いつもあなたのそばにサイエンス
2008. 秋冬号

vol.06[ サムワン ]特集：宇宙に行きたいsomeone

vol.06

contents
P ２０

特集

宇宙に
行きたい

２２

ブラックホールの姿を求めて

２３

手のひらに乗る「宇宙」

２４

23 年目のきぼう

２６

スペースシャトル打ち上げ見学記

２７

宇宙飛行士を生んだ研究室

２８

宇宙生活、ことはじめ〜歯みがき事情編〜

３０

火星の水で宇宙農業

サイエンスをかじろう
４

紙が伝える気持ち８

5 秒チャージの携帯電話〜ひとつの電池が変える未来のくらし〜

研究者に会いに行こう
１０

お手本は、生き物？生物規範型ロボット

１２

研究のヒントは、大学の外にある

１３

家が医療のパートナー「共生ロボットハウス」

１４

細胞のかたち作りにせまる

１５

新しい発想を世の中に送り出したい

１６

環境汚染の起源を明かせ

１７

現実を見据え、活躍する人材を育てる

発行人

丸 幸弘

１８

研究者への手紙

発行元

リバネス出版〒 160-0004
実践！検証！サイエンス

東京都新宿区四谷 2-8 藤井ビル 5 階

１９

TEL

03-6277-8041

FAX

03-6277-8042

お味噌、つくってみました。

ポケットにサイエンス
３２

http://www.leaveanest.com/

朝日けんさくくんstaff

イベント pick up
３３

まだまだ間にあう

編集長

秋のオープンキャンパス

磯貝 里子

art crew佐藤 桃子 / 神畑 浩子 / 佐野 卓郎

生き物図鑑 from ラボ

編集西山 哲史 / 設楽 愛子

３４

記事

リバネス記者クラブ

うちの子紹介します 第 7 回 嚢舌目「ウミウシ」

2

お散歩サイエンス⑥

早朝，白み始めた東の空を眺めていると，かき二酸化炭素の温室効果のために，地表の温度は消されていく夜に取り残されたように輝く星が見400℃にもなります。地球と金星は，似たようなえることがあります。明けの明星とも呼ばれる金過程で形成され，かつてはその大気組成もよく似星です。

ていたのではないかと考えられています。
しかし，

金星は，地球のすぐ内側に公転軌道を持つ太陽

一方は灼熱の星になり，一方は穏やかな生命に満系の第２惑星です。惑星ですから，自ら光を放っ

ちた星になったのです。それを考えると今地球にているわけではありません。それなのに，空が明生きていて，金星について考えていることが，なるくなり始めても光って見えるのは，金星の上空

んともふしぎな感じがしてきませんか。

が分厚い雲で覆われているから。上空 45 km 付

紺から赤，橙を経て青空へと刻一刻と姿を変え近にある濃硫酸の雲の層が，太陽光の 78% を反ていく空の様子は，いつ見ても見飽きないもの。

射するためきらきらと輝いて見えるのです。

たまには少し早起きをして，のんびり夜明けを眺

金星ではその雲の層にさえぎられ，地球の 10めながら，星々について想いをめぐらすのもいい

分 の 1 程 度 の 太 陽 光 し か 地 表 に 届 き ま せ ん。

かもしれません。
（文・佐藤 桃子）

それにもかかわらず，大気の 96.5% を占める

3

サイエンスをかじろう

あなたが今，手にしている『someone』は「紙」でできています。何を今さら，と思われるかもしれませんが，紙そのものに注目することってあまりないのではないでしょうか。雑誌や本において，大切なのはそこに書かれている情報であって，紙ではありません。でも注意して見てみれば，身の回りには多種多様な紙があり，それ自体にもおもしろさがあることに気づくはずです。紙ができるまでを追いかけながら，その魅力にせまってみましょう。

紙って何だろう繊維をつなぐ水素結合

紙が木材などに由来する植物繊維でできている

その理由を知るために，植物繊維をつくっていということは，多くの人が知っていると思います。

る「セルロース」の構造に注目してみましょう。

試しに手近な紙をやぶってみてください。切り口

セルロースは，グルコースという糖が直鎖状に結がけばけばして，細かい繊維が観察できるはずで合した多糖類です。そして，その構造の中に水とす。紙とは植物繊維を水に分散し，均一に漉き上親和性の高い水酸基（OH 基）をたくさん含んでげたもののこと。その材料は基本的に，植物繊維

います。

のかたまりであるパルプと水だけです。繊維と繊セルロース繊維が水にぬれているとき，水酸基

維をつなぐために接着剤を使っているわけではあは水分子で囲まれています。紙を漉き，乾かしてりません。それなのに，B4 のコピー用紙 1 枚でいくと水分子が抜け，セルロースの水酸基どうし80 kg 以上をつり下げることができるほどの強さ

が直接水素結合をつくります。この水素結合こそがあります。どうして繊維と水だけで強い紙がでが，繊維をつないでいる力なのです。

きるのでしょうか。

セルロースの OH 基間に水素結合ができる。

4

化学的または機械的なにじみをふせぐ薬品な方法で木材から繊維をどを加える。叩解によ取り出し，ゴミを除いり繊維をフィブリル化てから漂白する。

させる。

て，化学パルプと機械パルプに分けられます。繊紙は叩いてつくる

維を取り出す方法によって全然違った性質のパル
プになるのです。まずは，それぞれの違いを見て水素結合ひとつひとつはごく弱い結びつきでしいきましょう。

かありません。ですから，強い紙をつくるためには，繊維間でたくさんの水素結合を起こさせる必

機械パルプと化学パルプ

要があります。そこで重要なのが繊維を叩く工程「叩解」です。植物繊維はセルロース分子がいく木というのは何もセルロース繊維だけでできてつも束になっています。
繊維を水中で叩くことで，いるわけではなく，他にヘミセルロース，リグニ

束が外側からほぐれて枝分かれができます。これンなどからなります。この中から，セルロース繊をフィブリルと呼びます。フィブリルが絡みあう

維１本１本を取り出す工程がパルプ化です。

ことで繊維どうしが密接し，たくさんの水素結合

木材をつぶすことで機械的にパルプを取り出しができるために強い紙ができます。逆に，軽くしたものが機械パルプです。機械パルプのよいとこ

か叩いていない繊維で紙を漉くと，水素結合があろは，セルロース繊維の収率が 90% と高いこと。

まり形成されないため密度が小さく，かさ高な弱

しかし，つぶしただけなのでリグニンが繊維にい紙になります。叩解は紙の性質を決める重要な残っています。リグニンは水との親和性が低く水工程なのです。

素結合の生成を阻害するため，弱い紙になります。
また，リグニンは紫外線によって酸化されて有色パルプによって変わる紙物質に変化し，変色の原因になります。そのため

もちろん叩解だけで紙の性質が決まるわけでは

機械パルプでできた紙は，使用期間の短い新聞やありません。原料となるパルプが変われば，まっ

雑誌などによく用いられています。

たく違った特徴を持つ紙ができあがります。たと一方化学パルプは，薬品を加えて高温で煮て，えば，『someone』で使われている上質紙と，新リグニンを分解，溶出させて繊維を取り出します。

聞紙の違いもそこから生じています。

薬品には硫化ナトリウムと水酸化ナトリウムの混パルプには，木材から繊維を取り出した木材パ合液がよく用いられます。化学パルプはリグニン

ルプと，古紙に由来する古紙パルプがあります。

が少ないため，いつまでも白く，強い紙ができます。

木材パルプはさらに繊維を取り出す方法によっ（パルプを水にけん濁し，紙を漉く行程）
しぼ

パルプ液を
水分を絞る
均一に広げる

乾燥させる

表面を滑らかにする5

サイエンスをかじろう穫したらそこに再び木を植える。これを繰り返す

木材パルプは森林減少につながるか

ことで持続的に木材は利用されています。紙を使ところで，『someone』は化学パルプ 100% のうことが森林減少に直接つながっているわけでは

上質紙でつくられています。木材由来のパルプないのです。

100% と聞いて，環境に悪いのではないかと漠然

クズ木材も立派な原料とした思いを抱く人がいるかもしれません。木を切ること，すなわち森林が減少すること。そんな木材パルプの原料の残り半分は，丸太から建築印象を抱いていませんか。

用の製材を切り出した残りや，曲がったり，芯が確かに，今この瞬間にも森林は失われています。

腐ったりしてしまった低質材です。また，森を育

ただ，森林破壊が進んでいる地域には偏りがある

てるために間伐された木「間伐材」も積極的に使のです。地球上で森林の減少が問題になっている

われています。これらの木材は縦横 2 〜 4 cm，のは開発途上地域を中心とした熱帯地域です。そ厚さ 5 mm 程度のチップに加工された後，化学れらの地域では，人口増加に伴って農地に転用しパルプ化によってパルプになります。ゴミとしてたり，燃料にするための伐採を行ったりしている

扱われるような切れ端でさえ，紙をつくるうえでことが森林減少の主な原因になっているといわれは貴重な原料です。

ています。

めぐる紙

パルプに使用されている木材の半分は，ニュージーランドなど南半球の国で，パルプ原料としてもちろん，使い終わった紙も立派な原料です。

植林し，育てられたユーカリやアカシアです。収

日本では，製紙原料の 6 割以上が古紙です。集【パルプの原料になる木材の構成比】▼ユーカリやアカシアは繊維が多く製紙に適した成長の早い樹木。たとえば８年で成木になる樹種なら，植林地を８

