＜ 木造人工衛星 21世紀は宇宙ビジネス時代 世界に先駆けて日本の木工技術が宇宙へ飛んでいく ＞
2019年に発表された時点での「アルテミス計画」は、2024年までに「最初の女性を、次の男性を月に着陸させる」ってことを目標にするって言っていたんでした。
地球人の女性で月に降り立った人はいませんし、アームストロングさんに続いて、次の地球人男性を、っていうのが「最初の女性を、次の男性を」っていうキャッチフレーズだったんですが、ちょとね、遅れているみたいですね。
ちなみにこの宣言からしますと、日本のかぐや姫は地球人じゃないってことになっているですね。
ま、月に帰って行ったわけですから「月人」ってことでしょかねえ。
アメリカ航空宇宙局（NASA）が主導して実施されている「アルテミス計画」ですが、参加しているのはNASAが契約しているアメリカの民間宇宙飛行会社、欧州宇宙機関（ESA）、カナダ宇宙庁（CSA）、オーストラリア宇宙庁（ASA）、そして日本の宇宙航空研究開発機構（JAXA）が主だったところだそうです。
JAXAはアルテミス計画の中で、月面に建設する予定のゲートウェイ居住棟に機器を提供して補給するっていう役割を負っているんだそうですから、今回のH3ロケット打ち上げの成功は欠かせないものだったんですね。
H3ロケットがうまくコントロールされなければ補給なんて出来ませんからね。
そしてですね、日本のH3ロケットにはアルテミス計画での活躍以外にも、日本独自の重要な役割を果たして欲しいっていう期待がかけられているんですよね。
日本なりの宇宙ビジネスへの参入。
それは日本独自の「衛星コンステレーション」の確立です。
「衛星コンステレーション」っていうのは宇宙領域における通信・観測・測位を担うもので、防衛、防災、環境だとか、日本の安全保障、経済社会にとって必要不可欠なインフラって位置づけているものなんですね。
内閣府の「光通信等の衛星コンステレーション基盤技術の開発・実証」によりますと、
「低軌道での衛星コンステレーションの構築は、これまでにないコスト低減、新技術の実証機会の拡大、技術更新期間の短縮等のイノベーションの機会をもたらし、これからの宇宙政策は、安全保障等の観点も含め、このような大きなゲームチェンジを前提に検討していく必要がある」
だそうです。
「衛星コンステレーション」自体の説明にはなっていないんですけど、まあ、なんと言いますか、言葉的には人工衛星で作った星座っていう意味だそうです。
数多くの人工衛星を宇宙空間に浮かべて、それらを一元管理されたシステムに則って機能させること、っていう理解でイイんじゃないでしょうか。
これからの宇宙時代に満足な役割を果たすには、現状の人工衛星の数では全然足りない、ってことみたいです。
日本の人工衛星は、宇宙競争をしている各国に対して決定的に少ない。
日本もこれからH3ロケットによってどんどん人工衛星を打ち上げる必要がある。
それが宇宙利用のゲームチェンジ、パラダイムシフトの第一歩ってことなんでしょうね。
ただですね、旧ソビエトによって世界初の人工衛星「スプートニク1号」が打ち上げられたのは1957年のことですけれど、半世紀以上が過ぎて、地球周りの宇宙空間にどれだけの人工衛星が浮かんでいるのか、実ははっきりしたことは把握できていないみたいです。そういう現状があるんですね。
これまでに1万3千基「ぐらい」が打ち上げられていて、現在、8千基ぐらいが浮かんでいるんじゃないだろうか。
ってな感じの記事しか見つかりませんでした。
例えば北朝鮮が打ち上げに成功したっていう人工衛星「らしきもの」だとかもありますし、人工衛星の数を正確に把握する地球全体としての体制っていうのがなかったし、今でも怪しい。
だって、宇宙って見えないし。
ってことで、今現在、スペースデブリっていう宇宙ゴミがどれぐらいあるのかについては実に様々な説があって、もう宇宙スペースに余裕がないっていうものから、まだまだ大丈夫だけれど対策は考えないといけませんっていうものまで、実態の把握なんて全然出来ていないんだろうと思われます。
主な人工衛星打ち上げ国はアメリカ、ロシア、ヨーロッパ、日本、中国、インド、カナダの7つにしぼられます。
日本がこれまでに打ち上げた人工衛星は2021年時点で301基になるらしいんですけど、世界の2.3％にしかならないそうで、宇宙ビジネスの時代を迎えて、今、本腰を入れようかっていう空気は産学官ともにあるみたいですね。
ただですね、世界中が新たに打ち上げる人工衛星の数の問題と、数が一気に増えて、やがて稼働終了した人工衛星の後始末をどうするかっていうのも大きな問題として捉えられています。
