.です。


少し遅くなりました、今週の火曜 1/24に H2A ロケット32号機が打ち上げられました。

打ち上げ成功は32回中31回となり、ここ数年は安定してきています。
なので、ロケットを作る側としては、開発要素がないので淡々と作っているというのが
最近感じることです。

ただ、タイトルにあるようにH2Aロケットは最近、2ヶ月に1回のペースで打ち上がっており、
淡々と言いながらもスピードをアップして作っています。

大きなものなので、すぐにできるというものではありません。
なので、仕込みは1年以上も前から、打ち上げ日程に合わせて作っているんです。

日本酒を米から作るように、早くから仕込みをしながらです。

ロケットの部品は数万点にも及びます。なので、キーになる部品をおさえて、足が長い部品をまずははじめに作り始めます。
 
はじめにスタートするのは、金属の大きな塊 ”鍛造品”というものです。
金属の素材を溶かして、固めていくというものですが、そんなに沢山の数が出るわけではないので、金属メーカーさんに頼むと順番待ちに成ってしまうので、早く注文して順番を待たないといけないんです。
(やはり数が大きいものには勝てません。建築部材とかですね)

3月にも打ち上げがあり、来年度の同じペースで打ち上がります。もちろん、今から仕込みはやっていますが、同じものを作る中でもそれなりに苦労があるロケット作りです。
 
jaxaさんより引用)
 
 

宇宙業界への就職マニュアル その②

こんにちは、宇宙ちゃんねるです。

ロケット・宇宙機器メーカーで20年間、開発やものづくりにたずさわっている僕が実際に仕事で役立つ知識について解説するシリーズです。

 

少しずつ”宇宙業界への就職マニュアルシリーズ”を紹介していきたいと思いますが、

本日はその②です。

 

電気工学の知識(ワイヤ―ハーネス編)

  自分の専門分野ではないので、概要となりますが、ロケットには幾つもの

  ワイヤーハーネスと呼ばれる電線をつないで電子機器(宇宙業界ではアビオニクス機器と言います)を動かし、ロケットの飛行を制御しています

  簡単に言うと、パソコンとモニターをつなくケーブルと同じです。

 

  パソコンのデータをモニターに出力するように、ロケットでも電池を電気的うごかして、

  ロケットに点火したり、姿勢を制御するのに噴射の角度を変えたりする機器を作動したり、

  それぞれの機器に合わせて、ワイヤーハーネスを作っています。

なので、ロケットの使用に合わせてワイヤーハーネスを設計するための電気工学の知識が必要です。

宇宙空間で使用できるコネクターやピン径など様々なサイズを使用するので、機器に応じた適切な部品を選択することができなくてはなりません。

 

 電気の回路図が書けることも必要です。

 ”回路図が書ける=図面が描ける”になるので、CAD((computer-aided design):コンピューター上での設計・製図)でができることも必須です。

 

 何かものを作ってもらうためには設計図が必ず必要ですね。そして、ワイヤーハーネスを設計した後も ”ワイヤーハーネスをどのようにロケットに取り付けるか(艤装するか)”を考えなくてはなりません。

限られたロケットの空間の中に他のものと干渉せずに、取り付けやすい設計をすることも重要です。

CADは基本的に空間が立体的にわかるように3D CADを使います。

最終的にハーネスは人の手で機器どうしに取り付けていくことになるので、ハーネスの取り付け図面を描くときに、人が取り付ける姿を思い描きながら、”無理な姿勢での取り付けにならないだろうか”を頭の中でよく考えて図を描くことが大切です。

  

 

 これはビジネスを立ち上げるのにも同様ですね。ブレイクさせるためにはそれまでの道のりを時系列で描いて、ゴールへ向かうということです。

そして、そのビジネスでお客さんが商品や情報や心地よさなどを得られたときにどう思うだろうかをとことん考える必要があるように。

話はそれますが、”アマゾン”はそこが徹底していますね。

僕はアマゾンプライム員ですが、ネット購入でも最速でお客様に届けるサービスはお客様に”安くて快適さ(ネットなのに早くとどいて嬉しい)”を提供しています。お客さんが喜ぶ顔を想像して。