その他 2%
細い木や曲がった木

つの区画に分け毎年違った区画に木を植えていく。そうすることで持続的に木材を利用することができる。

20%
植林木
56%

建築用製材を切り出した残りの木22%6

められた古紙は，水中で撹拌することで繊維間の械パルプの割合が増えるほど，ざらざらとした風水素結合を切り離し，繊維状に分散されます。そ合いの紙になり，白さは化学パルプ 100% にはの後，インクを取り除いた古紙パルプは単独で，劣ります。しかし，紙を使うということは森とエ

または木材パルプと混ぜることで再び紙の原料にネルギーをめぐるリサイクルの環に参加するといなります。

うこと。大切なのは，それらの紙を目的に応じて古紙パルプを永遠に使い回し続けることはでき使い分けることではないでしょうか。ちょっとしません。リサイクルの過程で繊維が劣化し，短くたメモをするためには，真っ白な紙でなくてもいなるために紙を漉くときにこぼれ落ちてしまうのいですよね。

です。しかし，この短くなった繊維もゴミにはな

それに，さまざまな風合いの紙があるというこりません。短い繊維が含まれた落水は，燃料としとは，紙の選び方次第で気持ちを表現することもて紙の製造過程で用いられます。紙をつくるといできるということ。たとえば，
手紙を書くときに，

うことは，限りある資源を無駄なく使う循環型の

真っ白な紙にさらりと書けばどことなくクールな

ものづくりなのです。

印象を与えるし，逆に，ざらざらとした風合いの紙に書けばよりカジュアルな印象を与えます。実

紙に気持ちをのせて際に，身の回りの紙製品にもそれをつくった人の化学パルプに機械パルプや古紙パルプを混ぜる

気持ちが込められているはずです。そんなことをことで，上質紙や中質紙，更紙など，さまざまな想像すると，紙を使うのがもっと楽しくなってき種類の紙がつくられています。化学パルプ 100%ませんか。
（文・佐藤 桃子）の紙は確かに真っ白で丈夫です。古紙パルプや機

7

サイエンスをかじろう
自分の気になる学部を見つけよう〜大学の最先端の科学・技術紹介します〜

第１回

協力：東京理科大学

未来をつくる、工学部

5 秒チャージの
携帯電話〜ひとつの電池が変える
未来のくらし〜「あの人がテレビに出ているよ！」「ホント？すぐ見てみる！」といって取り出すのは携帯電話。インターネット，カメラ，ミュージックプレーヤー，お財布…そして今やテレビにもなる携帯電話は，ただ電話をするために使われていた頃とは大きく変化してきています。そして今，電話の進化によって，中にある電池も変化を遂げつつあるのです。
う方が正しいでしょう。燃料電池は白金粒子など

リチウム電池では，足りない！

の触媒をカーボン粒子に混ぜて電極にし，負極に

これまでは通話に数十分という単位で使用する

水素，正極に空気中から酸素を供給します。するだけだった携帯電話も，テレビとなると数時間のと水素が負極で水素イオンと電子に分離し，水素単位で使うようになります。現在携帯電話に使わイオンが電解質膜中を，電子が電線をそれぞれ移れているのは「リチウム電池」。負極にあるリチ

動して正極で酸素と反応することで電気が流れる

ウムから電子が放出され，電流を生み出すしくみという原理です。発生する廃棄物は水だけ。板状です。電池がなくなれば，充電が必要です。しかの燃料電池を，何層にも重ねてつなぐことで大きし，今後テレビをはじめ携帯電話にさまざまな機

な電力を生み出しています（50 枚で 1 kW ほど能が搭載され，膨大なデータを何時間もやり取りの電力）。これを携帯電話に積み，電力を「発電」するようになれば，数時間に 1 回充電が必要にして持ち歩こうというのです。

なってしまうかもしれません。
これではとても「携帯」できません。
電子

溜めるのではなく，「発電する」
水素

今，携帯電話の新たな電力源として注目されているのは，燃料電池です。名前こそ
「電池」
ですが，
燃料を補給すれば半永久的に電気をつくり出せる

酸素

電電
解電
極質極
膜

水

ため，火力発電などと同じ「発電する装置」とい

熱8

燃料電池のセル
この板状の燃料電池を，何層にも重ねてつなぐことで大きな電力を生み出しています。

小型燃料電池の開発

未来を「つくる」技術

現在，大学の工学部や企業で，携帯電話やパソ

新しい技術により，私たちの生活だけでなく，コンなどに搭載するような小型の燃料電池の研究

マナーや法律も変化します。今のように携帯電話開発が進んでいます。

がなかった時代は，待ちあわせはしっかりと時間

従来はメタノールから水素を発生させて水素をと場所を決め，見たいテレビがあれば走って家ま供給していましたが，最新の技術では直接メタで帰ることが普通でした。「優先席の近くでは電ノールと空気中の酸素をそれぞれ負極，正極に供源を切りましょう」というマナーも新たに生まれ

給して電気をつくれるようになっています。液体

たものです。電池がひとつ変わる，それだけでまは気体よりも単位体積当たりのエネルギー量が大たひとつ新たな「未来の生活」ができる。そう考

きく，少量でも十分な電力を得ることができるた

えると，普段何気なく使っていた携帯電話の中のめ，小型で高効率の燃料電池開発が可能です。

「技術」に興味がわいてきます。

東京理科大学工学部第二部教授の谷内利明さん
は，電解質膜を紙のように薄い電極ではさんだ

ところで，燃料電池でできる水はどうするのでシートをつくり，ジグザグに折りたたむことでセしょう。水蒸気にして背面から排出する方法がそルを何層にも重ねあわせるという方法を開発しまのひとつ。お肌に優しい加湿器付き？携帯電話をした。携帯電話にも搭載可能な小型化に成功した

持ち歩く日はもうすぐそこ。1 〜 2 年後にはあなのです。

たの手元にあるかもしれません。（文・楠 晴奈）

さらに，谷内さんが現在開発しているのは，より自在なかたちに折りたたみ，変形しても発電できる燃料電池。これが実現すれば，機械にできた
どんなかたちの隙間にも電池を設置することが可能になります。
最終的には「人の役に立つものを

コンビニで，5 秒チャージ

世の中に提供する」ということを大なり小なり持っている学問だと思い携帯電話用の燃料電池が実用化されれば，電池

ま す。10 年 後，20 年 後 の 世 の 中がなくなったら近くのコンビニへ飛び込み，100で使われるものを想像しながら研究

円ライターのような感覚で燃料（メタノール）をを進め，実際に社会に反映していく。

購入して補給できるようになるかもしれません。

そこが工学の魅力です。

ほんの数秒で電話が使えるようになるのです。現
在は，7 cc のメタノールで 7 時間ほど携帯電話で通話できるようになったという報告がされています。実用化までに必要なのは，まずより効率のよい燃料電池の開発，という技術的な面。さらに，メタノールを入れるカートリッジの規格化や空のカートリッジの回収方法などの整備も必要ですが，「2 年以内には実用化されるかが決まる」

東京理科大学工学部
谷内 利明さんと谷内さんは語ります。

9研究者に会いに行こう

お手本は、生き物？ 生物規範型ロボット
中央大学

理工学部

准教授

▲

中村 太郎

狭いところを自由に動けるロボット，
お手本はミミズ？！

「長い年月をかけて進化してきた生き物は優れた機能を持っているはず」。そんな考えから生まれた，「生物規範型ロボット」。それも特別な生き物ではなく，どこにでもいる身近なものの動きをお手本にしたロボットだ。
すむため，地中やヒトの血管の中など，細い隙間

生き物に学ぶを進むことができる。

秋田の大学で助手をやっていた頃，田んぼでよ

他にも，カタツムリの動きをまねすれば，前，く見かけていたミミズやカタツムリ，アメンボ。

後ろ，右，左，斜め，すべての方向に移動できる「ありふれた生き物ですが，どんな動きをしていし，壁や天井でもはりつけるはず。アメンボなら，るのだろうと思ってよく観察してみると，おもし水陸どちらでも素早く動き，方向転換ができるのろくて」。

で，水陸両用ロボットをつくれるはずだ。生き物をまねしたロボットのアイディアは底をつきそう

同じような細長いからだをしているのに，ヘビにない。

の動きとはまったく違うミミズの動きに，中村さんは注目した。すると，くねくねからだを動かしつくった者にしか味わえない感動ながら前に進むヘビに対し，ミミズは伸びたり縮んだりを繰り返す「蠕動運動」と呼ばれる独特なそんな研究をしている中村さんは小学校時代，

動きをしていることがわかった。ミミズは，体節先生によく怒られるほど，とてもわんぱくな少年

をひとつずつ順に伸び縮みさせることで，からだだった。
「自習時間に騒いでいると，日直に名前の一部分を太くしたり，細くしたりしている。こを書かれたりして。さらに僕の名前のところにだの動きを頭からお尻へ波のように伝え，前へ進む