ま、当然のことではありますけどね。
本格的「衛星コンステレーション」時代を迎えて、当然ながら一気に数が増えるであろう役割を終えた人工衛星の処理について、地球レベルでのルール策定が進められてはいるらしいです。
原子力発電についての後処理問題って、何も正解が見つけ出せないままスタートしてしまっていて、今現在どうすんの？ ってことになっていることを考えますと、人工衛星の後処理問題も今のうちに考えておかないと、地球人、ダメじゃん！ って宇宙の大魔王から怒られることになっちゃいますよね。
そもそも宇宙に関することって、まだまだ決まっていないことが多いみたいで、地球の上空、どれくらい離れたら宇宙エリアなのかっていうことも、実は決まっていないんだそうです。
そういう国際法がない。
でもまあ上空100キロメートルも上ったあたりからが宇宙でしょ、ってことにはなっているらしいです。
なんとなあくそういうことになっている。
ふううん、でっす。日本人だけじゃなくって、地球人、けっこうアバウトなのかもです。
今の時点でいろいろ決めておかないといろいろ不都合なことが起きて来るんじゃないの、っていうことの切迫感が持てない。各国の代表。
実際に困った問題が起きちゃう頃って、たぶん自分はこの世にいないからあ～。とかそんな感じなんでしょか。
でもねえ、このデジタル社会、想定しているようなスピードじゃなくって、あっという間に困った状況になっちゃって、あ、想定外、とかね。
そういう状態から脱却しないとねえ。って思います。想定外って免罪符にはなりませんでしょ。日本だけじゃなくって。
宇宙環境について地球全体レベルでリーダーシップとれる人って、まだデビューしていないのかもですねえ。
「国際宇宙ステーション（ISS）」は上空400キロメートル付近を飛んでいる。
気象衛星、通信衛星、放送衛星なんかは上空3万6千キロメートル付近を地球の自転速度に合わせて飛んでいて、結果として静止衛星ってことになっているんですね。
こうして改めて数字を見てみますと国際宇宙ステーションって意外と低い位置を飛んでいます。
宇宙エレベーター構想っていうの、どうなっちゃっているんでしょ。400キロメートルねえ。
そこからさらにずっと上空、3万6千キロメートル付近を飛ぶことになる人工衛星が、これからたくさん打ち上げられて活躍して、やがてその役割を終えたとき、寿命が来たとき、どう処理するのか。
ゆるくはあっても、今の時点で一応の決め事はあるんだそうですね。
役割りを終えた人工衛星は墓場を目指して落とせ！
はあ？ ってなことなんですけど、スペースクラフト・セメタリー(宇宙機の墓場)っていうエリアがニュージーランドと南アメリカの中間付近の海域に決められていて、そこをめがけて落下させることによって大気圏内で燃え尽きさせるって方法ですね。
ところがですね、この地球へ落下させる、つまり大気圏に再突入させるにはかなり大きなエネルギーが必要で、役割を終えた人工衛星がそれだけのエネルギーを残していることは稀だっていうのが現実なんだそうです。
つまり、打ち上げる際に後処理までを考えた造りになっていない。ってことでしょねえ。
再突入できない場合は、っていう決まり事も一応あるんです。
大気圏に再突入するようなエネルギーが残っていない場合は、他の現役人工衛星との衝突を避けるために、さらに200キロメートルから300キロメートル高い軌道へ移動させること。
その高さの軌道を「墓場軌道（graveyard orbit）」っていうんだそうです。
墓場軌道に移動させる場合のエネルギーは、大気圏に再突入させる場合の100分の1程度で済むんで、これなら無理なく出来るでしょっていうことなんでしょうね。
でもねえ、墓場軌道へ移動ってねえ、なんかちゃんとした処理をしているって言えないような気がするんですけど、地球に向けて落とせないんだったら墓場軌道へ移動しなさいって、国際機関間スペースデブリ調整委員会(IADC)が義務付けているらしいです。
そういう団体があることはある、んですね。一応ね。
宇宙ゴミ、スペースデブリ問題は何も解決しないけれども、少なくとも現役の人工衛星のジャマはしないでね、っていう運用義務。
役割りを終えた歴代の日本の気象衛星「ひまわり」は。この墓場軌道にいるんだそうです。
でもねえ、2020年時点でのことなんですが、義務に従って墓場軌道に移動された人工衛星は283基しか確認できていない。
そして本来なら墓場軌道に移動させるか、大気圏に再突入させるべき人工衛星は、上空3万6千キロメートル付近の軌道上に少なくとも365基確認されているのが現実なんだそうです。
