宇宙航空の最新情報マガジン

国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構
機関誌

071

No.

January 2018

はやぶさ2 深宇宙へ

宇宙航空の最新情報マガジン

国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構機関誌

Cover Photo : 地球の重力圏外の太陽系天体から表面の物質サンプルを採取し持ち帰るという、世界初の偉業をなしとげた「はやぶさ」。いま、その後継機「はやぶさ2」は、太陽系誕生と生命誕生の秘密に迫るため、目的地の小惑星「リュウグウ」
へ向けて深宇宙の旅をつづけています。
その孤独な旅を日々支えているのが、津田雄一プロジェクトマネージャ
率いるプロジェクトチームのスタッフたちです。
「はやぶさ2」の現状や今後のミッションについては今号P6-7をご覧ください。

CONTENTS

3071 January 2018

No.

新春特別対談イノベーションを創出し、国の期待に応える

国立研究開発法人はどのようなことに取り組んでいるのか
国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構 理事長

聞き手

広報部長

庄司 義和

小惑星リュウグウへ、小惑星探査機「はやぶさ2」の挑戦はつづく津田 雄一

8

国立研究開発法人 産業技術総合研究所 理事長

宇宙科学研究所 宇宙飛翔工学研究系准教授 はやぶさ2プロジェクトマネージャ

ISSと地上をつなぐ

金井ミッションを支える運用管制チーム
有人宇宙技術部門 宇宙飛行士・運用管制ユニット

佐孝 大地
中村 大地
神吉 誠志
関川 知里
10

新春特別対談6奥村 直樹		中鉢 良治		

国立研究開発法人には我が国全体としての研究開発成果の最大化が求められており、さらに技術を先導して国際競争を勝ち抜く国力を培うこと、研究開発成果の創出、普及、活用を促進する
ことにより国家的・社会的課題の解決へ貢献することも求められています。
このような共通の使命を持った組織として、イノベーション創出に向けてどのような取り組みをしているか、産業技術総合研究所の中鉢良治理事長と、JAXAの奥村直樹理事長が対談しました。

研究開発員 JAXAフライトディレクタ（J-FLIGHT）
研究開発員 JAXAフライトディレクタ（J-FLIGHT）

おくむら

主任研究開発員

日本の独自技術でピンポイントの月着陸を実現する

国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構
理事長

小型月着陸実証機「SLIM」の開発に迫る坂井 真一郎12

14

16

宇宙科学研究所 SLIMプロジェクトマネージャ 宇宙機応用工学研究系准教授

ISS計画のその先へ、月・惑星探査に向けた日本独自の技術ECLSS伊藤 剛

有人宇宙技術部門 有人宇宙技術センター 技術領域主幹

SDGs達成に向けてJAXAが果たす役割とは
沖 大幹		

国際連合大学 上級副学長

聞き手

調査国際部 国際課 主任

小野田 勝美聞き手

国際連合 事務次長補

しょうじ よしかず

庄司 義和

塗料で空気抵抗を減らしたい FINEの挑戦

広報部長

文：寺門 和夫（科学ジャーナリスト）〈表面摩擦抵抗低減コーティング技術の飛行実証〉栗田 充

宇宙環境をきれいにするために“アストロスケール×JAXA”によるスペースデブリ除去への挑戦
株式会社アストロスケール COO

20 ［ 研究開発の現場から ］

ロケットエンジンが作れなくなる？
危機を救ったターボポンプ用軸受の開発

イノベーション創出に必要な人材とは― まず、イノベーション創出に向けた取り組みについて伺います。産総研で研究開発部門 第四研究ユニット 研究領域主幹

はどのようなことに力を入れているので研究開発部門 第四研究ユニット 主任研究開発員

しょうか。

研究開発部門 第四研究ユニット 研究開発員

中鉢 「社会の中で社会のために」とい新年おめでとうございます、JAXA’s発行
責任者の庄司義和です。
今号巻頭は年頭恒例の新春対談、お相手は産業技術総合研究所の中鉢良治理事長です。
イノベーション創出に向けた、両理事長のエネ
ルギー溢れる対談を、ぜひご一読ください。
今 年もJ A X Aは計 画 盛りだくさんです。
小惑星探査機「はやぶさ２」のリュウグウ到着、
欧州宇宙機関との共同による水星探査機打ち上げをはじめ、引き続きさまざまな研究開発やプロジェクトに挑戦してまいります。
2018年もJAXAをよろしくお願いいたします。

国立研究開発法人
産業技術総合研究所
理事長

イノベーションを創出し、国の期待に応える
国立研究開発法人はどのようなことに取り組んでいるのか

18 ［ 宇宙を職場にする ］

高田 仁志
小島 淳
角銅 洋実

ちゅうばち り ょ う じ©JAXA

航空技術部門 次世代航空イノベーションハブ 航空機システム研究チーム 主任研究開発員

クリス・ブラッカビー

な お き

奥村 直樹 × 中 鉢 良治

研究開発員

うのが産総研のスローガンです。産業

発行責任者
JAXA

と社会で役に立つ技術を提供していく(国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構）

広報部長

庄司 義和

JAXA's 編集委員会
委員長
庄司 義和
委員
青山 剛史
寺門 和夫
山根 一眞
山村 一誠
アドバイザー
的川 泰宣
編集制作
株式会社ビー・シー・シー
2018年1月1日発行

しても、それをすぐに産業に結び付けられるわけではありません。現在は研究する力に加えて、多様な領域と連携し骨太なものに仕上げていく能力も求められています。

中鉢

産 総 研は連 携を業 務とするイノベーションコーディネータという専門家

要な担い手だと考えています。

人が活動しています。研究に従事してきな連携者もイノベーション創出の非常に重― J A X A の 取り組 み は い か が でしょうか。
奥村

集団を持っています。全国で約180名のた人もいますし、企業出身の人もいます。
各自治体の公設試験所の人たちにも兼の専門家だけではなかなか発想が広がらションハブを作って活動しています。宇宙いう時代ではありません。その研究を積極的に売り込むという姿勢がないと新しい価値を生み出すことはできません。こうした発想をもつことが、国立研究開発法人に求められていると思っています。

携を進めています。もちろんJAXAとも人― 連携というキーワードが出てきました。

宇宙ステーション「きぼう」でのタンパクて伺います。

います。

中鉢

工知能を用いた月面データの解析、国際

せん。
しかし、研究者が優れた成果を出観が多様化しています。自分が良い研究をすれば、それがすぐに世の中に普及すると連携が鍵になる

例えば、
これまで宇宙と関係ない企業の皆さんにも入っていただくオープンイノベー

世の中の変化も大きくなって、価値界に橋渡しする活動を推進しています。

それから国立の研究機関ともいろいろ連

科学の成果をいち早く取り入れて、産業奥村務していただいて、産総研の成果を産業今のご 意 見に1 0 0％賛 成です。

われわれも似たような動きをしています。

界のニーズに橋渡しをしなければなりま

人材はものすごく大事です。

すなわち、偉大な発明者だけでなく、偉大ことがわれわれの最大の使命だと思っています。そのためには、アカデミアのない。ですからコーディネーターのような質生成実験などの研究を協力して進めて産総研の産学官の連携の取り組みについ大学との連携に関しては、大学の

3
JAXA's No.071

キャンパス内に産総研の連携研究室（オー

ホットトピックスになっていますが、パリ協定

ニーズに応え、社会的・経済的効果を最大めています。現在7つの大学にこのラボラるかを報告しなければなりません。
しかし、相互依存的な関係にあるわけですが、最大天野浩先生の指導を受けながら窒化ガリあります。私たちは温室効果ガス観測技術いるという確信が持てないことでしょう。

の排出量を観測できる技術を開発しました。

択され、国際的な枠組みの中で持続可能

プンイノベーションラボラトリ）の設置を進トリがあります。例えば名古屋大学では、
ウム応用技術について研究をしています。
各大学のコアコンピタンスとなる研究とわれわれの産業化技術を融合させて、新技では各国が年間どれだけCO2を排出していそれをチェックするうまい方法を作る必要が

衛星
「いぶき」
（GOSAT）
で、宇宙からCO2

そこで、この技術をぜひ役立ててほしいと考の課題は社会の持続可能性が担保されて国連で、持続可能な開発目標（SDGｓ）が採な社会を実現するための取り組みが進め術を産業界に橋渡ししていこうというわけ

えているわけです。そうすると研究だけではられることは、大変意味のあることだと思に企業名を冠したラボ
（冠ラボ）
を設置し、

ボンで開かれたCOP23で、中川環境大臣

現状を見ると単独の機関では社会的なです。一方、産業界とは、産総研の敷地内

産総研の研究者と一緒に研究するコラボ

レーションを、8社と行っています。現在、産総研の産学官連携の共同研究は3300件あまりあり、そのうちの半分は産業界、半分はアカデミアという感じです。
奥村

われわれもいろいろ産学官連携をやっていますが、
ここで少し違う形の取り組
みについてお話ししたいと思います。JAXAのコーポレートスローガンは“Explore to
realize”
です。exploreは探求、realizeは形にするということです。realizeのために
は研究機関同士の連携はもちろんですが、行政機関との連携も必要になります。一つの例を申し上げると、今CO2の排出問題がだめで、行政と連携しないといけない。先日ニーズに十分応えきれていないところがに、研究を形にするために行政側とも連携

としてそれぞれの開発目標ごとに見てい中鉢

予算が増えていない中で連携などの活動を進めていくと、必然的に業務量が増えます。そのため今、業務改革を進めてい©JAXA

くと、かなり骨太の貢献ができるのではな

して、あるいは事務職としてのキャリアの選と言ってもいい。われわれが生きている間

中鉢

立研究開発法人協議会の連携協力分科

う一方で働きの場なのだから、もう少し楽しい持続可能な社会の実現を未来の社会に案しました。

ないかという取り組みも進めています。

奥村

奥村

研究者だけのコミュニティでは社会のニーズに応えられませんから、その視点は重要です。産総研は文系大学である一橋大学とも連携をスタートさせました。例えば環境保全をするにしても、社会的な合意形成が必要だからです。日本にはコアな技術が民間企業にたくさんあるのです。それをいかに統合するかが、最終的に勝負になるのではないでしょうか。