け三重丸がしてあったり」。それでも，ひとつだ

ことができるのだ。この運動をまねするロボット

け学校の先生にほめられたのが，ものづくりだっをつくれば，移動するのに必要な空間が小さくてた。ものをつくることが好きで，長点・短点の 210

種類の符号で文字通信をするモールス発信機など

たい，と考えている。
「人間がまったく行けないをつくっては先生のところに持っていき，アドバ

ところへ入り込んでいくロボットがあってもいい

イスをもらっていた。中学・高校では社会や英語と思うのです」。それに最も適しているのが，そなどの文系科目のほうがずっと得意だったが，自れぞれの環境に適応して進化してきた生き物をま分のことをほめてくれ，「お前は絶対に理系にいねしたロボットなのだ。

け！」といってくれた先生に顔を見せることがで

ミミズロボットは，今やその狭い場所を移動できないと思い，何とか理系の道に残っていた。そきる性質によって，月の地中探査に利用されよう

れが変わったのは，大学 4 年生のとき。自分でとしている。アメンボロボットは水難救助を目指

試行錯誤して設計したロボットが初めて思い通りしている。中村さんが次にまねしようとしているに動いたときの感動が，小学生の頃の気持ちを思のは，なんとゾウの鼻。生物規範型ロボットがいい出させた。
「これが学問のおもしろさだ，と気たるところで当たり前になる未来を夢見て，研究づいたのです」。いつのまにか，研究にのめりこを続けている。
（文・周藤 瞳美）

んでいた。
中村 太郎（なかむら

生物規範型ロボットが活躍する未来たろう）プロフィール

1975 年生まれ。信州大学大学院工学系研究科修近年，ヒューマノイドのような人間と共存して了，
博士（工学）取得。1999 年秋田県立大学助手，

いくためのロボットが多く開発されているが，中2004 年中央大学理工学部専任講師，2006 年同

村さんは人間のできないことこそロボットにさせ大学助教授を経て，2007 年より現職。

11

研究者に会いに行こう

研究のヒントは、大学の外にある
小山 浩幸

芝浦工業大学

システム理工学部＊ 生命科学科

医療用ロボットを開発しながら，学生には映画

教授

白紙から考えるやマンガ，テレビを見ることにも時間を使うよう勧めている。「そこから何か新しい知識を得られ開発のため，
まず産婦人科を見学した。診察中，るかもしれない。ロボットをつくるときに最も大医師は超音波を送受信するプローブを自由に動事なのは，常にアイディアを生み出す豊かな発想かしているように見えた。しかし，よく観察し力なのです」。

てみると，からだに対して縦方向，横方向の移動と，回転，首振りというたった 4 つの動きの組みあわせで再現できることに気づいた。「どう遠隔超音波検査ロボットの必要性

いうかたちのものをどう動かせば無駄なく再現

病院に行ったときのつらい体験がもとで，小山できるのか。それを何もない状態から決めるのさんは医療に興味を持ち始めた。自分の専門であが最も難しく，最も楽しいのです」。この動きをる工学の力を利用して，患者にも医師にも快適な実現するため，妊婦のお腹に沿ったアーチ型の医療を実現したい。そんな想いから参加するよ

レールをつくり，その上でプローブを動かすしうになった医療系の学会で聞いたのは，遠隔で操くみを考えた。ここまで決まれば，後は必要な作できる検査ロボットの必要性だった。なかでも部品を組み立てるだけ。その後，コンピュータ

近年は産婦人科医が不足し，妊婦が遠くの病院への設定を経て，ついに遠隔操作で動くロボット

通院する必要が出てきている。妊娠した女性の多が完成した。

くは，定期的に胎児の発達を調べるために超音波検査を受ける。超音波は物体に当たると反射する
ため，その反射波の強さや反射するまでの時間をもとにして画像をつくることで，からだの中を検査することができるのだ。これを遠隔でできるロ▲プローブの動き

ボットをつくれば，通院の負担を減らせると小山体験が生み出す発想

さんは考えた。

小山さんは，机上の研究ばかりでなく，展示会
小山

浩幸
（こやま

ひろゆき）

で実際に動くロボットを見て，触れることを大切

プロフィールにしている。遠隔超音波検査ロボットの着想も，1971 年芝浦工業大学に赴任。

自身の体験が根底にあった。研究室の学生たちに講師，助教授を経て，1999 年

は，研究と関係のない趣味の時間も大切にして欲より現職。博士（工学）。

しいと考えている。「幅広くいろいろなものを見て，発想を豊かにしてほしいのです」。それは，また必ず次のロボット開発に役立つはずだ。
（文・磯貝 里子）
＊ 2009 年度からシステム工学部より改称
12

家が医療のパートナー「共生ロボットハウス」
寺田 信幸
東洋大学

工学部

機能ロボティクス学科

教授

大学のキャンパスの一角にある，新築の家。足を踏み入れると，木のいい匂いがする。一見普通の家だが，実はいたるところに検査機器がかくされており，住んでいる人の健康状態をさりげなくチェック
してくれる。医学と工学という 2 つの視点を持った寺田さんが，この「共生ロボットハウス」の開発を行っている。
たのが，「共生ロボットハウス」だ。壁や天井にセ緊張すると，上がる血圧

ンサーが設置されていたり，ベッドやテーブルそからだの健康状態をみる指標のひとつである，のものが検査機器になっていたりして，常に住人血圧。血液の流れによって血管の内側にかかる圧の心拍，呼吸，体温，体重，そして表情を診てく力のことで，心臓から送り出される血液の量と，れている。住居自体が検査ロボットになっており，血管のかたさや太さによって決まり，血圧が低ひとり暮らしのお年寄りでも安心して住める。

い方が心臓病などのリスクも低いと考えられてい医学と工学の手をつなぐる。年に一度の健康診断でも必ずといっていいほ
ど測るが，それは果たして，普段の血圧なのだろ

医療現場の一線を離れた後は，医学の研究をしうか。血圧だけでなく，健康状態を測る前には誰ながら，検査機器どうし，病院間をネットワーク

しもが「これから測る」ことを意識する。こう意

でつないで情報を共有するシステムをつくる中識したこと自体が，測定結果に影響してしまう可で，工学の視点を養ってきた。
「医学部と工学部

能性があるのだ。

では考え方が異なるため，連携していくのは難し
い」。医学部は診断や治療という結果を中心に求

本当の健康状態をみる

め，工学部はプロセスを重視する。その 2 つの「血圧に限らず本当の健康状態をみるために

価値観の間にある溝を埋め，使う人にとって最適は，自然な状態で測る必要がある」。大学で生物なものを生み出すために協力体制をつくっていくを学んだ後に，臨床検査技師の資格を取り，医療のが寺田さんの仕事だ。再来年には，共生ロボッの現場で活動してきた寺田さんはこう考えている。

トハウスの一般公開が始まる。医学と工学が結び

普段の生活をしながら，いつのまにか健康診断がついた成果を見られるのはもうすぐだ。

終わっている。これを実現するために考え出され（文・磯貝 里子）

寺田 信幸（てらだのぶゆき）プロフィール

1976 年に東邦大学理学部卒業後，1992 年に山梨医科大学で医学博士取得，助教授に就任。2002 年
より山梨大学総合分析実験センター助教授。2005 年より現職。2009 年 4 月より理工学部生体医工学科就任予定。 ※ 2009 年 4 月より，工学部（8 学科体制）は，理工学部（6 学科体制）に再編されます。

13

研究者に会いに行こう

細胞のかたち作りにせまる

ハイドロゲルというソフトコ
ンタクトレンズに似た素材でできた直径 1 µm（マイクロメートル：1 mm の 1000 分の 1）， 高 さ 5 µm の 柱 を 敷
きつめた。その上で細胞を培養すると，力が加わった方向に柱がゆがむ。それを顕微鏡で検知するのだ。
新しい方法をつくろうとし原田 伊知郎ているため，専用の装置など売られていない。市販のもの

東京工業大学 生命理工学部 助教

を改造しながら，ハイドロゲ
ルの柱をつくる機械，そのゆ

心臓や脳，筋肉に肝臓。私たちのからだをつくがみを検出する顕微鏡，顕微鏡上で細胞を培養する臓器にはそれぞれ決まったかたちがあり，それる装置，すべてを自分の手でつくった。

らを構成する細胞も，特徴的なかたちを持つ。
「そ学生時代は物理学専攻だった。そのとき所属しの細胞たちの個性には，必ず意味がある」と考え，ていた研究室では，買った機械はまず分解してしかたちを決める原因を探している。

くみを理解することから始めていた。その経験があったからこそ，できたことだ。

臓器のかたちをつくる骨組み

自分だけの楽しみを見つける

私たちのからだは細胞が集まってできている。

物理学部にいた頃は，生物の中の物理現象なん

そう教科書には書いてあるが，実は細胞の外にはて，とみんなが笑い飛ばしていた。そのなかで，コラーゲンやヒアルロン酸など，200 種類以上も人と同じことをしたくない，という意識から異分の細胞外マトリクスと呼ばれる物質がある。それ

野に飛び込み，自分だけの役割をつくり上げてきらは細胞と結合し，臓器をかたち作る骨組みのよた。みんなが同じ方向を向く中で，あえて別の方うに働いている。臓器や細胞のかたちには，この向に足を踏み出してみる。その瞬間，それが自分マトリクスと細胞との間に働く「力」が大きく影の個性になるはずだ。原田さんは，自分だけの研響しているのだ。