 

 ちょっと話は逸れましたが、今はロケットの載せるワイヤーハーネスでも、やはり低コストにすることが命題になっているので、”宇宙環境でも使用出来るワイヤーハーネス部品”を選択できるような幅広い知識があるとよりいいのだと考えます。

なので、宇宙業界に入り込む作戦として、まずは電気機器メーカーで電機に関する幅広い知識を得て、その”自分の武器”を持って、宇宙業界へ入るというのもアリだと思います。

れからはいろんな業界の人が宇宙産業に入ってきて、知りえなかった知識でどんどん進化していく必要が宇宙業界にはカンフル剤となると考えています。

 

(東洋航空電子 様より引用)

 

 

これから人工衛星はスマフォにどのように利用されるか?

こんにちは、宇宙Ch.です。

 

今日は”人工衛星の使われ方(スマフォ編)”です。

情報としてよく出ているのは、スマフォのGPS(Global Positioning System)機能です。

 

今のスマフォは地上局(中継局)を各場所に設置し、電波の届くエリアを拡大しています。(日本では人が住んでいる地域はほとんどカバーされています。)

 

でも、アウトドアで山間部に入った時など、たまに使えなくなる時があると思います。

 

日本ではそれほど不自由に感じることはないかもしれませんが、世界人口の約半分の30億人はスマフォ・携帯電話が使えない環境です。(もちろんインターネットもです)

使用できない地域で、中継局を建てていくのはエリアを莫大に広かったり、建てるコストの問題があり、難しいですね。

 

”では、地球の上を飛び回っている人工衛星を使ったらどうか

というのが現在のいろんな企業が計画しているところです。

 

 

実は現在でも”イリジウム社”がこのサービスを行っています。

だたし、人工衛星を使う為、

 

コストの問題:使う人が少ないのでコスト高

スマフォ本体の問題電話の電波受信が弱いので、一般のスマフォだとキャッチできない

 

がありそれほど広まりはみせていません。

 

では、なぜいろんな企業が参画しようとしているかというと

人工衛星の技術が進歩している”のでコストの問題を解決できるようになってきたのが大きいです。

 

昔はもっと分厚かった携帯電話が文字通り”スマート”フォンになり、軽くて高機能になりました。これは内部の電子機器が技術進歩でそうなったからですよね。

同じように、人工衛星も”機器のかたまり”なので、同様に技術が進み、”小さくても高機能”に成ったのです。

そして、小さくなると、一回のロケット打ち上げで何個も人工衛星が宇宙に運べるようになり、1個あたりの打ち上げコストその分下がります。

 

ロケット側も人工衛星ほどではないですが、技術進歩しているので打ち上げコストは下がってきています。

 

一方、スマートフォンもここ何年かのモデルチェンジでもわかるように急速に進歩しているので、人工衛星の電波を受信できるスマフォが一般的になるのかと思います。

 

スマートフォン人工衛星はこれからはGPSだけでなく、直接やり取りするようになって、

アマゾンのジャングルでも使えるようになって、世界がもっとボーダレスになる時は近いのであはと宇宙Ch.は思います。

”超小型ロケット” 打ち上げ失敗の先にあるもの

こんばんは、宇宙Ch.です。

今日は残念な情報ですが、SS520ロケットを改良した”超小型ロケット”が打ち上げに失敗しました。1段ロケットの燃焼中にロケットからの信号が来なくなり、やむなく太平洋に落下させました。

 

実験的な打ち上げ”ではあったのですが、飛行データなどがほとんど取れなかったのは、残念です。

 

これから、失敗の原因は究明していくことになると思いますが、先ほど書いたように

SS520ロケットの改良型”なので、打ち上げ実績のある部分でなく、開発部分に何らかの原因があったのではないかと思います。

 