新春特別対談奥村

連携がうまくいくたの持っている技術の詳細を理解することではなく、
イン

いかということがわかります。そこで、国会でも連携に組織的に取り組むことを提先ほども触れた J A X A のコーポ

レートスローガンの r e a l i z e は、必ずしも経 済 活 動 だけではなく、社 会 課 題 のい、そして生きがいのある職場にしようでは競ってきた自動車メーカーが今度は環境で提起し、いろいろな機関に力になってもらをやっているところです。

ます。

中鉢

中鉢 産総研もJAXAのデータを利用させていただいています。例えば、地球全表面が重要だと私は思っていま化をリアルタイムにキャッチするというようの画像から、AI技術を使っていろいろな変

生み、資本は格差を拡大してしまった。です

思っていますし、それに伴って女性管理職の働く環境を整えないといけないというこもふくめ、いろいろな角度から職場の改善

けないと思うのです。
これまではスピードで競うというような新しい価値観です。未来の社会をもっと夢のある快適なものにしていく、
それが実感できるような技術が求められているのではないかという感じがします。
奥村

全くその通りで、人よりも先にやる

大事なポイントですね。

というのがまず国研の役割です。最初の火

未来のために一歩も二歩も先を行くを果たしたことにならない。成熟してくれ― 未来社会に向けて国立研究開発法人

れわれ自身はその件に関してはフェードア

付け役というのは国研がやらないと、役割

ば、それは企業が物にしたり、あるいは政な研究をやっています。砂漠化などの環境として、我々は何をすべきでしょうか。

ウトしていく。そしてまた違う課題に対して人を育てるのも、われわれ算とかにも、JAXAの情報を有効活用して中鉢 国研は民間でやれないところを先導れわれの活動は国民に理解されていくの

国立研究開発法人の仕事ではないかと思っています。

変化とか、太陽光パネルによる発電量の計

います。
奥村

ありがとうございます。そういう的にやっていく必要があると思います。未来の技術に手を付けても、すぐには経済的な効来の社会に役立つという期待には応えられの役割を果たしたことにはならないと思い―次に、国連の持続可能なデータは、これまで防災に役立ってきましり組んでいくことが大事だろうと思います。

まえ、社会的課題の解決への修正で、人工衛星が 情報の手段に認があって、最終的に民主導に移っていくとついて伺いたいと思います。

S D G sに宇 宙 がどのように貢 献できるとすると、産業界の役には立つけれども、未ない。国の研究機関が共通の課題として取最初は研究所主導、それから官民の連携

開発目標（SDGs）なども踏たが、平成29年度の国の防災基本計画の貢献に向けた取り組みに定され、一段とステップアップしました。

いうプロセスの中で、われわれは一歩も二

中鉢

です。

か、いろいろな取り組みをしているところをすべきかが、とても大事になってきます。

私たちは産業界のだと思っています。
中鉢になっていくことが われわれの一つの目標なのです。われわれの地球観測衛星のチャレンジしていく。そういう繰り返しでわ

果を生みません。現在の黒字を求めていこう

社会的課題の解決にも貢献

ふうに、われわれの活動が社会インフラ

歩も先を行かなくてはいけない。そこで、何

私は、それはcommon good
（共通善）だ2014年に打ち上げられた陸域観測技術衛星「だいち
2号(ALOS-2)」が観測したアマゾン川流域の森林伐採の様子。紫部分が非森林域。

府が汎用化してインフラ化したりして、わす。どんなものができるのかというところで共鳴できる©JAXA

は立ちいかなくなってきていると思います。

から別の考え方、別の価値観がなければいとで、保育園も持っています。職員の処遇ナーを探すのは決して楽で源を使い、圧倒的なイノベーションを実現

いかもしれませんが、JAXAでは女性の比

どの国にこのシステムを導入しつつありえる課題はたくさんあると私は思ってい

これは私の個人的意見ですけれども、資資源は枯渇し、技術はリスクのある社会をの比率も増やしたいと思っています。女性に J I C A の力を借り、赤道直下のほとん

残すべきだと思います。

働き方の変革を積極的に進めていく態勢を作りました。これを r e a l i z e するため2018年に打ち上げを予定している、温室効果ガス観測技術衛星「いぶき2号(GOSAT-2)」の軌道上での観測イメージCG。

にリターンはないかもしれないが、質の高

したいわゆる伝統的な産業革命は、現在で率が低い。女性職員をもっと増やしたいと

帯 雨 林の違 法 伐 採を監 視するシステム

ろうと思っています。使命と言っても、目標

JAXAでも「ワーク・ライフ変革推進室」
をつくり、女性の活躍の推進と職員のた 地 球 観 測 衛 星を使って、私 たちは 熱ることです。
この新しい価値はありません。しかし、そこ択です。産総研は研究をする場所ですが、もをとっています。宇宙航空という分野のせます。われわれ が発信源になって問題をい価値が出るのかを共有す

いうのが一つ。
それからもう一つは研究職と解 決に貢 献したいという趣 旨でもあります。
「だいち2号」というレーダーを使っテグレートしたらどんな新し

価値感を共有できるパート

JAXA's No.071と思います。

しようという動きもしています。

しも属さないものですから、

4

うな取り組みをなさっているか、伺いたいます。効率を上げて生産性を高めていこうと

©JAXA

×

― そのような活動をするためにも、職員の働き方改革も必要と思われます。どのよあります。
しかし、例えば27の国研を一体を打ち上げると発表しました。そういうふう

めに大事なのは、それぞれ

Ryoji
Chubachiいます。

は日本が新しいCO2 観測衛星
（GOSAT-2）

はお互いのドメインに必ずNaoki
Okumura

働き方の改革も必要化する役目があります。社会と科学技術はそこを取り残しておいて、今の産業界のニーズに応えるというだけでは、国研ます。未来の社会に貢献する立場であるという自覚を持ち、互いに広く連携して、新しい価値を生み出していきましょう。
奥村

それこそが 国立研究開発法人の使命です。お互い密に連携して、未来に向かって先導役としての役割を果たしていきましょう。本日はありがとうございました。

©JAXA

日米を中心にした国際協力によって進められている
全球降水観測計画(GPM)イメージ図。GPM主衛星と複 数のコンステレーション衛 星 群が 観 測した降 雨の デ ータにより作 成される衛 星 全 球 降 水 マップ(GSMaP)は、洪水の予測など災害予防をはじめさま
ざまな分野での活用が期待されている。

5
JAXA's No.071

はやぶさ２のリュウグウ表面タッチダウン想像図。

小惑星

つ

だ

ゆういち

津田 雄一

宇宙科学研究所
宇宙飛翔工学研究系准教授
はやぶさ2プロジェクトマネージャ

リュウグウへ、©池下章裕

小惑星探査機「はやぶさ2」の挑戦はつづく「はやぶさ2」は2014年12月3日に打ち上げられました。1年後の2015年12月3日に「はやぶさ2」の軌道を大きく曲げ、加速する地球スイングバイを行い、現在は目的地である小惑星リュウグウに向かう軌道にあります。
「はやぶさ2」はいつ頃リュウグウに到着し、そこで何を行うのか、津田雄一はやぶさ2プロジェ
クトマネージャに聞きました。
取材・文：寺門 和夫（科学ジャーナリスト）

間がかかっていましたが、この技術を使うとを測ります。
これらによって、
タッチダウンしまた、「はやぶさ2」のミッションに必要なるローバーをどこに着陸させたらよいかが考え、「ソーラーセールモード」という新しいう予定で、最初のタッチダウンはなるべく連続して通信を行うことができます。

くても、挑戦できることはどんどんやろうと
姿勢制御方式をテストしました。太陽の光の力を使って姿勢制御する方式です。私が関わっていた小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」
で編み出した技術を、「はやぶさ
2」のような運用が複雑な探査機に使うため―「はやぶさ2」は目的地である小惑星

リュウグウにいつ到着しますか？

津田 「はやぶさ2」はリュウグウに到着すの精度で当てたかという
「誘導」
について

いうと、5000万km以上彼方から地球上空の1点、直径200～300mの領域を狙いました。地球の裏側のテントウムシに当てるくらいの精度です。また、「はやぶさ2」では探査機の位置を測るナビゲーションに

津田 リュウグウに到着した後に必要な観さ2」が太陽系のどこを飛んでいるかを測し、期待通りの性能を確認しています。それにこのDelta-DORが能力を発揮し、東京

トもたくさんやっています。その一つは「はやます。今までの10倍以上の精度で「はやぶが終わり、第3期の噴射を2017年12月かることができます。地球スイングバイの際

2018年1月に開始します。約6カ月噴き続け、
リュウグウには2018年7月か8月に到から富士山の頂上にいるノミを識別できる

着する予定です。

くらいの精度が得られました。

― 地球スイングバイは非常に高い精度― イオンエンジンは順調ですか。

で行うことができたようですね。
津田

将来の探査のために技術を磨くという目的に加え、地球帰還の時にもこの方法を使うので、その練習という意味もあり、できるだけ高い精度でスイングバイさせる

ことにしました。狙ったポイントにどれだけテストをしていますか。

Delta-DORという新しい方式を使っているまでに3回、イオンエンジンを長い期間噴射します。すでに第1期、第2期の噴射― イオンエンジンの運転以外にはどんな

津田

4台のイオンエンジンすべてが非常に順調です。
「はやぶさ」の時は未経験の技術だったので、
イオンエンジンを安定的に動かすまでに3カ月くらいかかりましたが、「はやぶさ2」
では1カ月ですみました。
「はやぶさ」の経験が生きています。

測機器のチェックやデータ較正
（こうせい）を

JAXA's No.071

津田 リュウグウの表面から高度1kmま津田

小惑星のサンプルリターンは「はやぶさ」
が世界で最初に行いました。小惑星に行ってサンプルを採取し、地球に戻ってを使うと、「はやぶさ」
で問題になったリアク

かかりますから、そこから先は「はやぶさ2」なので、これをどんどん広げていかなけれします。
「はやぶさ」と同じように弾丸を発射の研究や資源としての利用のほか、最近で道上で試して非常にうまくいきました。
これ