究を誇りを持って進めている。
（文・西山 哲史）

かたち作りのしくみが解明されれば，今はつく
れない立体の人工臓器をつくる研究を大きく進め原田 伊知郎（はらだることができる。しかし，力という実体のないも1994 年東京理科大学理学部物理学科卒業。東京のを調べる手段は，今まで存在しなかった。その工業大学理工学研究科で物理学を専攻し 2001 年

方法をつくることが，原田さんの研究テーマだ。

理学博士となる。その後東京工業大学生命理工学

いちろう）プロフィール

研究科で博士研究員を経て現職。また 2008 年

足場に伝わる力を見るより ( 独 ) 科学技術振興機構さきがけ研究者。
生命理工学部は，文部科学省「特色ある大学教育プログラム（特色 GP）」に採択されています。

それを調べるため，細胞培養用シャーレの上に，

14ఛȱȞཡ೻ɬ౦ɈෂɅഗɤ୸ȱȹȞ࿱ষ ‫ ێ‬āຄࢶ༔৙൥ߔā༔ߔငā౺ဘ౺દߔ‫ݨ‬ā࣋ୂ「ボンバーグ」。普後さんと出会った人はみな，では食されていた記録が残る。実際に蛹のタンパ

ふしぎな言葉を連呼する。その正体は，カイコのク質，糖質，脂質をみると，牛，豚，鶏肉に引け

学名：ボンビックス（Bombyx）とハンバーグををとらない栄養価があり，高タンパク食として生あわせた造語だ。「馬鹿げた研究に見えるかもしまれたのが「ボンバーグ」
だ。食品としては，味覚，

れないけれど，無駄なものを有効利用するために

嗅覚，視覚も重要な要素になるため，蛹を粉末に“こんな方法があったのか” と気づいてもらえた

し，牛肉と豚肉のあい挽き肉とさまざまな割合でらうれしい」。絹の生産だけではないカイコの可混ぜて試作した。100％蛹粉末のボンバーグは臭能性が生まれている。

いがひどく猫も顔を背けるほどだったが，30％以下のものは研究室の学生にも好評だ。

養蚕から広がる研究

生き物に学ぶ姿勢を大切にする

紀元前のはるか昔から着物やドレスをつくる高蛹に約 25％も含まれる脂質に注目して，バイ級な繊維として人々に珍重されてきた絹は，鱗翅オディーゼルとして利用しようという研究も始目・カイコガ科に属するカイコが幼虫から蛹になまった。「これまでになかった発想を創っておくるときに紡ぎ出す繭を加工してつくられる。繭のことが大切。それが，次の科学を生み出すはずで主成分は，カイコが体内でつくり出す繊維状のタす」。学生時代から一貫して「生き物に学ぶ」こ

ンパク質，フィブロインだ。絹糸を得るためにはとを心がけてきたことが，ユニークな考えを生み繭を煮て，繊維と繊維の結合を緩めてから，糸を出す源泉になっている。この春，昆虫に学んだ知取り出す。

恵を本にまとめた普後さんは，これからも新たな1967 年，普後さんが東京農工大学農学部養蚕

発想で周りの人を刺激していく。
（文・宇田 真弓）

学科に入学してから約 30 年，「より
高品質な絹をより効率的に生産する」
だけでなく，古くから研究されてきた
カイコは，昆虫のさまざまな生態や機能を調べるためのモデル生物となった。長年の昆虫ホルモンの研究に加えて，
普後さんは現在，「持続可能な社会」のために，これまで大部分が産業廃棄物として捨てられてきたカイコ蛹の有効利用の方法を探っている。

食用開発〜ボンバーグの誕生〜
中国や韓国では，カイコを食べる習

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慣があり，日本でも養蚕の盛んな地域

15

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研究者に会いに行こう

環境汚染の起源を明かせ
熊田 英峰
東京薬科大学

生命科学部

環境ゲノム学科

助教

高校 2 年生の夏，海外留学する兄からロードレース用の自転車を譲り受けて，自転車通学を始めた。自宅から神宮球場近くの高校までわず
か 20 分の道のりの間に，自動車の排ガスのせいで顔が黒く汚れていた。
「人間の活動で環境が変わる」。息苦しい空気と毎日付きあう中で強く実感した。
測定し，植物と化石燃料の燃焼から，それぞれど発生起源を探れの程度生じているのかを調べた。

環境汚染の原因として真っ先に思い浮かぶの

自分自身の感覚と正面から向きあう

は，石油や石炭などの化石燃料の燃焼だ。一般的に，ものを燃やすと完全燃焼により CO2 が，不2 年の月日を経て，約 3 割は植物など，化石燃

完全燃焼によりベンゼン類と不飽和炭化水素が生料以外の燃焼に由来していることをつきとめた。

じる。このとき，不完全燃焼により生じた 2 つこの研究で論文雑誌『Environmental Science &の物質が反応すると，ベンゼン環が多数重合したTechnology』の 2006 年度優秀論文賞を受賞し芳香族炭化水素（PAHs）が生じる。PAHs の一た。「感じたことや思ったことを無視したり，流部は強い発がん性を持つため，発生源を正確に調したりせずに真剣に向きあう」。それが自転車通べ，対処法を考える必要がある。

学での体験を原点に持つ，熊田さんの研究スタイ
ルだ。
（文・柳沢 佑）

壊れる炭素が目印になる

PAHs

PAHs の発生源は，9 割以上が化石燃料，残りが野焼きや生ゴミ処理など植物の燃焼だと推測されていた。しかし熊田さんは定量的な実証がされ７割ていなかったことに納得せず，実験を始めた。利

３割用したのは，化石の年代測定にも使われる同位元素 14C だ。通常炭素の質量数は 12 だが，成層圏では窒素原子に中性子が衝突して質量数 14 の14C が生成される。そして 5730 年の時間をかけて半分が窒素原子に戻る。

化石燃料

植物など

生きている植物は，光合成により 14C を取り込む。その数は炭素原子 1 兆個に 1 個程度だ。一方，

熊田 英峰（くまた化石燃料は 100 万年以上前の動植物の死 骸 が変1998 年東京農工大学大学院連合農学研究科博士

14

化したものであり， C はすべて消失している。

ひでとし）プロフィール課程修了。日本学術振興会特別研究員 PD を経て，

14

そこで熊田さんは PAHs に含まれる C の割合を

現職。

16

現実を見据え、活躍する人材を育てる
西尾 健
法政大学

生命科学部

教授

自分の専門分野だけでなく幅広い視野を持つこ

んだからこそ，全体を見るとで，技術者はもっと活躍できる。そういい切る

ことの大切さに気づいた。

西尾さんは今，生物学から政治まで総合的な知識

世界の飢餓人口は約 8 億を持つ人材を育て，地球の食糧問題を解決しよう人といわれ，近年この数はとしている。

減っていない。これは技術の問題だけでなく，分配の問題だと西尾さんはいう。

植物も病気になる

食べ物に困る国がある一方もし病気にかかったら，多くの人はまず病院にで，日本のように食べ残し

行き，医師に診察してもらうだろう。そして，自を山ほど出す国もある。そ分の病気の正体がわかったら，それにあった薬をの偏りの大きな原因は政治

処方してもらう。

や経済。科学技術の力で飢

病気は人間だけではなく，植物にも起こる。た餓をなくそうとする努力は

とえば，葉の表面に白い粉のようなものが付いて絶対に必要なことだが，そいることがある。手でこすっても落ちないそれは，れだけでは不十分なのだ。

粉でもゴミでもなく，植物に寄生する病原菌だ。

現実の問題を解決するに見た目がうどん粉に似ていることから「うどんこは，自分の専門分野以外に病」と呼ばれる。この病気に感染すると，光合成も幅広い知識を持つ必要がが妨げられるとともに葉から栄養を吸収され，つある。西尾さんが所属する