メディアでは今回のロケットは低コストを目指すため、”民生品を多く使用した点で打ち上げ失敗との関係性があるかどうかと報じられていますが、民生品をつかっていく流れはロケットが飛行機や自動車のように身近になり、日本の至る所で”電信柱型ロケットがうち上がっていくためには歩みを止めてはなりません。

 

やっぱり、”何億”と言う打ち上げコストだと身近に感じませんから。

 

”何億もかかるならやめればいいんじゃない”という意見もあるかもしれません。

 

でも、歩みを止めてしまうと日本の宇宙ビジネスはどんどん遅れをとる。

 

何十年ご、いや、何百年後、宇宙ビジネスは拡大し、確実に”スターウォーズのような時代になります。

その時、やっぱり日本が宇宙ビジネスをリードし、同盟軍が使用する”スターファイター”を作れるような存在になっていかないといけないと思います。

でないと、これからの日本経済はしぼんでしまいますよね。間違いなく宇宙ビジネスは大きなビジネスになりますので。

 

失敗の先には、再挑戦し、”民生品で作った電信柱ロケットを成功するまで打ち上げ、実際の打ち上げで民生品が利用できることを証明して行く必要があります。

 

大きいロケットで何個も運ぶアメリカやヨーロッパのロケットに対抗するには”必要になった時に、場所を選ばす人工衛星を打ち上げられるロケット”を作っていく。

それが日本が宇宙ビジネスで勝ち残っていく一つの道”ではないかと考えます。

 

 

”国だけじゃない” 民間宇宙ビジネスのススメ①

こんにちは、宇宙Chです。以前のブログでも書きましたが、これからの宇宙産業は国の仕事(例えば、”ひまわり”などの気象衛星)だけでは、産業として盛り上がっていくのは難しいので、11月に民間にももっと参入してもらうように宇宙活動法が制定されました。

 

”超小型衛星打ち上げロケット”

そんな先駆けとして、1/11(水)に、今まで宇宙ビジネスにはつながりがなかったキャノン電子さんも参入した、超小型ロケットが打ち上げられます。

直径:50センチぐらい、長さ:10メートルほどの小さなロケットで、約3キロの衛星を

軌道に載せる予定です。町の”電信柱が宇宙へ行くぐらいの大きさです。

小さい衛星は大型の衛星と”相乗り”がほとんどなので、これがうまくいけば、”超小型衛星”を

宇宙へ運ぶ手段の1つになり、ビジネスチャンスができるのではと思います。

100年後には町のあちらこちらで電信柱ロケットが飛んでいるかもしれませんね!

 

”なるべくコストを抑えての開発”

ちなみに、こちらのロケットも宇宙Ch.自身も携わっていますが、観測ロケット”SS520"の

改良版で、0からの開発ではありません。

今までの既存技術の応用で、コスト的にもかなり抑えられているんですね。2段ロケットから3段ロケットタイプに変更しているので、そこには開発要素がありましたが、

3段も他のロケットからの技術を転用した形にしているので、スピーディに進みました。

(そうは言っても、初めてのチャレンジなので、ここ数ヶ月はバタバタはしていましたが(T . T)。初めからうまくできる人はいませんので。)

 

”宇宙ビジネスの高度成長期?”

このように、大手のあいだでも宇宙ビジネスが進み始めています。

ソフトバンクもアメリカの衛星ベンチャー企業に出資したりしています。

 

ベンチャーの中でもこの時流に乗って、大きく成長する企業が出てきますね。

インターネットでのGoogleAmazonのように。

 

これから、宇宙ビジネスは高度成長期に行くのではと、宇宙Ch.は考えています。

(中心にいるとわからないかもですが・・・・昔、テレビや洗濯機が出せば売れたように

 新しいロケットを出せば売れる時代が来るかもしれません。)

 

そうすると、「この宇宙ビジネス”高度成長期”にどんな業種が適しているか?」

考えてみました。

 

”宇宙ビジネスでどんな業種が活躍できそうか?(次回コラム)”

まず、宇宙ビジネスとしては

 人工衛星をどうつかう?