ションホイールも温存できるし、姿勢制御用のスラスタの燃料も節約できます。今回のミッションにも間接的な貢献ができる技術です。

自動・自律システムでピンポイントのタッチダウンに挑戦― 第3期のイオンエンジン運転が終わるからリュウグウまで電波が届くのに20分

がすべて自分で考えて、狙った場所に着陸してサンプルを採取しますが、採取装置の先は小惑星の軌道を変えたり、破壊したりす― 3回目のタッチダウンでは、
リュウグウに衝突装置で人工クレーターを作り、そこに降りていきます。ピンポイントのタッチダ
津田

人工クレーターを作るということ自体新しい技術なので、技術的なチャレンジ

止めて、搭載カメラでリュウグウを撮影しという意味合いもあります。うまくいけば

運転の方向を最終調整します。イオンエンとができます。しかしそのためには人工クます。そのデータを使ってイオンエンジン

は地球に衝突する危険性のある小惑星か

プルを採取できる仕掛けになっています。

とか細かい岩石が引っかかり、
効率良くサン津田

イオンエンジンの運転が終了する

ばと思っています。
また、小惑星は惑星科学

ら地球を守るプラネタリー・プロテクション

ウンになりますね。

少し前、5月くらいに1度イオンエンジンを術です。私たちがせっかく切り拓いた世界

は歯車のようになっていて、接地した時に砂と、その後はどうなりますか。

小惑星の内部の新鮮な物質を採取するこという面でも注目されています。これからることも考えなければいけません。
「はやぶ

さ2」
の衝突装置がその意味でも貢献できればと思います。

―軌道上で、
今回のミッションに直接関係ない技術にも挑戦しているというお話でした。
将来の探査ミッションのために必要ですね。
津田

現在の日本では、惑星探査機を頻繁に打ち上げることは叶いません。
しかし、頻度が少ないからといって惑星探査のレベ

ジンの運転を終了するのは、リュウグウのレーターにできるだけ近い場所に降りなく

ルが低くていいわけではなく、技術を磨い（スラスタ）
を使って小惑星から20kmま下が必要とされます。

得られる貴重な太陽系空間飛行の機会を

約3000km手前です。次に化学エンジン―リュウグウに到着して、まず何をしますか。
津田

最初の2カ月ほどでリュウグウの地

形やどのような物質が分布しているかを調べて3次元地図をつくります。その次は、重力を計測することです。探査機をリュウグ

ウに自由落下させて、その落ちるスピードてはいけません。誤差数mという難しい降― 地球に帰ってくるのはいつ頃ですか。
津田

2019年11月か12月にリュウグウ

を出発し2020年11月か12月に地球に帰ってきます。到着1カ月ぐらい前までイておかなくてはいけません。
「はやぶさ2」で活かして、新しい技術をどんどん習得していかなければいけないと思うのです。それがあれば次の機会に、より高い挑戦ができると思います。

MASCOT

オンエンジンで誘導し、最後の1カ月は化

光学航法カメラ-望遠、広角（ONC-T, ONC-W1）

学エンジンで精密誘導し、1日以下になった時にカプセルを分離して

イオンエンジン

大気圏に再突入させます。

推進系スラスタ（12基）
中赤外カメラ
（TIR）から小惑星の重力ターゲットマーカ（5基）
MINERVA-Ⅱ

はやぶさ2

Kaバンド高利得アンテナ

す。高速のデータ通信が可能になりますが、「はやぶさ2」の質量(打ち上げ時)は609kgで「はXバンド低利得アンテナ

やぶさ」
から約100kg増加しました。
「はやぶさ」＞＞

海外の地上局を使わせてもらいます。そのがパラボラアンテナ1個だったのに対し、「 はや

表面を移動しながら観測を行うローバー。

から、私たちの腕を磨くために技術的なテス
ぶさ2」に新しく搭載したKaバンド通信系で

臼田宇宙空間観測所のアンテナが使えず、テストを行いました。それから「アップリンク・

トランスファー」という技術のテストです。
地球は自転していますから、
リュウグウに着いた「はやぶさ2」と24時間通信するには、海外の局から日本の局に通信を切り替えな

くてはなりません。これまでは切り替えに時Xバンド高利得アンテナ

ジン（スラスタ）の配管は2系統の独立性を強化し分離カメラ（DCAM3）

スタートラッカ（星を見るためのセンサ）
も1個か
ら2個になるなど冗長系の万全の対応となっている。ターゲットマーカは全部で5個。3回目のピン
入カプセルの中には大気圏再突入時の飛行環境を計測できる機能がついている。

MASCOT＞＞

衝突装置(SCI)

リュウグウに人工クレーターをつくる。

近赤外分光計（NIRS3）
再突入カプセル

光学航法カメラ-広角（ONC-W2）

MINERVA-Ⅱ

4種類の装置で観測を行うローバー。
ドイツとフランスが共同で開発をした。

スタートラッカ

レーザ高度計（LIDAR）+Y

サンプラホーン＞＞

太陽電池パネル

+X

衝突装置
（SCI）
MINERVA-II

ぶさ2」
はXバンドとKaバンドの平板アンテナ2個ている。リアクションホイールも3台から4台に。

+Z

Xバンド中利得アンテナに変更。
「はやぶさ」の教訓をいかし、化学エン

ポイントタッチダウンでは3個使用する予定。再突6― どのようにしてリュウグウのサンプルを採取しますか。

世界的に注目されています。
「はやぶさ2」

ミッションの意義をどうお考えですか。

くるという技術は、日本が優位性を持つ技

身がリュウグウの位置を計測しながら近づ

太陽の光の力を使った
姿勢制御方式も導入早い機会に行いたいと考えています。

― 小惑星の探査は今、いろいろな意味ででは地上から指令を出します。
しかし、地上いていくことになります。

「地球の裏側のテントウムシを狙う」
高精度のナビゲーション技術

決まってきます。タッチダウンは最大3回行

将来の日本の宇宙技術の発展に貢献するためににずっと技術開発をしてきました。それを軌で接近します。そこから先は「はやぶさ2」
自©JAXAてサンプルを採取する場所や全部で4台あ

＞＞

+Z
+X
+Y

©JAXA

サンプラホーン

弾丸射出方式でリュウグウの表面から試料を回収する装置。

7
JAXA's No.071

金井宣茂宇宙飛行士の国際宇宙ス
テーション（ISS）長期滞在ミッションが始まりました。今回、地上の運用管制
さ こ う だ い ちらなる飛躍に向けた10周年を金井さんとともに迎えたいと思っています。

な か む ら だ い ちチームでは、佐孝大地、中村大地の両
フライトディレクタ（FD）がミッションの指揮をとります。
“ダブル大地”と呼ばれる両FDに加え、神吉誠志運用

中村大地FD（以下中村）新世代宇宙飛行士と呼ばれる油井亀美也さん、大西卓哉さん
がミッションを終え、金井さんは、アンカーの役割を担います。今回は宇宙飛行士、運用

管制チームが積み重ねた経験が最大限に管制官、関川知里運用管制官の4名活かされたミッションになると思います。

に、金井ミッションと運用管制チーム

佐孝 金井さんは、古川聡さん以来、日本人の仕事について聞きました。

としては久しぶりの医師出身の宇宙飛行士

取材・文：井上 晋です。医師としての経験を活かし、宇宙での生活や身体の変化などを分かりやすく伝えてくれることを期待しています。

― FDとして、具体的にどのようなかたちで医師出身の立場を活かして行われる実験の数々―“ダブル大地 ”のおふたりが担当FDを務める金井宇宙飛行士の
「きぼう」
での

ミッションがいよいよスタートしました。

佐孝大地FD（以下佐孝） まず今回、金井さんがISSに滞在中の2018年3月に、筑波

金井さんをサポートしていくのでしょうか。
中村

金井さんはJAXAのミッション以外にを通じて金井さんが訓練でどのようにインストラクタから教わり、身につけているかが分かりましたので、それを踏まえて、実際に軌道上で作業をするときに金井さんが一番なところは瞬時に拾い上げて全体をコントことを把握することが欠かせません。そのた備を進めています。ISSからの超小型衛星のチームのメンバーや金井さん、NASAをはじ合と比べて、ロケットの打ち上げ条件（振動やけています。また、私自身もともと実験運用ロールしていきたいと考えています。
中村

私はFDになる前は、「きぼう」の熱・

環境・実験支援系を担当するFLATという運用管制チームに所属していました。管制官

はスペシャリストの集まりですから、各専門分野の担当に任せることは任せ、まとめる、優先順位を付ける、判断するところはする、

題が起こったときには、FDとして各チームと生命を脅かす可能性があり、通常よりもストレスがかかります。JAXA以外の作業にも目を配

宇宙センターで「きぼう」の運用を開始してにとって、一つの区切りとなりますので、さを減らせるようにサポートしたいですね。

とで、精神的にも物理的にもできるだけ負担ての仕事として大切だと思います。何か問協働しつつ、方向性を決めていくことはもちろんですが、より円滑にタスクを進めることができるように心がけています。

佐孝 今回のミッションを通じ全体をマネジメントする上で、お互いを理解し、考えている

ISS と 地上をつなぐ＜＜「J-FLIGHT」
JAXA Flight Director バッジ

接話す機会を大切にしたいと思っています。
― 今回のミッションでは、どのような実験を行うのですか。

＜＜
かみよし せ い じ

神吉 誠志

有人宇宙技術部門
宇宙飛行士・運用管制ユニット
主任研究開発員
なかむら だ い ち

中村 大地

有人宇宙技術部門
宇宙飛行士・運用管制ユニット
研究開発員
JAXAフライトディレクタ（J-FLIGHT）
さこう だいち佐孝 大地

有人宇宙技術部門
宇宙飛行士・運用管制ユニット
研究開発員
JAXAフライトディレクタ（J-FLIGHT）
せきがわ ち さ と

関川 知里

有人宇宙技術部門
宇宙飛行士・運用管制ユニット
研究開発員

JAXA's No.071
撮影：八幡宏行して進められる複数のミッションを達成させるためにより広い視野を持つことが求め音響など）
や打ち上げ時期に左右されることられます。チームとしてのパフォーマンスをで打ち上げ条件が緩和され、輸送機会も多メンバーとコミュニケーションを図ることをがなく、各国の補給機が利用できるという点いので、初めて人工衛星を打ち上げるアジア
やアフリカの国から参入が増えている状況