なんでスペースデブリを回避しないのか。
人工衛星の機能不全。そもそも計画されていない。さらには移動させる気がない、なんていう理由もあるみたいですねえ。
やる気がない！？ そんなん、アリなんですかあ？
コンプライアンスレベルが低すぎる、なんていう意見も委員会では出ているみたいです。
なんかね、こうした現実を知ると、なんだかなあって思っちゃいます。
コンプライアンスなんていうレベルの問題なんでしょうかね。
客観的にみて、地球人は宇宙環境を汚染し続けている、ってことになるですよねえ。
人工衛星を打ち上げている各国間では、ちゃんと専用の機能を設けて、再突入するに充分なエネルギーを持たせるっていう取り決めはあるみたいなんですけどね。
守られていないんじゃ意味ないです。
ただですね、スペースデブリの解決策としての大気圏再突入には、まだ重要な問題が残されているんですね。
人工衛星っていうのは宇宙空間をおおよそ15年ぐらいは飛んでいるわけですから、その素材は軽くて耐久性に優れていなければなりません。
で、今の人工衛星はほとんどがアルミニウム合金で出来ているんだそうです。
このアルミニウム合金が大気圏に再突入して燃えると、酸化アルミニウムっていう小さな粒子が作り出されてしまう。
この小さな酸化アルミニウムの粒子は40年ぐらい大気の中に滞留するっていうんですね。
どんどん大気圏に再突入させるのはスペースデブリ問題の解決にはイイんだけれども、大気がアルミニウムで囲まれしまうと、地球が極端に冷却されてしまう可能性が出てきちゃう。
スノーボール？ ま、そこまでじゃないのかもしれませんが、大気中にアルミニウムが滞留しちゃうっていうことは大きな地球環境変化に繋がってしまうんですね。
じゃあやっぱり、宇宙を汚しちゃう墓場軌道へ移動っていう方法しかないんでしょうか？
ってことに待ったをかけようとしているのが日本なんでありますよ。
なんかね、あんまり大きくは取り上げられませんけれども、京都大学と住友林業株式会社の共同研究チームが2024年に人工衛星軌道に乗せようとしているのが「LignoSat（りぐのさっと）1号機」
これ、木製の人工衛星なんです。
共同研究チームは2022年3月から12月までの10か月間、「国際宇宙ステーション（ISS）」で木材が宇宙空間にどの程度耐えられるのかを実験していたんですね。
日本実験棟「きぼう」の船外プラットフォームに、地上の実験結果から選んだ3種類の木材を固定して晒したわけです。
宇宙空間にも耐えられそうな3種類の木材とは「やまざくら」「ほおのき」「だけかんば」
10か月の実験結果として3種類とも、割れたり反ったりしなかったし、表面の摩耗も確認されなかった。さらには重量の変化もなくって、様々な宇宙線を浴びたにも関わらず科学的な変化もしていなかった。
地球の生命体。自然の樹。凄いぞっていうことが確認されたんですね。
宇宙の温度環境ってかなり過酷なんですよね。
宇宙の温度っていうのは約マイナス270度なんだそうです。
その温度の空間に物体が浮かんでいれば太陽光線が当たります。
そうすると表面温度は120度ぐらいになっちゃうんだそうです。
え！？ って思っちゃいますけど、もっとビックリするのは日が当たらない物陰の温度はマイナス150度。
物体の表と裏の温度差って270度ぐらいになっちゃう。
そんな温度差でも反らない人工衛星のアルミニウム合金っていうのも、なかなかのモノなんだなって思いますけど、木材もちゃんと耐えられたってことです。ノーダメージ！
で、共同研究チームは加工のし易さだとかを考慮して「ほおのき」を選定したんだそうです。
何に選定したかって、そりゃ、人工衛星のボディに使う素材です。
そうなんです。「ほおのき」を使ったキューブ型の人工衛星「LignoSat1号機」を作って、2024年上半期に衛星軌道に乗せようっていう計画があるんですね。
アルミニウム合金の丈夫さに負けない木製の人工衛星の特徴としては、木材は電波を通すのでアンテナを機体の外に出す必要がなくって、コンパクトな人工衛星本体を作れる。
これは小型化、軽量化が求められる宇宙技術にとってはかなり重要なことですね。
そして、大気圏への再突入の際、木製の人工衛星はキレイに燃えて、水蒸気と二酸化炭素しか出ないんですね。
大気の中に何物も溜まらない。
世界初の木製人工衛星。日本のLignoSat1号機、打ち上げを見守っていきたいと思います。
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