いには枯れてしまう。

植物医科学専修では，植物病理学や現場で役立つ診断

幅広い知識を持つ植物医を育てる

技術，ビジネス，法律など

これまで，植物の病気の診断方法を開発してきさまざまなことを学べる。

た。植物の病気の原因となるのも他の生き物と同幅広い知識を持ち，将来本じ，カビや細菌，ウイルスだ。診断するのに一番当に社会で活躍する植物医

基本的な方法は，カビや細菌の形態から原因を判師を育てるための場をつく断するというもの。それでわからない場合は，遺るのが，西尾さんの使命だ。

伝子やタンパク質を調べる。西尾さんが開発して（文・観 愛美）

きたのは，なかでもタンパク質からウイルスの種類を調べる方法だ。

西尾 健（にしおたけし）プロフィール

しかし自然科学分野の研究だけを続けてきたわ

横浜植物防疫所病菌課長，環境庁土壌農薬課長，

けではない。農林水産政策研究所では，政治や経農林水産技術会議事務局研究総務官，農林水産政

済分野の仕事にも携わってきた。そんな人生を歩策研究所長を経て，2008 年より現職。

17

☆研究者への手紙募集中☆
今回は，研究者を志す高校生『someone』 に 登 場 し た 研 究 者 にからの手紙を紹介します。夏

手 紙 を 書 い て み ま せ ん か。 次 回，
返 事 を 書 い て く れ る の は P10 に 登号に登場した，東京薬科大学

場 し た 中 村 太 郎 さ ん で す。 誌 面 での山岸明彦さんにお返事を書紹介させていただいた方にはセーいてもらいました。

ラー万年筆製プロフィット万年筆
を プ レ ゼ ン ト い た し ま す。 ご 応 募
お待ちしております。

こんにちは。初めまして。私は今受験まっただ
なかの高校３年生です。将来は生物系の中でも，特に対人間の研究に携わる仕事がしたいと思っています。なので大学院に行って博士になりた
いと思っています。でも，私の父親は，女性が研究者になること，研究の仕事に携わること自体に反対というか，よく思っていません。研究者という仕事がよくわかっていないようで，お金が稼げないのではないかと心配のようです。
父が私に，納得のいくように研究者の仕事を説明しろと言ってきました。その時に私も実際の研究者という仕事がよくわかっていないということに気づきました。実際に研究者とはどういうことをしているのですか。また，女性は男性に比べると研究者には向いていないものなのでしょうか。田中 楓（17 歳）【応募方法】便せんに研究者への手紙，氏名，年齢，住所を書いて ， 以 下 の 宛 先 ま で郵送してください。なお ， お 送 り い た だ い
た手紙，および研究者か ら の 返 事 は 誌 面 にて公開させていただくこ と が あ り ま す 。
【宛先】〒 160- 0004
東京都新宿区四谷 2- 8 藤 井 ビ ル 5 階
m eoneo ne 編集部 「研究 者 へ の 手 紙 」 係
s ome〆切】 200 8 年 11 月 1 5 日 （ 必 着 ）【応募 〆切】2008

協力：
http://www.sailor.co.jp/

18

実践！検証！サイエンス

お味噌、つくってみました。
日本の食卓に欠かせない調味料，味噌。家庭で＋＋実験材料＋＋もつくることができると聞き，早速 someone 編
集部でも実際につくってみました。
材料は米味噌の代表的なつくり方にのっとり，
大豆と米麹，塩だけ。やわらかくゆでてつぶした
大豆に米麹と塩を混ぜ込み，容器にしっかり詰め

・大豆

1 kg

・米麹

1 kg

・塩

500 g

※米麹とは，蒸米に麹菌を繁殖させたもの。麹菌は味噌やしょうゆ，酒づくりに使われるカビの一種です。

①②▲大豆をゆでてつぶす▲米麹に塩を加えて混ぜる③④▲大豆と麹を混ぜる▲空気を抜きながら容器に
詰める

⑤

⑥

▲仕込み直後▲１ヶ月後たらあとは待つだけです。
１ヶ月後ふたを開けてみると，大豆の匂いはな
く，味噌独特の香り。色も心なしか濃くなっているような気がします。試しに食べてみると，たし
かに味噌の味がするものの，普段食べている市販品とは風味が違うように感じました。
味噌は，麹菌や酵母により大豆や米を「発酵」させてつくります。麹菌が分泌した酵素が米や大豆の成分を分解し，それによって生じた糖をもとに，空気中から自然に入り込んだ酵母や乳酸菌が発酵を行います。さらに熟成の過程で，さまざまな反応が複雑に絡みあい，味噌独特の色や香りが形成されていくのです。だからこそ味噌は，そこに関わる微生物や発酵の進み具合によって，仕上がりの風味が異なります。みなさんも自分だけの味噌の味，追い求めてみませんか。

味噌ができるしくみ
デンプン

グルコース
分解

乳酸発酵

乳酸，有機酸アルコール発酵
アルコール

アミノ酸
タンパク質

エステル
酸とアルコールの脱水縮合でできる

メラノイジン分解

グルコースとアミノ酸が反応してできる

脂質分解

グリセリン＋脂肪酸の分解酵素によって大豆や米じたグルコースを，酵母がアルコールに含まれるタンパク質，脂質，
デンプンが分解されます。
協力：宮坂醸造株式会社

麹菌に変えることで香気が，乳酸菌が乳酸をつ

第２段階：デンプンの分解によって生に変えることで酸味が付与されます。

味噌

第１段階：麹菌が分泌した種々

他にも種々の反応が複雑に絡みあって味噌の色や香りが形成されます。

み子ちゃんの味噌つくりセット 限定発売予定
み子ちゃんの畑でつくった大豆で味噌をつくろう
URL：http://www.mikochan.jp/

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く

り

た くな

ったら

宇宙に行きたい

201609 年，ガリレオ・ガリレイが人類で初めて，望遠鏡を使って月を観測したときのこと。地球とはまったく異なり，滑らかな表面を持った完全な球体と信じられていた月が，数多くの山や谷を持つ，起伏に富んだ天体であることが明らかになりました。さらに，地球の周りを月が回るように，木星の周りを回る 4 つの衛星の存在も発見されたのです。地球と他の星との類似性がわかり始め，神話の世界だった夜空の星が，探求すべき対象へと変化してゆきます。
それから数百年。多くの研究者たちは銀河やブラックホールの観測を通して，星はどのように生まれるのか，なぜ重力が存在するのかなど，世界の成り立ちを解き明かそうとしています。そのなかで生まれた，「宇宙に行く」という夢。1950 年
代から次々と進められた宇宙開発によって，1976 年，ついにアポロ 11 号は月へと降り立ちました。現在は，火星に行くことを目指して数々の探査機が送り込まれています。
今も昔も，世界中の研究者たちを魅了し続ける宇宙。その魅力はいったいどこにあるのでしょう。

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21

ブラックホールの姿を求めて
北本 俊二
立教大学

理学部

教授

宇宙に浮かぶ暗黒の空間，ブラックホール。実は誰ひとりとして見たことがなく，存在するという確実な証拠もありません。その実体を観測するていました。レントゲンでも使われている X 線

日を夢見て，日夜研究を重ねる研究者がいます。

ですが，宇宙空間の超高温ガスからも放射されているのです。探査は 1 日に一度，検出器をぐるりと回して全方位を撮影します。その年の 4 月

暗黒の周りで光り輝く円盤

23 日，こぎつね座の中に X 線を放出する天体をブラックホールは，太陽よりも 20 倍以上大き発見。それは，新発見のブラックホールの候補でな質量を持つ星が爆発した後，星の中心核が自分した。

の重力に耐えられずにつぶれてできる空間。光さ誰も知らない姿を見たい

え脱出できないほどの重力で，もし見ることがで降着円盤の中心には何があってどうなっている

きたら，宇宙空間に真っ黒な「穴」が空いたようのか，いまだに計算による予測しかできません。

に見えるはずです。
その巨大な重力は周囲の物質を引き付けます。

現在の技術では，はるか彼方の X 線源のかたち

そして，多くの物質はその強い重力とつりあうよまではわからないのです。それを実際に観測した

うにブラックホールの周りを高速で回転し，降着い，というのが北本さんの夢。より遠くをはっき円盤と呼ばれる円盤をつくります。降着円盤ではりと見ることができる望遠鏡をつくれば，光り輝

物質どうしが激しくぶつかりあい，1000 万度以

く円盤の中央に真っ黒な穴が見えるはずです。そ上の超高温ガスになって X 線などを放出していれが見えたとき，ブラックホールの存在は確かなるのです。

ものになります。その夢に向けたプロジェクトをX-mas（クリスマス）計画と名付け，Ｘ線反射鏡

X 線で宇宙を見るやセンサーの改良を行っています。

1988 年，北本さんたちは人工衛星「ぎんが」「研究は “変な” ものがどのくらい変なのかをに搭載された検出器で宇宙空間の X 線源を探し知るのがおもしろい」と北本さんはいいます。宇
宙で一番変なもの，ブラックホール。存在が確認されたとき，もっと変なものがいっぱい出てくる
はず。わからないものを知りたい，という好奇心が続く限り，研究が終わることはないでしょう。
（文・吉田 拓実）
北本 俊二（きたもとしゅんじ）プロフィール

1980 年大阪大学理学部物理学科卒業。同大学で学位取得後，助手，助教授を経て 2001 年より現職。

22

手のひらに乗る「宇宙」
宮崎 康行
日本大学

理工学部

航空宇宙工学科教授

一辺 10 cm，重さわずか 1 kg。学生たちがつくった手のひらサ
イズの人工衛星「SEEDS（シーズ）」は，さまざまなセンサーや通信装置，それに大きな夢を載せ，今日も地球の周りを飛んでいます。
シミュレーションで調べていましが，これからは手のひらサイズの人工衛星違います。次に打ち上げ予定の衛星「SPROUT（ス

人工衛星といえば気象衛星「ひまわり」など，

プラウト）」で一辺 80 cm の帆を広げ，宇宙空間

日常のためになくてはならない存在。地球の周りでの薄膜の動きを解析。さらに，JAXA（宇宙航を数多くの衛星が飛び交う中，小型の衛星をロ

空研究開発機構）のソーラーセイルミッションにケットの隙間に載せて宇宙へ飛ばすプロジェクト

開発段階から参加し，2011 年には国際宇宙ステー「cubesat（キューブサット）」が 1999 年，日米ション（ISS）での実験を予定しています。

の大学で始まりました。宮崎さんの研究室では，宇宙は挑戦の場

学生たちが衛星にどんな機能を載せるか考え，電子回路を設計します。そして真空中や激しい温度

宇宙開発の技術は実験がなかなかできないた差など，厳しい宇宙環境の中でも働き続けられる

め，理論での予測が多くなります。
「実際には何かを地上で徹底的にチェック。そうして 5 年間が起こるかわからないからこそ，予測しがいがあかけてつくった SEEDS は 2008 年 4 月 28 日，