最 大 限に発 揮できるよう普 段からチーム心掛けていきたいですね。
関川

しています。JAXAの得意分野であるタンパ

放出を目指したいと思います。

ションに貢献しつつ、ダブル大地のおふたりををキーメッセージに、多数の宇宙実験を予定

ク質の結晶生成実験もその一つです。金井さんがサンプルの入ったカートリッジを操作して結晶化を開始させた後で装置にセット
し、地上からモニターしながら装置を一定環

事前に十分な準備をすることで、確実な衛星― 関川さんは、金井ミッションでどのようなことを担当しているのですか。

関川知里管制官（以下関川） 私はCANSEI

境に維持します。このほか宇宙飛行士が被と呼ばれる電気通信系を担うチームです。

社会に向けた宇宙医学やライフサイエンス「Intができ、金井さんの相棒となるカメラ

験者となって行う医学実験など、健康長寿

中村

船内でドローンのように自由に動かすことBall」の遠隔操作もCANSEIが担当しています。これまで「きぼう」
での実験の様子など

私もCANSEIの一員として、電力や通信の管理といったベースになる部分でミッ

はじめとする先輩をお手本にしながら、FDになるために学んでいければと思っています。

まずはCANSEIの仲間と一緒に、しっかり運用を支えることが最優先です。その中で、Int-

Ballの操作も含め、金井さんのミッションを思いやるようなお手伝いをしながら、自分の将来を見据える機会にもしたいと思います。

神吉 私も金井さんミッションの機会を活かを撮影する場合は宇宙飛行士がカメラを準して先輩FDから多くのことを学び、次世代場所を指定したり、途中でアングルを変えた

めたいと思います。

公募して提案された物理実験を行います。

し直していました。Int-Ballを使うことで、

中村

力としても重要なミッションです。提案者が操作できますので、ユーザ要求に柔軟な対応

健康長寿以外に注目していただき

たい実験は「Asian Try Zero-G」です。

運用管制室に来て実験に立ち会うことも検左からションの達成が最も大事ですが、FDでは並です。起こりうるあらゆるトラブルを想定して次世代の人材育成に貢献するなど、国際協第54次/55次長期滞在
ミッション ロゴマーク

放出は、大型衛星との相乗りで打ち上げる場

佐孝 「健康長寿のヒントは宇宙にある。」の学生や若手科学者/若手エンジニアから©JAXA

撮影：八幡宏めとした各運用管制センターのFDとは、直日本を含めたアジア・環太平洋地域の各国

金井ミッションを支える運用管制チーム

撮影：八幡宏めにも、長期滞在中のミッションに関連する研究などが準備されています。

8

©JAXA

しつつ、各部署からの情報については大事を行います。そのなかでも、例えば、船外活動のような作業は一歩間違えば宇宙飛行士の©JAXA/NASA

チームに所属していたので、その強みを活かというメリハリがインクリメント担当FDとしど、
フライトエンジニアとしてさまざまな仕事©JAXA/NASA「きぼう」のJ-SSODから放出される「BIRDS」 「きぼう」
船内実験室でのInt-Ball（JEM自律移動型船内カメラ）。
プ ロジェクトの 超 小 型 衛 星（ C u b e S a t
ISSでのInt-Ballの映像はインターネット「Int-Ballだより」
で公開中。
「きぼう」
船内実験室のモックアップで訓練を行う
タイプ ）。写 真 は2 0 1 7 年７月の「 B R A C ［Int-BallだよりVol.6］
金井宣茂宇宙飛行士。運用管制チームとの連携
http://iss.jaxa.jp/kiboexp/news/171017_int_ball.html
Onnesha」（ バングラデシュ）、「 Nigeria
でミッションに挑む。
Edusat1」（ナイジェリア）放出時。

分かりやすいように情報を伝えるよう心がも、ISSの宇宙飛行士としてNASAやESAな

り、先行してスケジュールをうまく調整するこ

10周年を迎えます。日本の有人宇宙開発

佐孝 私は、金井さんの訓練に帯同したのですが、インストラクタとのコミュニケーション

討されています。より多くの若い人に、宇宙や科学への興味を高めてほしいですね。
佐孝

この他 、小 型 衛 星 放 出 機 構（ J E M

Small Satellite Orbital Deployer:

J-SSOD）による超小型衛星の放出も行う備しており、地上にいる研究者などが見たい

い場合、宇宙飛行士が実験を中断してセット
宇宙飛行士に代わって地上の運用管制官がができるだけでなく、宇宙飛行士の負担を減らすことができます。地上の管制官はちょっと大変ですが(笑)、がんばります！

FDを目指して訓練開始！
― 神吉さんも、関川さんも、将来はFDをのFDとして良いバトンを受け継げるよう努

金井さんはかなり忙しくなるとは思いますが、ぜひミッションを楽しんでほしいですね。そういう舞台を整えるのもFDの役目だと思っています。
佐孝

金井さんが油井さん、大西さんから

新世代宇宙飛行士としてのタスキを受け継いできたように、私たちも先輩FDからさまざ

まな経験と運用技術を受け継いできました。
金井さんがゴールしたら、次は野口宇宙飛予定です。
「きぼう」のエアロックから船外に目指していると伺いました。

衛星をエアロックに取り付ける作業は、宇始めています。KIBOTTでは担当するミッボットアームの操作は、筑波の運用管制室

野口聡一宇宙飛行士 3回目の宇宙へ！

搬出し、ロボットアームを使って放出します。
宙飛行士が担当し、「きぼう」
エアロックとロで、ロボティクス・構造・機構系を担当する
KIBOTTというチームが行います。

― KIBOTTのメンバーである神吉さんは、

J-SSODによる衛星放出に関わるわけですね。
神吉誠志管制官（以下神吉） 手順書作成やNASAとの調整、シミュレータを使った検証など、安全に放出するために数カ月かけて準

神吉

はい、2017年11月からFD訓練を行士にタスキをつなぐことになります。私たちも神吉さん、関川さんへよいバトンが渡せるようにしっかりとがんばりたいですね。

野口聡一宇宙飛行士が、2019年終わり頃から約半年間、長期滞在搭乗員としてISSに滞在することが決定しました。野口宇宙飛行士は、2005年7月、ミッションスペ
シャリストとしてスペースシャトルの飛行再開ミッションに搭乗。2009年12月、JAXA
宇宙飛行士としてはじめてソユーズ宇宙船に搭乗し、フライトエンジニアとしてISSに
161日間滞在しており、今回が3回目の宇宙飛行となります。

9
JAXA's No.071©JAXA

S mart L anderf o r

I n vestigating M oon

日本 の 独自技術 でピンポイント の 月 着 陸 を 実 現 す る－小型月着陸実証機「 S L I M 」の開発に迫る－します。
この方法の利点は、衝撃を吸収する

ためにどのくらいの空隙率にしたらよいかを実験しながら作ることができることです。

― 月面といっても、砂（レゴリス）に覆われた平地もあれば、岩石がごろごろしている場所もあります。また、斜面に着陸する必要もあるかもしれませんね。それによって、空隙率や脚の形状は違ってくるのではないですか。
坂井

そのあたりはいろいろなシミュレー

ションをするという形で調べているところです。

― この 方 法 は将 来 の 大 型 の 探 査 機 、

さらに有人の月着陸機などにも応用可能でしょうか。
坂井

将来の月惑星探査で重要な技術の一つが可能性はもちろんあると思います。

SLIMではいろいろなチャレンジをしていま

重力天体への精度の高い着陸です。
SLIM(Smart Lander for Investigating Moon)は、

すが、脚もそのうちの一つです。

このピンポイント着陸技術を実証するための画像照合技術で自ら着陸地点を判断する

小型月着陸実証機です。
日本独自の技術の獲得を目指して
坂井真一郎プロジェクトマネージャに聞きました。

ます。
坂井

探査機を月に着陸させる場合、
これまでは地上から探査機の軌道を決定し、降取材・文：寺門 和夫（科学ジャーナリスト）©JAXA― SLIM（小型月着陸実証機）の目指す

ところは何ですか。
坂井

SLIMが目的としているものは大きく二つあります。第1は、月などの重力のある天体にピンポイント着陸する技術を実証することです。具体的には、狙ったところに100mぐらいの誤差で着陸することを目指しています。第2は、そのピンポイント着陸

技術の実証をなるべく小型で軽量な探査機で実現することです。

― 重力天体への着陸は、技術的にどこが難しいのでしょうか。
坂井

重力に対抗しながら降りていかなくてはならないので、いかにエンジンに大きな推力を発生させ、それを制御するかが大事になります。エンジンの細かい制御はパルス燃焼という方式で行います。メイン

10
JAXA's No.071

少し噴いては止め、また少し噴いて止めということをして推力の調整をするのです。
効率すなわち燃費が良く、大推力で、さらにパルス燃焼が可能というエンジンはそれほどありません。私たちは今、金星探査機「あかつき」のエンジンをベースにそのようなエンジンを開発しています。

― 推進剤を入れるタンクにはどんな工夫をしていますか。
坂井

SLIM全体の重量の中で、推進剤はかなりの部分を占めることになります。
小型軽量に作ることがSLIMの大きな目的になっていますので、タンクそのものを軽量化するために、「 一体型タンク」という方式をとります。燃料と酸化剤のタンクを別々にするのではなく、一つの大きなタンクの中で部屋が分かれていて、そこに燃料と酸化剤が入るという方式を取ろうとしています。