   ②ロケットの打ち上げ増やす・安くするには?

 ③宇宙ステーションをどう利用する?

 ④宇宙旅行をどう実現するか?

 ⑤資源や移住のための惑星探査するには?

 

が主なところだと思います。

 

次回はこの①〜⑤の宇宙ビジネスで考えてみたいと思います。

 

(1/13 更新)

 おととい(1/11)の打ち上げは延期になりました。

 理由は上空の風が強風のためです。ニュースでありましたが、1段ロケットと2段ロケットを分離する付近の上空の風が強いためでした。”超小型ロケット”だけに風の影響はうけてしまうんです。また、天候を見て、打ち上げ日が発表されるのではないかと思います。

 

ちなみにロケットの打ち上げ延期で結構ある理由は、”上空の氷結層”です。文字どおり、この層の中には”氷の粒”が存在しているので、それがぶつかり合うことで雷を発生し、雷がロケットに落ちるとロケットの飛行を制御している電子機器が壊れてしまうので、延期にしています。

 

最近では”層の中にどれだけの氷の粒が存在しているか?”を測る精度が向上しているので、今までよりより精度高く、打ち上げ延期の判断ができるようになっているとのことです。JAXAさんのHPにも書いてありましたが、”打ち上げ延期”は一旦打ち上げ準備をしていたものを、リセットしてしまうので、余計に作業などがかかり”コスト”面でもよくないので、なるべく避けるようにしたいのは確かですね。

高額の打ち上げコスト少しでも安く抑えるためには。

 

(1/15更新)

本日、8時33分にロケットが打ち上げられました。衛星が正規の軌道にのったかは、数時間後に判明します。ちなみに今回の地球を回る軌道は”高度180kmの低軌道”です。低軌道の中でもかなり低い軌道になるため、わずかな空気抵抗でも落下してしまいます。

なので、今回は実用というより”ロケット開発”という観点の物なのかと思います。開発で

試した”民生品”や”新たな技術”が、次の超小型ロケットの基礎となるようにフィードバックしていくことを期待しています。

 

 

 

 

JAXAさんより引用)

人とロケットの推進力はなにか?

宇宙Ch.です。2017年もはじまりました。

今年こそは!という思いを持っている人も多くいるかと思います。

そして、人もロケットも目標に向かってすすむ力→推進力が必要ですよね。

 

ロケットの場合、推進力は”作用・反作用の法則”により発生しています。

身近なたとえですと”消火訓練”。

消火器で消火剤(あの、白い粉みたいなもの)が勢いよく火に向かって

飛ぶときに、結構踏んばらないと火と逆方向に体が持っていかれますよね。

反対方向に行こうとする力が作用します。

 

ロケットで言ったら、火薬や液体酸素/水素が反応して燃焼するエネルギーが、高圧のガスを生み、ノズルから吹き出ることによって、ロケット自体は吹き出す側と反対方向の力で宇宙へ向かっていくことになります。

 

なのでロケットの推す力(推力)の”源(エネルギー)”は燃焼エネルギー(急激にもえることにより、大量の燃焼ガス(一酸化炭素など)が発生して、ガスの圧力が推す力)となります。

 

では、人の推進力の源(エネルギー)は何になるのでしょうか。

 

宇宙Ch.はというとエネルギー(”動機”ともいえるかと思います)は”日本の宇宙の仕事に関わる人を増やしたい”というものです。

現状、日本の宇宙ビジネスは、あまり活発だとはいえません。お客さんのニーズに合わない高コスト体質や開発を継続して行っていない技術者の高齢化などの問題が壁となっているかと感じます。

そこを何とかしたい”という”問題提起”から動機が生まれ、それが自分を動かすエネルギーとなっているのではと考えます。

 

皆さんも目標をたてるということは、現状に問題提起していて”そこを何とかしたい!”という思いが強いほど自身を動かすエネルギーが強くなるとおもいます。

一年の始まりに深掘りして、再認識し、もっとエネルギーを高めるとよいかもしれませんね。