るし，これから実験で宇宙へ飛び立ちました。

確かめられるのが楽しい」。宇宙を遠い世界

宇宙空間を実験室にのままで終わらせたく

SEEDS の目的は，通信装置などが「宇宙で壊ない。その想いを胸にれず動く」ことでした。それが達成できた今，次抱き，学生とともに挑の目標は「宇宙で実験をする」こと。

戦を続けていきます。

研究の目指す先にあるのは，燃料が必要ない宇（文・西山 哲史）

宙船です。大海原に帆を張り，風を受けて走る
ヨットのように，宇宙空間に大きな帆を張って進む船。「ソーラーセイル」と呼ばれるその帆は太陽光を受けて反射し，反作用の力で進みます。推宮崎 康行（みやざき

進力は光の強さと帆の面積に比例し，実用のため

1993 年東京大学工学系研究科航空学専攻博士課には厚さ 7.5 µm の薄膜でできた直径 40 m の帆程修了。博士（工学）。日本大学理工学部航空宇が必要です。その巨大な帆が破れないためには，

宙工学科に助手として赴任し，講師，助教授を経どう広げればいいか。これまでコンピューターのて，2008 年より現職。

23やすゆき）プロフィール

23 年目のきぼう

23 年もの年月を経て，やっと完成した大型製品があります。それが，2008 年 3 月および６月に打ち上げられた日本実験棟「きぼう」。その歴史のすべてを知る開発チームのリーダー，三菱重工業
株式会社の大塚さんにお話を聞いてきました。
なく筒状なのは，宇宙飛行士が生活できるよう，本格的な宇宙進出へ

風船が膨らむように地上と同じ 1 気圧の圧力を1984 年，アメリカのレーガン大統領が，有人

内側からかける必要があり，この圧力に対して軽宇宙基地の建設を発表しました。目的は，宇宙と量な構造にするためです。1 枚の金属の板を丸めいう特殊な環境でしかできない研究を行い，そのて筒にしているのではなく，何枚もの板を溶接し成果を地上での生活や産業に応用すること。
現在，てくっつけて筒状にしています。溶接した部分は

上空 400 km に建設中の国際宇宙ステーション

強度が低く，そこに力がかかると壊れやすくなる（ISS）は，そんな想いで計画されました。アメリため，溶接部は板を厚くしてあります。また，開カ，カナダ，ヨーロッパ各国，ロシア，そして日

発チームが持つ，ひとつひとつの部品をひずみな

本の 15 カ国がこの計画に参加しています。日本

く溶接するという高度な技術により，高い精度ので有人の実験棟「きぼう」の開発プロジェクトが形状と十分な強度を保っているのです。

始まったのは，1985 年。JAXA（宇宙航空研究「きぼう」の外にあるのは，飛び交う微小隕石開発機構）が三菱重工業をはじめ，これまで宇宙と，過去に打上げられたロケットや人工衛星の破開発に関わってきた日本中のメーカー企業を集め片などのデブリ（宇宙ゴミ），人体に有害な放射線て開発チームを結成しました。最大 4 人までがの一種である宇宙線。このような危険からクルー滞在できる，日本初，世界最大の有人実験棟です。

を守っている外側の素材は，アルミ合金という金属です。アルミニウムを主な成分とし，銅や亜鉛，

宇宙に浮かぶ銀色の筒

マグネシウムなどを混ぜてつくられたもので，軽「きぼう」は，長さ約 11 m 直径 4.4 m の長くて丈夫です。壁の厚さは数 mm 程度。隕石が衝い筒の上に，長さ 4.2 m 直径 4.4 m の短い筒が突しても本体に傷が付かないように，外側にバン

垂直にくっついたかたちをしています。四角ではパーを取り付けてあります。といっても，隕石が24

ます。なるべく均一にできるように，吹き出し口の位置と角度が設計されているのです。

未来を担う「新製品」
大塚さんは，
入社以来 23 年間，
ずっと「きぼう」の開発チームにいた珍しい存在。設計図を描くところから実際に打ち上げられるまで，「きぼう」のすべてを間近で見てきた数少ないひとりです。
「メーカー」と呼ばれる会社では，毎年次々と新製品を発表します。大学の同期で違う会社で働いている友人が，数年で新製品を開発して発売になったという話をするなか，大塚さんにとっては「きぼう」が 23 年目で最初の製品。しかし，日本で初めての有人実験棟を，誰よりも強い愛着と意地をもってつくってきました。
衝突して筒を貫通する確率は 2% ほど。大きな隕外観はただの筒。しかし，宇宙空間の厳しい環石やデブリは，レーダーで観測して避けることが境からクルーを守り，地球の未来を担う研究を行できるので，大きな事故の心配はいりません。

うための技術が詰め込まれているのです。
（文・磯貝 里子）

機内で人が活動するために
機 外 の 温 度 は， 太 陽 光 が 当 た る と こ ろ は120℃，当たらないところでは­150℃と大きな差があります。機内を循環している水が凍らないようにするため，機体の外側に貼り付けてある断熱材やヒーターで温度調節を行います。
「きぼう」の壁の温度を計測して，ヒーターのスイッチを自動制御しているのです。また，室内の温度は，クルーが過ごしやすい約 18 〜 27℃に設定されています。
そして，もうひとつ重要なのが室内の空気。
宇宙空間は無重力で，風の対流がなく，空気のよどみができてしまいます。自分の呼吸で吐いた CO2 もその場に留まり，息が苦しくなってしまいます。
「風を送る」ことが，地上よりも大きな意味を持つのです。そこで，エアコンで風を送り，室内の温度調節と同時に空気の対流を起こし

取材協力：三菱重工業株式会社 名古屋航空宇宙システム製作所 宇宙機器技術部

25

大塚康司さん2008 年 5 月 31 日，アメリカ・フロリダ州のNASA（アメリカ航空宇宙局）ケネディー宇宙センター（KSC）から，スペースシャトル「ディスカバリー号」が宇宙へと飛び立ちました。日本人
宇宙飛行士，星出彰彦さんが搭乗するとあっては，
まるで子どもの頃の遠足前日のように，眠れぬ

見逃すわけにはいかない！というわけで，アメリ

夜を経て迎えた当日。何時間も前から打ち上げのカへ飛び，打ち上げを実際に見てきました。

ときを待ちました。ディスカバリー号から 6 kmほど離れた場所に立ち，他の見学者とともに，巨大な電光掲示板のカウントダウンを見つめ，掲示
板が「0」を示した瞬間，「Go ！ Discovery ！」という掛け声を叫びました。その直後，ロケットから 110 万 L の白い湯気が噴出して地面を覆ったかと思うと，地球全体の大気を震わせるような轟音とともに機体が持ち上がりました。ゆっくりと天に昇る竜のように青い空に消えていった機体
今回の星出さんの役割は，「きぼう」の船内実の中で，星出さんはどんなことを考えていたので

験室とロボットアームを国際宇宙ステーション

しょう。

（ISS）へ取り付けるというもの。重要なミッショ

見上げると広がる青い空。地球上に立っているンを担って宇宙へと飛び立ちます。

と遠く感じる宇宙ですが，宇宙と人との距離は急

打ち上げ前日は，KSC で展示物を見ながらアポ速に近づいてきている，そんなふうに感じた 1 日

ロ計画をはじめとした有人宇宙船の歴史をたど

でした。

り，
宇宙開発の歴史を学びました。そして最後に，
明日に向けて準備を進めるディスカバリー号を見ることができました。実物を目の前にして，人が宇宙に行く瞬間に立ち会えることに興奮が高まります。

26

星出さんの研究成果
学生時代，星出さんが行っていた研究は，「液体に固体が混ざった」ちょっと変わった流体の流れを明らかにするというもの。特に，ドーナッ
ツ状の二重の筒から噴き出すときの動きについて研究を重ねました。星出さんは当時，この流れを見るために，液体に混ぜられた固体の粒子にレーザーを当てて発生する光の周波数の変化から，微その後，星出さんはミッションを終え，15 日

粒子の速度を測定する方法を取りました。その結後に無事地球へ帰還しました。打ち上げの感動と果，流れの一部分を見ることができ，液体が粒子

ともに帰国した私はというと，「大学時代から星の後から追いかけてくるような動きになっている

出さんは宇宙に関する研究をしていたのか」を調ことを明らかにしたのです。

査するという重要なミッションを担って，星出さカメラがとらえる無数の粒子の動き

んの出身研究室へ向かったのです。
秋のそよ風とサンマをあぶる七輪からただよう

星出さんの卒業から 17 年経った 2007 年，菱煙，岩の間を流れる川の水。絶えずかたちを変え田研究室では細かい粒子ひとつひとつの大きさとることから，研究の世界では，液体と気体のこと