― 海外の探査機も含め、一体型タンクというのは、これまでなかったのではないですか。
坂井

多分、はじめての試みではないかと思います。

― 月面への着地はどのような方式で行

いますか。
坂井

坂井

アポロ宇宙船やこれまで月に着陸した探査機では関節型の脚が採用されていますが、SLIMでは衝撃を吸収する材料を使った新しい方式の脚を開発しています。
空隙の多いアルミ材で脚をつくり、着地の際にそれが変形することで、着地の衝撃を吸収し、安全に着陸するという方法です。
脚をスポンジのような金属で作ることによって軽量化を図ることができます。

― これも世界で初の試みですね。そのような部材をどうやって作るのでしょうか。

坂井 3Dプリンターを使って三次元造形を

重力天体の場合、画像を使って探査機の位置が分かったとしても、地上から指示を出しながら目標点に向かって降下させる時間的余裕はありません。探査機が自律的に判断をして降りて行く必要があります。

どのようにメインエンジンを噴いて目標点に着陸するかという制御に関しても、いろいの開発の一つのポイントになっています。

ションを考えた場合、日本がピンポイント

ドが完成しました。SLIMの着陸実験にこあると思いますが、いかがですか。

に、月や火星表面を模擬した実験フィールの実験フィールドを使いますか。
坂井

その 予 定です。環 境 の 安 定したはJAXAの月周回衛星
「かぐや」
の地形カメ

ラのデータです。また、
アメリカのLROという周回衛星のデータも用います。これらの探査機の画像の精度からして、約100mの精度での着陸が可能と考えています。

―自分が撮影した画像から、月面のどこの上を飛んでいるのかを知ることができる

わけですね。これは難しい技術なのでしょうか。
坂井

この画像照合という技術自体は、

現在、車の自動運転などさまざまな分野で研究が進んでいます。ただし探査機の場合には、地上のシステムと比べて使えるコン

ピュータの能力が大幅に異なります。限られた計算能力しかない探査機上でこの機能を実現できるアルゴリズムは、私たちが長年研究してきた成果だと思っています。

いっても、オリジナリティのある技術を持っポイントで着陸できるという実績を持って(18ｍ×22.5ｍ)のものはこれまでありまするのがいいのかを検討しているところです。

せん。きちんと月に降りられる、
しかもピンいることはとても重要ではないでしょうか。
― SLIMがピンポイント着陸に挑戦するオリジナリティある技術で国際協力に貢献する― SLIMのチームは皆さん若いですね。

チームの雰囲気はどんな感じですか。

術的な課題がたくさんあるので、皆が一丸をとります。クレーター地図のもととなるのその通りだと思います。国際協力とせんでした。どういう模型を落として実験

そこでSLIMでは、探査機自体が月面のクを知り、目的の場所に着陸するという方法

坂井ていないと、海外と渡り合うことはできまですが、若い人の場合は、難しい方がやる

いるクレーター地図と照合して自分の位置

着陸の技術を持つことは、非常に意味が屋内の実験フィールドであれだけの規模

確に知るのには限界があり、高い精度で目レーターを写真に撮り、それを自分の持って― 今 後 の 国 際 協 力による月 探 査ミッ― 相模原キャンパスの宇宙探査実験棟

坂井 とてもいいのではないかと思います。

的の場所に着陸させることが困難でした。

©池下章裕

ろと新しい技術を使っており、これもSLIM

りるタイミングを決めていました。
しかし、月を周回する探査機の軌道を地上から正エンジンをずっと噴き続けるのではなく、精度で着陸させるのですか。

― ピンポイント着陸の方法について伺い

開発の進むSLIMについて

誤差100ｍのピンポイント着陸を目指す― そこから先はどうやって、100mの月面に着陸するSLIMの想像図。実際の着陸方法については現在いくつかの方式が検討されている。

意味がそこにあるわけですね。

坂井 はい。宇宙開発においては、
ミッションを確実に成功させることが求められます
が、一方、失敗しないものばかりをやっていたのでは、イノベーションは起こりません。
探査も科学も、常にどこかで挑戦をしていかなければいけません。バランスをとりながSLIMは非常にチャレンジングなミッションら、いかにして挑戦的なことをしていく

気が出るのではないかと思っています。技のではないかと思っています。

かが、これから特に大事になるになって取り組んでいます。

― JAXAでは以前、
「かぐや」
の後継機と

してSELENE-Bが検討されていました。
SLIMにはこうしたレガシーが生かされて

いますか。
坂井

さ か い しんいちろう

坂井 真一郎

宇宙科学研究所
SLIMプロジェクトマネージャ
宇宙機応用工学研究系准教授

SELENE-Bは月着陸を目指す大型の探査機によるミッションでしたが、残念ながら実現には至りませんでした。しかし、その提案に含まれていたピンポイント着陸の技術を小型の探査機で実証するのがSLIMです。ピンポイント着陸のコアの技術

は、まさにSELENE-Bの頃から始まったもの

なのです。

©JAXA

information2018年2月28日～3月3日

第２回 国際宇宙探査フォーラム (ISEF2) 開催！
産業界向け、若者向けのサイドイベントも！

URL http://www.isef2.jp/jp/
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JAXA's No.071

ISS計画の開発中の次世代水再生シス
テムはISSで使用している現行のNASAの装置の1/4のサイズに小型化する。写真は実証モデル。

い と う つよし

伊藤 剛

月・惑星探査に向けた日本独自の技術

ECLSS

有人宇宙技術部門
有人宇宙技術センター
技術領域主幹廃液

で、たいへん苦労しました。実現できたの― ISSなど有人宇宙活動での水や空気の再生技術とはどのようなものですか？
伊藤

現在ISSで運用されているのは、水き、飲用可能なレベルにまで浄化する技術です。現在実証を進めているシステムでは、再生率85％以上という高効率と、従来の約電気透析装置― 排出CO 2から水と酸素を作り、メタンが残るのですね。

です。コンパクト性や省エネルギー性、消耗品の少なさやメンテナンス性の良さ、さらに多くの工業製品で勝ち得ているメイド・イン・らは、民間の企業の力をお借りしていくこと処理しきれないCO 2を排出します。含まれして、強くアピールしていきたいと思います。

が重要だと思います。

る酸素も捨てざるを得ないわけです。そこ
で、生成したメタンを炭素と水素に分解し、この水素も反応に使う方式を開発していさらにいま再生率90％を目指します。CO 2 吸着回収からサバティエ反応、ていますが、それでも10％の汚水が残り水の電気分解、メタンの分解といった処理― 将来の有人火星ミッションなどでもキー技術となりますね。地上での水再生などにも応用可能でしょうか？
伊藤

宇宙で必要とされる、尿を再生してます。この汚 水からもさらに水を取り出全部を行い、完全にCO2を捨てずに酸素を飲み水にするような高度な水再生が地上すことで、システム全体での効率98％達再生するシステムになります。

で必要になるケースはまれですが、災害時― 技術的なポイントはどこにあるのでしょうか？

など極限状況での活用はあり得るかもしれません。今後、技術開発が進んでコスト低減が 進めば 、この技術がで食品から水分を取りのぞくのに使われ伊藤

サバティエ反応には大きなエネル

貢献できる局面が 増えてる方法です。

ギーが必要なのですが、適切な触媒で高くる可能性はあります。

― 水分を取りのぞくのではなく回収して利用する。発想の転換ですね。いつ頃実用化されるのでしょうか。

効率化できます。例えばNASAの取り組み
では反応温度は600℃ほどですが、いま日本ではこれを約200℃まで下げる試みを― 最後に、夢をお聞
かせ下さい。

行っています。またメタン分解も通常では

伊藤

活では水の使用制限が現在の宇宙生

1000℃以上の高温が必要ですが、やはり触媒により約500℃で反応させる方法を開非常に厳しいですが、私

年度には、現実的にシステムに組み込める

発しています。日本のお家芸ともいえる高どもが試みている処理が完

フリーズドライでさらに高効率化

ECLSSで、私たちの取り組みもこれを目指

環 境 制 御・生 命 維 持システム（ E C L S S：

しています。2018～19年頃までには地上

Environmental Control and Life

レベルでの技 術として完 成させるべく、

伊藤 さらにこのシステムは、消耗品がな

Support System）と呼びます。生命維持研究開発を進めています。

くメンテナンスフリーである点も特徴です。

― 活動空間も電力も貴重な宇宙では、小ささや消費電力の低さも重要ですね。

一種のフィルターであるイオン交換樹脂膜

現在のISSでは宇宙飛行士の貴重な作業時間を割いてトイレのメンテ
ナンスを行わなくてならない。

©JAXA/NASA

験機が完成しました。2018年度か2019によって完全に循環・供給するクローズド

どのような点でしょうか？

処理水

伊藤 この1〜2年で技術として確立し、試や空 気（ 酸 素 ）を作るしくみを、まとめて呼気として排気される二酸化炭素（CO 2）

電気分解（空気中から凝縮水として回収）

1の省エネルギー性を実現しています。

とした環 境 制 御と、生 活に不 可 欠 な 水

飛行士の体から排出される水の再生と、

回収水

汗

処理水
水再生
排水

4分の1のコンパクト化や消費電力約2分の的な究極の目標は必要な水や空気を再生― 開発中のシステムの技術的な特徴は

水回収装置

ジャパンの高い信頼性をセールスポイントと

空中で水分だけを水蒸気として回収する

エアコン ディショナーをはじめには大きく二つの柱があり、使用した水やイオン交換

伊藤 サバティエ反応はISSで実証が進ん成を狙っています。技術としては、低温真るオープンECLSSで、当面の課題は再生率を高めて補給量を減らすことです。将来

酸

水 再生システム

宇宙トイレ

食品廃棄物

生成水

CO₂ 還元（サバティエ反応）

でいますが、実際には水素が足りないので

伊藤

©JAXA

伊藤

処理水

CO₂

CH₄

技術力によるところが大きいです。これか― 当面の課題はありますか？

取材・文：山村 紳一郎(サイエンスライター)や酸素を少しずつ地上から運搬・補給す

電気透析

炭素

パートナーシップを組んだ栗田工業さんのフリーズドライで、インスタント味噌汁などているのですか？

CO₂
回収

微量有害
ガス除去

飲料水

宇宙空間できわめて貴重な水や空気。
その再生技術は国際宇宙ステーション（ISS）
での活動はもちろん、月惑星有人探査ミッション
実現のカギとなる最重要課題の一つです。
いま、長期間・安定的に利用できる
日本独自のシステムの開発が、急ピッチで進められています。
有人宇宙技術センターの
伊藤剛技術領域主幹に話を聞きました。

独自技術で開発H₂

廃棄物 処理システム

尿廃棄CH₄ 分解

生成水

©JAXA

濃縮水

は、2011年に共同研究契約を締結して― 新しいシステムはどんな方向を目指し

CO₂
微量代謝
ガス

アルカリ

Environmental Control andLife Support System

革新的な水再生システムを

気液
分離膜

電気分解

H₂

酸素製造

酸・アルカリ水

その先へ

イオン交換

空気 再生システム

O₂

水素
二酸化炭素

次世代水再生実証システムの処理方式（システムフロー）尿完全再生型環境制御・生命維持システムの仕組み

ような実用装置として仕上げていきたいと度な触媒技術で、高効率の空気再生システ

全にできれば、食べ物に含まれ考えています。

ムを実現できる。非常に難しい課題ではある水が人間を通じて回収される分だりますが、ようやく実用化に近づいてきたとけ水が増えます。このような技術によって、CO 2から水と酸素を作り出す― 生命維持システムのもう一つの柱である空気再生はどのようなしくみでしょう？

も併用していますが、この再生もシステム

伊藤内で自己完結する処理方式としているんとが基本ですが、問題はそのCO 2の処理

呼気として出るCO2を取りのぞくこいえます。

水がふんだんに使える宇宙生活環境を作るのが夢です。将来に実現する宇宙観光旅

水がふんだんに使える環境を作る― 将来的にどのような形で使われる可能性がありますか？

行では、重要なことだと思います。また、使いづらいといわれる宇宙ステーションのトイ
レも快適にしたいです。無重量状態のトイ
レには地上での介護のための排泄処理技術が参考になるかもしれません。
トイレ掃除を処理する空気の再生です。ISSの日本実

伊藤 水再生システムでの第一の特徴は、
日です。このシステムは2018年から軌道上です。現在私たちが取り組んでいるのは、

伊藤 直近の展望として、
2022〜2023年

験棟
「きぼう」
では環境制御は実現してい本で開発した高温高圧電気分解方式です。

での実証を予定しています。

CO 2に水素(H 2 )を結合させて水とメタン

頃からの建設開始が想定されている月周動時間が増やせ、
ミッションの成果につますが、生命維持はISS本体に依存していこれは回収した尿に、250℃の高温と７メガ(CH4)を生成するサバティエ反応を用いた

回軌道上の宇宙ステーションへのECLSS提ながるでしょう。水・空気再生からトイます。日本の独自技術で従来より高度なシパスカル（地表大気圧の約70倍）の高圧をシステムです。反応で生成した水を電気分供があります。環境制御・生命維持は有人でレまでの総合的な「次世代ECLSS」

ステムを新たに開発し、導入しようというかけたうえで特殊な電極で電気を通します。

解して酸素を生成し、一方の水素をまた反の宇宙活動の根幹ですから、国際共同の宇が、宇宙活動推進の大きな力にのが今の取り組みです。

含まれている有機成分を分解して取りのぞ

応に利用するわけです。

宙開発に日本が大きく貢献する新しい機会なると考えています。

12
JAXA's No.071― ここまできたポイントはどこにあるといえるでしょうか。
伊藤

難しかったのは電極の材質や構造の手間が減らせられれば宇宙飛行士の活

13
JAXA's No.071

2030年までに持続可能な社会を実現するために、(GSMaP）
を作成して災害対策に取り組んでいることなど、日本の科学技術によるSDGsが示すさまざまな目標・行動指針。

SDGsへの貢献を、国連のSTI（科学技術

その中で今、JAXAにできること、すべきことは何か。

聞き手

おき たいかん沖 大幹

国連大学の沖大幹上級副学長に

お

の

だ

いたという話も伺いました。

まさみ

小野田 勝美国際連合大学 上級副学長
国際連合 事務次長補

伺いました。

イノベーション）フォーラムの議長も認めて調査国際部国際課 主任

沖

途 上 国 は 先 進 国 からの 投 資 が 欲しい。ただ 、資 金は限られているので 、

文：井上 晋イノベーションが必要です。例えばJAXAのGSMaPは一つのイノベーションだった
降っているかがいつでもどこでも手元のスマホで見ることができる。すごいことだと思いませんか。果敢に挑戦して天下を取りにいこうとすることが大事だと思います。

SDGs達成に向けて
JAXAが果たす役割とは期待される
JAXA全体での取り組み

を示して、それぞれの人が自分の得意分野

から取り組めるようにしたものがSDGsだと思っていただければよいと思います。

をもっと押し出し、これこそ追究する価値があると提案するくらいの迫力があっていいのではないでしょうか。

SDGs達成に生かすべき
JAXAの強みとは
小野田

©JAXA

です。JAXAの事業を他の分野で活かせならず、人口の拡大スピードより都市の拡大

いか、あるいは宇宙空間の有効利用、平和

メディアで取り上げられ、各企業の取り組ています。
「だいち2号」（ ALOS-2）などをのかを考えていただくのがいいと思います。

した。今日は、SDGs達成に向け、JAXAに（GSMaP）
を用いた洪水予測、そして「し小野田

いと思います。まず「SDGs」とは何かにつの観測です。JAXAには宇宙ステーション

います」と、個別の分野に収めてしまうと、みについても紹介されるようになってきま

よる貢献の可能性についてお話を伺いた

J A XAでは日本のSDG s 実 施

用いた森林の把握、衛星全球降水マップ

きさい」(GCOM-C)などによる大気汚染

利用を一歩推し進めて、それが人類社会の発展、幸福の追求にどのように貢献できる

確かに「JAXAの事業は、こういう部分(例えば森林保護や防災)で役立っていて教えていただけますでしょうか。

や探査技術などがあります。宇宙教育活沖 大幹（以下 沖） 2015年9月に開かれています。そうした中で、宇宙活動によってがしますね。

ミット」
で、「持続可能な開発のための2030

ないかと感じています。

沖

その中で示された17の目標と169のター沖

私たちはどのような社会に住みたいと思っ

思っています。国と民間の中間に位置するた国連総会の「持続可能な開発のためのサアジェンダ」
が採択されました。SDGsとは、ゲットから成る行動指針です。2030年にているのか、
その実現に向けて国際社会は何に取り組むべきかについて包括的に話し合われ、SDGsには、基本的にそのすべてが取り込まれています。すべての人にとって“wellbeing（よりよく生きること）”
が増進

動も実施しており、たくさんの女性も働い

SDGsに貢献できることがまだあるのでは

私 は 、政 府 だけではなく企 業 にもダムの操作や堤防作りに活かしたり、氾濫

データを用いることができるのか、さらに地球観測データを用いた課題解決の事例をまとめたレポートも出ています。

沖 リソースは限られていますので、戦略も、SDGsにとって大きな鍵となります。そ小野田 この11月にインドで開催された、森林伐採についてもそうです。10、20年を役立てられないかを、ぜひ考えていただ

議）でもSDGsについて宇宙機関長が議は思っています。それをいかにモニタリン

JAXAがオーガナイズしてSDGsのパネル

そのためには自分たちがアクティブなプいう情報や知識を流して使ってもらうのか

うした場面にもJAXAの技術やミッション

APRSAF（アジア・太平洋地域宇宙機関会ません。
「人類が月に行くのはうれしいことに組織全体の本業として取り組んでいただ

どうなっているのだろうか」。そういう、新していけるといいですね。最近は宇宙産業への関心が高まっています。
沖

SDGsは、民間企業がビジネスとし歓迎しています。宇宙の民間利用によっの 平 和 利 用に繋 がるという発 想です。
後に森林減少は止まる可能性があると私きたいですね。

論しました。また、IAC（国際宇宙会議）
で、

小野田

ディスカッションを行ったところ、多くの聴レーヤーになることです。JAXAにはぜひ

JAXAがリードしていると認識してもらえま

いと思います。そして、もちろんSDGsのJAXAがいろいろな分野でSDGsした。

が「企業の本流」
として取り組むビジネスの企業と提携して何か動きを起こして収益を上げることも、持続可能な宇宙ります。そしてモニタリングの結果を世界れるということは、すでに私たちも気づい

ご飯を食べることも健康も大事だけれど、

小野田

中でどんどん使ってもらうのです。

が何らかの携帯電話を使えるようになっ行くこと、宇宙探査が人類にとってどのよSocial Responsibility：企業の社会的責思います。

ているそうです。こうした情報基盤にどう衆も集まり、非常に議論も盛り上がって、

超えた、CSV（Value のV）ということです。

のシミュレーションをするなど、この分野ではまだ世界と勝負できる可能性が高いとて世 界 的な課 題 解 決に取り組むことをは、
この指標のモニタリングをし続けなけに取り組んでいるということをきちんと説

そのアイディアを広く共有していただいた

報を農業分野／食料生産と結びつけたり、ればならないというのはよい理由づけになのセンサーによるモニタリングは継続しのは、人工衛星のおかげです。通信機能も明すると、どの国の人もすぐに分かってく沖