挙動を計測する研究の末，複数の CCD カメラでをあわせて「流体」と呼んでいます。宇宙飛行士

別々の角度から撮影し，粒子の動きを把握できるの星出さんは，大学時代にこの研究室で流体に関技術を完成させました。その結果ロケットが打ちする研究を行っていました。

上げられるとき，噴射口から出てくる霧状の燃料の粒子の動きを正確にとらえることができるよう

目に見えない流れを調べるになり，今では新しいロケットエンジンの開発に車の燃費向上や，省エネ洗濯機の開発に，流体も役立てられているのです。

の研究は欠かせません。車のボディの周りの空気

大学時代，星出さんはすでに宇宙を夢見ながらの流れを調べることで，空気抵抗を減らした設計

研究していたのかもしれません。
（文・川名 祥史）

が行われ，少ない電力できれいに洗える水の流れを調べて新製品が開発されているのです。
わたしたちが，煙突から出る煙や川に浮かぶ落
ち葉から空気や水の流れを知ろうとするように，多くの研究者が流れを見ようと試行錯誤をしてきました。流体研究をするうえで最も大切なことは，
どうやって目に見えない複雑な流れを見えるようにするのかということです。

取材協力：慶應義塾大学

システムデザイン工学科
27

菱田 公一

研究室

〜歯みがき事情編〜
国際宇宙ステーション（ISS）が 2010 年，ついに完成します。宇宙空間で生活する未来はもうすぐそこまで来ています。
想像するだけでわくわくしますが，実際の生活はいったいどういうものなのでしょうか？
ふらふらして酔いそうです。そのために，からだ

国際宇宙ステーションで暮らそう

を固定しながら歯ブラシを細かく優しく動かすと宇宙だからといって，人のすること自体は地球いった工夫が必要になります。

での生活と変わりません。ご飯を食べ，たっぷり

大変なのはそれだけではありません。うがいを眠り，任務を遂行する。少し違うのは，重力がな

した後に気軽に吐き出すことができないのです。

いこと，それから窓から地球が見えることくらい

重力で引っ張られないと，水は下に落ちずに飛びでしょうか。

散ってしまいます。そのため，ガラガラとうがい

いやいや，無重力状態は思いがけないところでをした水はそのまま飲み込むか，タオルに吐き出

不便さを感じさせることもあるのです。そのひとすしかありません。これでは，「歯みがきの後はつが「歯みがき」。

気分爽快！」とはいきません。

歯みがきをするとき，私たちは何も考えずしゃ

歯みがき不足が招くもの

かしゃかと歯ブラシを左右に動かして歯をみがきます。しかし，これは重力があり，足でからだをだからといって歯みがきをさぼっていると，も支えられるからできること。
重力のない宇宙では，

ちろん虫歯ができてしまいます。虫歯の原因は口からだがふらついてしまいます。たとえば，地上の中に棲んでいるミュータンス菌と，食べ物のカで回転椅子の上に立って腕を右に回すと，からだス。ミュータンス菌は食べ物のカスなどを養分とは左に回ります。同じように宇宙で歯みがきする

して増殖しますが，その過程で酸をつくります。

とき，右の歯をしゃかっとみがけばからだは左に

それが歯のエナメル質を溶かすのです。

回り，左に戻せば右に回り，と一度みがくごとに28

万が一宇宙で虫歯になっても，気軽に歯医者さしだけスッとするのが特徴の「糖アルコール」とんには行けません。対策は鎮痛剤を飲むことだけいう物質の一種です。キシリトールは糖に水素がで，耐えられなくなったら虫歯を抜くしかありまくっついたかたちをしていて，
ミュータンス菌は，せん。だから，宇宙飛行士になる訓練の中には歯取り込むことはできても消化できません。これなを抜く訓練もあるのです。

ら，酸がつくられず，虫歯になることもないのです。キシリトール入りのガムを噛めば，ISS 生活「歯ブラシ」のサポート？！

の悩みがひとつ解決しそうですね。

無重力の ISS で歯みがきが不便なのは「歯ブラ
シを使うこと」と，みがき終わった後「うがいをすること」の 2 点です。これらの問題をサポートするのが，実はガムなのです。

まだまだあるガムの効果
ガムを噛むと虫歯予防以外にもいいことがあります。宇宙での無重力生活は，全身の筋肉や骨を知らぬ間に衰えさせてしまいますが，定期的にガガムを噛むだけならば，歯ブラシのように外側

ムを噛むことで，あごの筋肉を維持することに役

から力をかけることもなく，うがいの必要もあり立ちます。さらに唾液の分泌を促すことで，脳のません。噛み終わったら吐き出すだけです。

血流をよくし，集中力を上げたり気分をリラックスさせたりする効果もあるのです。

キシリトールで問題解決

いつか ISS での生活が当たり前になったとき，近年，歯の健康のための素材として注目されて食後には「歯みがきしなさい！」とともに「ガムいる天然素材甘味料が「キシリトール」です。キを噛みなさい！」という声が飛び交うのかもしれシリトールは砂糖と同じくらいの甘味があり，少ません。
（文・設楽 愛子）

キシリトールミッション
スペースシャトル「ディスカバリー号」で，ガムが宇宙に打ち上げられました。現在，プロジェク
トのスタートをひかえ「きぼう」の中で保管されています。宇宙生活におけるガムの可能性を探るための研究が，第一歩を踏み出しました。ISS でガムを噛む日は，すぐ目の前にあるのです。
取材協力：株式会社ロッテ

http://www.lotte.co.jp/29

火星の水で宇宙農業
山下 雅道
独立行政法人宇宙航空研究開発機構

宇宙科学研究本部教授

2008 年 5 月 26 日，NASA（アメリカ航空宇宙局）の探査機「フェニックス」は火星に降り立ちました。そして 7 月 31 日，2 ヶ月の探査を経て，ついに念願の水を発見したのです。惑星の起源や生命に不可欠な条件がかくされているかもしれない惑星，
火星。今はまだ無人の探査機しか行けないけれど，
人が直接調査を始める日も夢ではありません。
うち，レゴリスはリンとカリウムを含むことが確

農業しながら火星探検

認されています。通常，植物は成長するために大地球以外の惑星へ行くために，世界中の研究者

気中の窒素を利用することができません。
しかし，たちは宇宙船やエンジンなど「輸送する技術」を

ミヤコグサやダイズなど一部のマメ科の植物は根開発しています。現在のところ，同じ太陽系の惑に共生した根粒菌が窒素固定を行うため，大気に星である火星でさえ往復だけで 2 年半以上かか含まれる窒素を利用できるのです。これらの植物

ります。そのなかで生きていくためには，水と酸ならば火星でも花開き，実をつけるでしょう。

素と食糧が不可欠です。

堆肥菌が生み出す資源

もちろん，必要な分をすべて地球からは運べま
せん。ひとりの人間が地球で日常生活を送るため人が生活するようになれば，必ず食べ残しや排に使う水は 1 日あたり約 200 L。スペースシャト

泄物などのゴミが出ます。これらには，植物や動ルの中では，水の一部を再利用するシステムが実物のからだをつくっていた有機物や窒素・リン・用化されています。しかし，排泄物から植物など

カリウムなどのミネラルが豊富に含まれているもの働きにより食糧と酸素をつくり，物質を完全にのの，そのままの状態では植物は吸収できません。

循環させる技術はまだ開発されていないのです。

ここで活躍するのが，ゴミを分解してくれる生き

たとえ火星へたどり着いたとしても，探査することはおろか地球へ戻ってくることもできません。
そこで山下さんが考えたのが，火星の土「レゴリス」と大気中の二酸化炭素，そして表層直下から得られる水を用いて，現地で農作物をつくること。
順調に進めば，火星を拠点にしてさらに調査を行うこともできるでしょう。
農作物が育つため必要なのは，空気，光，水，そして養分。火星の大気には大量の二酸化炭素と，微量の窒素があります。太陽からの光は十分に降り注ぎ，水の存在もついに発見されました。農作物に必要な三大栄養素，窒素・リン・カリウムの30

物「堆肥菌」です。堆肥菌にゴミを分解させ，レのシステムに加えて，重力が小さい場所での植物

ゴリスに混ぜれば養分たっぷりの土ができます。

の育ち方や最適な食事献立など，火星での生活環

その土に農作物をたくさん植えて収穫するので境をよりよくする「宇宙農業」に関する研究を広す。収量が増えれば，火星で生活できる人が増え，く行う山下さん。

大量の肥料ができるというように循環が始まりま「自分の持ち味を活かして，他人にはできないす。このように循環型の環境ができれば，火星でものに力を注ぐ」。世界の研究者の目が輸送手段

自給自足の生活が可能となるはずです。

へと向くなか，独自の視点でそれを補う研究を進めています。いつか，宇宙農業が宇宙探査のさま

日本人の発想が宇宙農業を可能にするざまな場面でなくてはならない存在となるはず。

堆肥菌の中でも，100℃という高温で生きられ近い将来，山下さんの想いとともに，日本の伝統る堆肥菌を使ってゴミを分解し肥料にする技術

技術が宇宙へと飛び立っていくでしょう。

「高温好気堆肥化」は，日本が独自に発展させて（文・設楽 愛子）

きたものです。高温条件下で空気を使って堆肥化することで，食べ残しや排泄物から出る特有の臭いや，病原性の微生物の繁殖を防ぐこともできます。緊急事態が起きたとき，地球からの救助を待山下 雅道（やましたまさみち）プロフィール