きたいのです。
「20年後にはJAXAはこういのどのインディケーター(指標)に地球観測の結びつきがあります。GEOでは、SDGs

そうです。今や世界で50億から60億の人ほうがいいかもしれません。つまり、CSRを任）と異なり、SDGsは経営企画を担う部署

けでなく、ほぼ実時間で得られる水循環情

その意味でJAXAは、ロケットのユー

ザーを増やすだけではなく、人間が宇宙に沖 そうですね。洪水の情報を提供するだ（地球観測に関する政府間会合）などとたい。この衛星のミッション継続のために

JAXAもそうです。利益の一部を社会に還元するものと捉えがちなCSR（Corporate（国連宇宙空間平和利用委員会）
や、GEO

はどのように進めたら良いでしょうか。

スピードが大きいことが的確に判断できるています。

めにすべきことを、さまざまな分野の切り口

JAXA's No.071

見失われてしまうのではないかという感じ

その点ではJAXAはCOPUOS

それでは具体的な話をすると、SDGsの目標6である、水の分野についても大切です。経営企画的にJAXAとしてこうな価値があるのかを、
もっと深く追究してヒントです。その意味で、JAXAでも、SDGs

14

世界の人が集まって決めたことの本質が

小野田

小野田

テージです。森林や大気汚染監視にとどま

S D G sに積 極 的に取り組 んでほしいとするためには、貧困、食料供給、健康など、多くの解決すべき問題があります。そのた

公的な立場にあるJAXAが、地球全体を見守ることができるのは大きなアドバン

小野田

方針に則り、3つのプロジェクトを登録し沖う活動で社会を良くしています」
という目標

を設定し、
そのためにSDGsを使うべきなの

小野田勝美（以下 小野田） 「SDGs（ 持続可能な開発目標）」について、日本でも国連のお立場から、JAXAにはどのようなことを期待されますか？

ピールにはなる。国際的な評価を得ていくことが大事です。

JAXAがSDGsの技術指標の進捗状

況を、責任を持ってモニタリングしますとい沖

そのモメンタムを失わないように、

SDGsのミッションに常に取り組む姿勢を見せ続けることが大事です。

う約束が一つでも二つでもできるとかな

グして情報を世界中に発信していくか。

SDGsをリードしていく存在になってほし
16番目に peace が、17番目に global
partnership とあるように、世界中の人

間・社会と地球環境全体を考えていくことが大切です。
小野田

これから将 来のJ A X Aの活 動

目標や計画を定めていこうとする中で、知的な満足感を得ることも人間には欠かせり大きな強みになると思います。技術指標だ」「 火星を探索したい」「 海王星の表面はきることを提言するくらいの勢いが欲しい

提携しリードし貢献するりました。国連とも協力して、ぜひそうした

い価値を創造するための基礎科学の役割

続けることによって貢献しているというア

小野田 人工衛星で衛星全球降水マップ

今日はどうもありがとうございました。

に含まれていなくても、衛星を活用してでですね。時間がかかるかもしれませんが、SDGsに取り組んでいく必要性がよくわか

方向性を打ち出していきたいと思います。

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JAXA's No.071

Sustainable Development Goalsと思います。現在、どこでどのくらい雨が塗装型リブレット

塗 料 で 空 気 抵 抗 を 減 ら し た い

FINEの 挑戦
Flight Investigation of skiN-friction reducing Eco-coating〈 表面摩擦抵抗低減コーティング技術の飛行実証 〉

ピトーレイク燃費向上につながります。特に、空気抵抗の中でも大きな割合を占める、機体の表面

摩擦抵抗を減らすことができれば、燃費は大きく向上します。そのための一つの方法

がリブレットです。リブレットとは、表面に0.1～0.2mm幅の微細な溝を設けた構造のこと。
「サメの皮 膚が 表 面 摩 擦 抵 抗を減らすことは、1970年代から知られていました。リブレットは、鮫肌を摸したものなのです」（栗田主任研究開発員）。空気や水の

速い流れの中に、鮫肌のような表面に溝を©JAXAつけた構造があると、速い流れは溝の突起▲リブレット塗装した「飛翔」。

部分にだけ当たるようになって、結果的に表面摩擦抵抗が減るのです。

塗装型リブレット

鮫肌から考えられたリブレットは、ヨー

ロッパで研究が進められ、
リブレットを設けたフィルムを機体全体に貼り付け、燃費の◀︎塗装型リブレットを施工した状態で飛行する実験用
航空機
「飛翔」
の様子。

変化を計測する試験が行われました。この試験では、リブレットによる表面摩擦抵抗を５～７％低減させ、燃料費を約２％削減する
ことができました。
２％というと小さい数字©JAXAのように思えますが、年間2000億円程度の燃料費を払っている航空会社にとっては40億円もの節約になるのです。

なので、重量は既存の塗料とほとんど変わりません。

このJAXAのリブレット技術を向上させ、実用化を促進させるための実証が「表面性）の不足や剥離の可能性
（耐久性）
の問題

（FINE）」
試験なのです。

く り た みつる

は、耐候性や耐久性に関して一つ一つ安全基準がクリアできることを証明していかな

航空技術部門
次世代航空イノベーションハブ
航空機システム研究チーム
主任研究開発員ければなりません。
また、フィルムを貼ること©JAXA

で機体の重量が増加すれば、燃費向上の足かせになりますし、フィルムを貼る加工や整備の作業コストも大きくなります。

燃料費の高騰や環境への配慮などかだけでリブレットを成形する技術を確立しら、旅客機を設計する際には機体の燃費向上が課題となっています。
「 燃費の良い旅客機は、国際的な市場でも高い競争力を持つことができるのです」と語るのは、

FINE試験では、2017年4月17日から6月30日にかけて、計6回の飛行を実施し一部に塗装型リブレットを塗布。その表面にピトーレイクと呼ばれる櫛形の集合型ピ

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JAXA's No.071

FINE試験によってリブレットの有効性は確認できましたが、まだ研究課題はいくつも残っています。例えば、リブレットの溝幅によって表面摩擦抵抗の低減度合いが変わるので、もっとも効率の良い溝幅や形状を見つけ出さなければなりません。
また、耐久性に関しても、長期間の実証試験が必要になります。耐久性の確認については、

塗装型リブレットの形状が確認できる断面の拡大写真。
溝の幅はわずか0.1～0.2㎜。

用されている航空機の機体表面に塗装型

リブレットを施工して、日光や風雨などの
天候、塵の付着、清掃時の摩擦などへの耐テム研究チームの栗田充主任研究開発員

久性を確認したいと考えています。

です。各国の機体メーカーや研究機関は、「安全性が第一なので、ステップごとに安全性を確認して進めます。最終的にエア発を行っています。

燃費を向上させるにはさまざまな方法開発員）

エアラインとの連携も模索中で、実際に運次世代航空イノベーションハブ航空機シスがあり、飛行時の空気抵抗を減らすことも減率を算出できるのです」（ 栗田主任研究は、複数の大学や塗料メーカー、
エアライン

少しでも燃費を向上させるための研究開

取材・文：水野 寛之

結果を比較することで、表面摩擦抵抗の低など、多くの協力を得て実施されました。

摩擦抵抗を計測するため、リブレット後方

燃費に大きな影響を与えています。

布を知ることができます。
リブレットを形成した表面とリブレットのない平滑面の計測が確認できました。なお、このFINE試験

飛行実証試験で有効性を確認究によってフィルムではなく航空機用塗料

発想の源は鮫肌だった⁉

レイクによって、機体表面の気流の速度分

6回の飛行実証試験からほぼ予測と一ました。JAXAの実験用航空機「飛翔」の航空機の表面に働く空気抵抗は、にリブレットを形成していない平滑面もピ致する結果が得られ、リブレットの有効性

JAXAでは2011年頃からリブレットの研究を開始し、首都大学東京との共同研担当した栗田充主任研究開発員に聞きました。

摩擦抵抗低減コーティング技術の飛行実証などです。実際の航空機に使用するために

栗田 充

行って、その有効性を確認しました。

トーレイクで計測を実施しました。
「ピトートによる試験には、いくつかの課題があります。雨や雪などの天候に対する耐性（耐候

飛行実証試験、FINE（表面摩擦抵抗低減コーティング技術の飛行実証）をす」と話します。フィルムではなく塗料のみ
りませんし、剥離作業も従来の塗料と変わヨーロッパで行われたフィルム型リブレッ

空気の摩擦による抵抗を減らす塗装型リブレットを開発。

トー管を設置しました。また、比較のためは海外でも見られない、日本独自の技術で日本独自の塗装型リブレットを開発

JAXAでは、燃費向上技術として、ました。栗田主任研究開発員は、「この技術ラインが『この技術だったらいいよ』
と言っ
©JAXA

てもらえるように仕上げていきたいと思います」（栗田主任研究開発員）

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JAXA's No.071

＜＜

地球を取り巻く軌道上のスペースデブリをわかりやすく視覚化したもの。
人類が自ら生み出した宇宙のゴミによって地球は覆われている。

宇宙を
職場にする

宇

めに
た
る
いにす

”
A
X
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×
ル への 挑 戦
ー
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ス
去

きれ
を
境
宙環

アストロスケールが2019年
打ち上げを目指す、スペー
スデ ブリ除 去 実 証 衛 星「ELSA-d」の完成予想図。
右側のチェイサーが左側のターゲットを磁 石によって捕捉し、大気圏に突入する。

＜＜

ロ ス デ ブリ 除トス
“ ア よる スペ ー©アストロスケール©アストロスケールます。このような「メガコンステレーション」の場合、打ち上げられたに衛星の数%〜10％は何らかのトラブルで運用できなくなると言われています。それらの衛星を素早く回収しなければ、他の衛星に衝突するなどして問題を引き起こす可能性があります。このような衛星をできるだけ早く除去するためにはELSA-dのような衛星が大量に必要になります。そこにビジネスチャンスがあり、同時に倫理的な意義もあると私たちは考えています」（ブラッカビー氏）
JAXAとの共同契約の締結、そしてELSA-dの打ち上げは、同社にとってスタート地点に過ぎないとブラッカビー氏は語ります。スペー
スデブリは運用を終えた衛星だけではありません。長期的視野に立った時、すでに軌道上にあるデブリを除去するための
「能動的

©JAXA

©JAXA

株式会社アストロスケール

クリス・ブラッカビーさん

COO（チーフオペレーティングオフィサー）

人類が宇宙開発に取り組み始めて以来、60年以上にわたり何千にもおよぶ宇宙機（ロケットや人工衛星）が打ち上げられてきた。
そして今、これら宇宙機の残骸は、スペースデブリ（宇宙ゴミ）となって人工衛星や国際宇宙ステーション（ISS）を衝突の危機にさらしている。
株式会社アストロスケールはJAXAとの共同研究契約を締結、民間会社として世界で初めてスペースデブリの除去に挑む。
取材・文：井上 晋

宇宙利用に深刻な影響をもたらす
スペースデブリを除去するためにとが予想されています。カーナビ、
インターネット、
クレジットカード2017年９月12日、JAXAは、
スペースデブリ除去に取り組む株

決済、気象情報など、人工衛星が現代社会にもたらす恩恵ははかり

式会社アストロスケールと共同研究契約を締結しました。元NASA
アジア支部代表で、8月に同社COOに就任したクリス・ブラッカ
ビー氏は、同社のチャレンジについて語ります。
「スペースデブリの問題は、日々深刻化しており、多くの議論が重ねられてきましたが、具体的な解決策は見出せていません。弊社の岡田光信CEOは、そこに新たなビジネスの可能性を見出し、
アス
トロスケールを設立しました。私たちはスペースデブリ除去をビジネスとして成功させると同時に、それによって社会的な使命を果た
すことを目指しています」
役割を終えたり故障した宇宙機、運用上放出された部品、爆発・衝突事故によって発生した破片など、宇宙空間には1cm以上の

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スペースデブリが75万個以上あると言われ、今後も増え続けるこしれません。スペースデブリが人工衛星に衝突すれば、日常生活に支障を来す可能性があります。スペースデブリの衝突が連鎖的に起こって宇宙空間の利用ができなくなる「ケスラー・シンドローム」
を心配する人もいます。スペースデブリの除去は、宇宙を利用する
上で、早急に解決しなければならない課題です。
ブラッカビー氏は、今回の共同研究契約によって、JAXAが同社にもたらす効果に大きな期待を寄せています。
「JAXAには長年にわたってデブリ除去の研究を続けてきた歴史があります。
また、つくば、相模原、調布などに試験のための充実した設備もあります。スペースデブリ除去技術の確立を目指す私た
ちは、JAXAの経験と技術から多くのことを学べると考えています」＊「IDEA OSG1」は、ロシアのソユーズロケットにより打ち上げられましたが、ロケット側の不具合により、予定されていた軌道に投入されませんでした。

デブリ除去」(Active Debris Removal：ADR)技術の確立が課題とELSA-dでの実証試験を経て目指すは“スペーススイーパーズ”

なるからです。持続可能な宇宙実現のためには、
スペースデブリの同社は、2019年に技術実証衛星ELSA-dの打ち上げを目指してります。世界の宇宙研究機関の中でもJAXAは先進的に取り組んで除去により衛星の軌道環境をクリーンにすることが欠かせません。
「ADRのためにはさらにテクノロジーを発展させていく必要があいます。ELSA-dはEnd of Life Service by ASTROSCALEの略

いることは間違いありません。今回のJAXAとの共同研究契約を機で、最後のdはデモンストレーションを表しており、ELSA-dによってに、リサーチなどで協力を進め、JAXAとのパートナーシップをより強役割を終えた人工衛星を回収するテストが行われる予定です。

めていきたいと思っています。JAXAが打ち上げた衛星が役目を終「ELSA-dではターゲットとなる衛星と捕獲機(チェイサー)を同時えた時、私たちの技術でその衛星を回収できる日が来ると信じていに打ち上げ、磁石を搭載したチェイサーが、離れたところにいるター

ます。ADRによって宇宙をきれいにする。
“スペーススイーパーズ”、

ゲットに接近し、
そのドッキング・プレートに磁石を用いることでドッ

宇宙の掃除屋になることが、私たちアストロスケールの目標なの

キングします。捕捉したターゲットはELSA-dとともに大気圏に再突です」（ブラッカビー氏）

入させることで燃え尽き、ミッションは完了します。今回は、①数m離れたターゲットを捕捉する、②10mよりさらに離れたターゲット
を視覚センサーや地上からのマッピング技術を用いて捕捉する、③回転させたターゲットを捕捉するという3つのシナリオで、デブリ回収の実証実験を行う予定です」（ブラッカビー氏）
今後、同社ではELSA-dのターゲットへの接近やドッキング時のオペレーションの精度向上を目的とするリサーチやテストなどのために、JAXAの設備を利用したり、JAXAへデータや技術を提供していくことになります。
「ELSA-dは、運用を終えた衛星(End of Life:EOL)の除去技術確立を目的とするものです。
これからは数多くの企業が衛星ビジネスに参入してきます。いくつかの企業は軌道上に数百、数千の小型衛星を打ち上げて、全地球をカバーするサービスを行おうとしてい株式会社アストロスケール
2015年2月に岡田光信氏によって設立。シンガポールに本社を、R&Dの拠点を日本（東京）に置き、イギリスにも子会社を設立。
衛星・宇宙機器などの量産化を実現し、スペースデブリの除去達成を目指す。会社名の「アストロ」
は、ギリシア語の語源に遡る「宇宙」
を、「スケール」
は「はかりの天秤＝正義の象徴」
を意味し、「宇宙規模で正義と秩序を背負っている会社」
として、次世代が持続的に宇宙開発に取り組めるよう社会に貢献する存在でありたいというメッセージが込められている。

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ロケットエンジンが作れなくなる？

研究開発の
現場から

危機を救ったターボポンプ用軸 受の開発
じくうけ

このままではロケットが飛ばせない。
一つの小さな部品の製造工程に生じた問題にどう取り組んだのか、3人の研究開発員に聞きました。

かくどう

ひろみつ

角銅 洋実

研究開発部門第四研究ユニット
研究開発員

た か だ

さ と し

高田 仁志

こ じ ま

研究開発部門第四研究ユニット
研究領域主幹まこと研究開発部門第四研究ユニット
主任研究開発員©JAXA

高田仁志（以下高田） ロケットエンジンには、推進剤である液体
酸素と液体水素を昇圧して燃焼器へ送り込むために、羽根車を毎分数万回転させるターボポンプという装置がついています。この
羽根車の軸（シャフト）を支えるのが軸受です。
― 軸受には何か特別な技術が使われているのですか？
高田 ロケットエンジンの推進剤は、液体酸素でマイナス180℃、液体水素でマイナス250℃という極低温で、自動車のエンジンやジェットエンジンに使われるような潤滑油は凍ってしまい使えません。このような環境で高速回転させるために、軸受の保持器という部品には、ポリテトラフルオロエチレン（PTFE）というフッ素樹脂が使われていて、軸が回転することで、保持器と球が接触すると、微量のPTFEが削ぎ取られ、球の周りに「移着」
して被膜ができます。これが潤滑剤の役割を果たすわけです。
― その保持器が、ロケットエンジン製造に支障を来したと？
高田 PTFEに問題はないのですが、保持器の素材を作る際に用いられてきたペルフルオロオクタン酸（PFOA）という界面活性剤（水にPTFEを分散させる薬品）が、環境を汚染する恐れがあることが分かり、国際的に使用が規制されてしまったのです。そこで、今の保持器の在庫がなくなる前に、PFOAを使わずに保持器を作らなければならなくなり、８年ほど前に研 究をスタートさせました。製造工程を変えてしまうと、エンジンを使った性能確認試験をやり直す必要があるため、PFOAに代わる界面活性剤を用いて、できる限り同じ作り方で、同じ性能を有する保持器を作らなければなりませんでした。この原材料を作るメーカーがすごく努力をしてくれて、ギリギリのタイミングで開発することができました。

高田 研究者として、新たな技術の研究に取り組
むのはワクワクすることなのですが、新しい保持器がフライトに使えることを保証するには、その試験を行う設備を用意するところから始めなければなりませんでした。関係部署やメーカーとの調整を含め、限られたスケジュールの中でやらなければならず、それが精神的に辛かったですね。
小島淳（以下小島） 軸受のように摩擦に関わる部品は数値解析が難しいため、実地試験を重ねてデータを得ていくしかなく、手間がかかってしまうのです。長年ターボポンプの研究開発をしてきた
角田宇宙センターだからこそ、短期間で開発できたといえます。

小島 淳― ロケットエンジンのターボポンプに使われる軸受が、使えなくなったと聞きました。そもそも軸受とは、どのような部品なのですか。

― 最も苦労したのはどのようなことでしょうか。

― この保持器は、H-IIA／H-IIBロケット用のエンジンのほか、H3ロケット用のLE-9エンジンにも使われるのですね。

小島 H-IIA/B用のLE-5B-2については、数年後の打ち上げに向けて今まさに組み立てが始まるロケットに搭載されようとしています。
LE-9の液体水素ターボポンプの軸受は、セラミック製の球を使うな
ど、
ステンレス製の球を使うこれまでの軸受とは設計が異なります。
従来の軸受とLE-9の軸受を同時並行で開発する必要がありました。
角銅洋実 私は2016年10月に角田宇宙センターに配属され、この試験には途中から参加しました。ターボポンプの基礎的な要素試験ができる環境・人材が角田宇宙センターにはあります。おかげで貴重な経験を積むことができました。
高田 もともと従来の保持器の枯渇対応のために、研究開発に取り組んできましたが、それがLE-9の軸受に昇華でき、H3ロケットの開発面で大きく貢献できたことが今回の最大の成果だと思います。研究室の若手を育てつつ取り組めたのは、宇宙に対する国民の皆さんの思い、プロジェクトチームのスタッフ、メーカーの方をはじめ関係者のご尽力のおかげだと感謝しています。
ロケットエンジンは大小さまざまな部品から成り立っています。
実は軸受のような小さい部品にこそ、日本ならではの技術が詰め込まれ、それらが組み合わされてロケットエンジンが成り立っています。打ち上げをご覧になるとき、そのことを思い出していただけ
ればうれしいですね。
©JAXA

右が完成後のターボポンプの軸受。写真左から
外輪、保持器、内輪、球という四つの部品から成る。
©JAXA

取材・文：井上 晋

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