つことのできない火星では，これらの作用も重要

1971 年東京大学理学部化学科卒業，1976 年同な意味を持ちます。堆肥化には食料だけでなく，大学にて理学博士号取得。その後，東京大学宇

環境を安全に保つ効果もあるのです。

宙航空研究所，宇宙科学研究所に所属しながら1980 年にエール大学へ出向し 3 年間アメリカで

かつての日本人の日常生活に，宇宙の未来の生過ごす。2003 年から現職。

活を豊かにするヒントがつまっています。堆肥菌

空気，太陽から降り注ぐ光，表層直下から発見された水，そして養分。火星には，農作物が育つのに必要なものがそろっている。

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新聞や雑誌の記事が簡単に探せるオンライン
データベース「朝日けんさくくん」を紹介します。

コラム：someone 編集部にて最先端の科学のワクワクは，
科学の歴史を知ってこそ生まれるもの
P ８の燃料電池の記事。編集長との戦いを経て記事も完成に近付いた頃には，頭の中は燃料電池のことでいっぱいでした。今回もワクワクするサ
イエンスを届けるため，毎度のことながら論文や新聞を読む日々だったのです。
今回活躍した「朝日けんさくくん」で出てきた「燃料電池」の新聞記事は 1984 年から 2008 年の間に 2013 件。1984 年当時，新聞に登場した燃それから 25 年，燃料電池は今やわたしたちに料電池は宇宙船の中にありました。実は，初めてとって身近な携帯電話に搭載されようとしていま

燃料電池が実用化されたのは宇宙だったのです。

す。このように昔と今との違いを知るとさらに燃化石燃料を燃やすよりクリーンで，発生する水は料電池への興味がわき，記事書きにも俄然力が入飲み水として利用できるため，宇宙にぴったりるというものです。最先端科学の発見のワクワクだったのですね。当時の記事を見ると，燃料電池

は，過去を知ってこそ生まれるもの。「朝日けんはまだまだ地上での実用化には遠い存在だったこ

さくくん」で自分が生まれた頃の記事を読みながとがうかがえます。

ら，
改めてそれを実感したのでした。
（文・楠 晴奈）

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20 年以上前の記事から，最新の記事まで，「燃料電池」に関するすべての記事が表示され，見出しをクリックすれば記事全文を読むことができます。

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朝日新聞社デジタルメディア本部
営業セクション
TEL：03-5541-8689（平日 10:00 〜 18:00）

http://www.asahi.com/information/db/kiyaku_fork.html

中央大学理工学部 大学祭「研究室公開コンテスト」
100 の研究室を見て，No. 1 を決めよう

11 月 1 〜 3 日は中央大学理工学部がある後楽園キャンパスで大学祭が開催されます。
大学祭では，理工学部に 100 以上ある研究室

大学祭：11 月 1 日（土）〜 3 日（月 / 祝）の多くが「研究室公開」を行います。海水を淡水

8:00 〜 19:00（時間は企画内容により異なります）

化するしくみの紹介や，紙ヒコーキを通して流体研究室公開コンテスト：11 月 3 日（月 / 祝）

工学を体験する企画など，さまざまな展示や実験

11:00 〜 14:00（表彰式 16:00 〜 16:30）などを用意して待っています。

場所：中央大学後楽園キャンパス

大学祭最終日には「研究室公開コンテスト」が〒 112-8551 東京都文京区春日 1-13-27

行われ，評価の高かった研究室が表彰されます。

TEL：03-3817-1736（理工学部事務室）

あなたの 1 票はどこに入れますか？

http://www.chuo-u.ac.jp/chuo-u/index̲j.html

まだまだ間にあう

秋のオープンキャンパス
日本大学理工学部
CST オープンキャンパス
船橋キャンパスウォッチング

長い滑走路がどんと横たわる船橋キャンパス。
そこに集結するのは航空宇宙工学科や海洋建築工学科，社会交通工学科など 12 学科。Ｐ 23 で紹介した小型衛星「SEEDS」の部品加工にも活躍した，空気中のゴミを極限に抑制できるクリーン
日程：11 月 2 日（日）ルーム完備の研究センターや，飛行機などの開発

時間：10:00 〜 15:00に使う風速 50 m/s の風が吹き出す風洞実験室な場所：日本大学理工学部船橋キャンパス

ど，大学生が普段研究に使っている機器や施設を〒 274-8501 千葉県船橋市習志野台 7-24-1

ツアーで見学することができます。当日は学園祭

TEL：047-469-5330

も同時開催。
大学生になった自分を想像しながら，

http://www.cst.nihon-u.ac.jp/

キャンパスウォッチングを楽しんでください！

33

生き物図鑑

from

ラボ

第７回

嚢舌目
ウミウシ
▲ミドリアマモウミウシ

研究者が，研究対象として扱っている生き物を紹介します。毎日向き合っているからこそ知っている，その生き物のおもしろさや魅力をつづっていきます。
▲藻類にはりついている様子

貝殻を失った巻貝の仲間「ウミウシ」。緑色の細胞内だと葉緑体の光合成活性が数ヶ月も維持さ

地味なものから派手なピンク色のものまで，そのれるということ。そのおかげなのか，エサがなく色やかたちはさまざまです。食性もまた，多種多ても 2 〜 3 ヶ月生存するのですが，通常，藻類様。ホヤなどを食べる肉食の種もいれば，草食のの細胞から取り出された葉緑体は数日で活性を失種もいます。その中でもひときわ変わっているのいます。光合成活性の維持に必要なタンパク質のが，嚢舌目ウミウシ。葉緑体を持っているのです

情報（＝遺伝子）の多くが藻類の核にあるためにが，ウミウシがもともと持っているわけではなく，

新しいタンパク質が供給されなくなるからです。

エサである藻類から盗んでくるのです。この現象「藻類の核にある遺伝子が，何らかのかたちでは「盗葉緑体」と呼ばれています。

ウミウシの細胞に伝わっているのかもしれない」

葉緑体を盗むウミウシは，エサの食べ方に特徴がと考える研究者が，盗葉緑体についての研究を始あります。歯舌と呼ばれる歯で，藻類の細胞に穴をめています。異なる種の生物に遺伝子が伝わるし

あけて細胞質を吸い出すのです。このとき葉緑体だ

くみについて，風変わりなウミウシだからこそのけを消化せずに残して細胞内に取り込んでいます。

発見があるかもしれません。この奇妙な生物は，盗葉緑体については，葉緑体が消化されない理研究者の好奇心をくすぐってやまないのです。

由や取り込まれるしくみなど，わからないことだ（文・佐藤 桃子）

らけです。とりわけふしぎなことは，ウミウシの取材協力：山本 義治（名古屋大学

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遺伝子実験施設）

■教育応援企業■本誌のお取り寄せ方法

朝日新聞社

高 校 生 以 下の生 徒 様に向けて配 布される場 合に限

アルテア技研株式会社

り，本体価格 300 円（税抜）を無料にて，送料の神畑養魚株式会社

みお客様にご負担いただきお届けします。ただし ，株式会社キョーリン

100 冊 単 位での送 付となります。また，個人向け

ケニス株式会社に書店での販売も行っております。詳細・お申し込

ケンコーマヨネーズ株式会社

みは『someone』公式サイトをご覧ください。

三洋電機株式会社
株式会社シマダ器械■『someone』公式サイト URL

株式会社スタッフジャパン

http://www.someone.jp/

セーラー万年筆株式会社
太陽誘電株式会社
株式会社トミー精工
プロメガ株式会社
株式会社ベネッセコーポレーション
三菱重工業株式会社
宮坂醸造株式会社
メルク株式会社
株式会社ユー・ドム
株式会社ロッテ※ 教 育 応 援 企 業 は， 本 誌 の 発 行 を は じ め 最 先端科学実験教室の運営など，子どもたちへ「興＋＋編集後記＋＋味 の 種 」 を 渡 し， 未 来 の 人 材 を 育 て る た め の『someone』 が 創 刊 し て か ら， も う す ぐ 2

活動を応援しています。

年。毎号，記者・編集・デザイナーなど制作チー
ム の メ ン バ ー が 協 力 し て つ く っ て い ま す。 初

■掲載大学

めて編集長として関わった今回，『someone』

慶 應 義 塾 大 学・ 芝 浦 工 業 大 学・ 中 央 大 学・ 東を応援してくださっている方とお話しする機京 工 業 大 学・ 東 京 農 工 大 学・ 東 京 薬 科 大 学・会 が た く さ ん あ り ま し た。 記 事 で 紹 介 し て い

東 京 理 科 大 学・ 東 洋 大 学・ 名 古 屋 大 学・ 日 本

る 企 業 や 大 学 の 方， 印 刷 会 社 の 方， 新 し い 号

大学・法政大学・立教大学が届くのをいつも楽しみにしてくれている学校の先生……。
身 近 な サ イ エ ン ス と 一 緒 に， た く さ ん■掲載公的機関・NPOの人たちの想いがたくさん詰まっている

独立行政法人宇宙航空研究開発機構『someone』。これからもずっと，みなさんのⓒ Leave a nest Co. ,Ltd.

そばに置いてもらえますように。
（磯貝 里子）

無断転載禁ず。

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