２０１５宇宙ユニットシンポジウム
宇宙にひろがる人類文明の未来

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船
平成27
平成27年
27年1月11日
11日
三菱重工業株式会社
執行役員フェロー

淺田 正一郎© 2014 MITSUBISHI HEAVY INDUSTRIES, LTD. All Rights Reserved.

目次

 黎明期の有人宇宙飛行 現在の有人宇宙機
 宇宙への未来の船

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船-1-1

黎明期の有人宇宙飛行 最初の有人宇宙飛行 最初の有人月面着陸 先駆者

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船-2-

最初の有人宇宙飛行
 1961年
1961年4月12日にソビエト社会主義連邦
12日にソビエト社会主義連邦共和国（ソ連）はR共和国（ソ連）はR-7ロケットでガガーリン飛行士を乗せたボストーク1
飛行士を乗せたボストーク1号の打上げに成功
現在公開中のガガーリンの映画パンフレット

R-7ロケットロケット

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船-3-2

最初の有人月面着陸 アメリカ合衆国（米国）はアポロ11
アメリカ合衆国（米国）はアポロ11号の打上げを11号の打上げを行い、アームストロング飛行士とオルドリン飛行士が1969
士が1969年
1969年7月20日に20日に月面に人類として始めて日に月面に人類として始めて着陸
サターンVロケット
サターン ロケット
・人類が製造した最大のロケット
・直径10m××全長102ｍｍ
・直径
全長
・打上げ時総重量3038.5トン
トン
・打上げ時総重量

人類最初の月面の足跡

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船

-4-

先駆者
 最初の有人飛行に使われたソ連のR
最初の有人飛行に使われたソ連のR-7ロケットも、最初の人類月面着陸に使われたサターンV
人類月面着陸に使われたサターンVロケットも、先駆者であるフォンブラウン博士がベース
 フォンブラウン博士は第2フォンブラウン博士は第2次世界大戦中に、ドイツでVに、ドイツでV-2ロケットの開発を実施
 終戦時に、V終戦時に、V-2の開発者や製造設備をソ連と米国が接収
 ソ連のR
ソ連のR-7はV-2の発展型
 米国のアポロ計画はフォンブラウン博
士が主導

フォンブラウン
博士©NASA
V-2ロケット

http://www.warhistoryonline.com/war-articles/stealing-a-v2-rocket-in-poland.html

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船-5-3現在の有人宇宙機
 米国；スペースシャトル ロシア；ソユーズ 中国；長征2F
中国；長征2F

最初の有人月面着陸

 国際宇宙ステーション

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船-6-米国；スペースシャトル
 NASAが開発し、NASAが開発し、1981が開発し、1981年に初号
1981年に初号機打上げ
 世界唯一の部分
世界唯一の部分再使用型
唯一の部分再使用型宇宙再使用型宇宙輸送機
 135回
135回打上げ、133打上げ、133回
133回成功 低軌道へ24.4
低軌道へ24.4トン
24.4トン 2011年に引退
2011年に引退
現在、米国/NASA
現在、米国/NASAは/NASAは有人宇宙機を持っていない
人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船©JAXA©NASA-7-4

ロシア；ソユーズ 1957年に世界最初の人工衛星
1957年に世界最初の人工衛星を打ち上げたRを打ち上げたR-7の発展型
 1800機以上打上げ1800機以上打上げ、機以上打上げ、約100機100機失敗
 低軌道に5低軌道に5～8トン
 現在、中国の長征
現在、中国の長征2F、中国の長征2Fと2Fと共に世界で有人打上げ可能なロケット
界で有人打上げ可能なロケットの一つ©JAXA
http://en.wikipedia.org/wiki/Soyuz_(rocket_family)

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船-8-

中国；長征２F
中国；長征２F
 長征ロケットは1970
長征ロケットは1970年
1970年に初号機打上げ以降、現在まで、現在まで200まで200機打上げ200機打上げ
 現在、長征2
現在、長征2号、長征3号、長征3号、長征4号、長征4号の3号の3機種を運用中
 長征2F
長征2F型
2F型により、有人宇宙船「神舟」の打上げ/中国版宇宙ステーション「天宮」への有人輸送も実施

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船Ⓒ CASC

CZ-2F

-9-5

国際宇宙ステーション
 高度約400km
高度約400kmの円軌道を飛行
400kmの円軌道を飛行 全長73m
全長73m、73m、幅108.5ｍ
108.5ｍ、質量344、質量344トン
344トン
 1998年から組み立てが開始され、1998年から組み立てが開始され、2011
年から組み立てが開始され、2011年に完成
2011年に完成
 6人のクルーが交代で滞在Ⓒ CASC

人類唯一の恒久的宇宙施設

参加国は、米国
参加国は、米国、ロシア、カナダ、日本
米国、ロシア、カナダ、日本、ESA加盟の各国（ベルギー、デンマー
ESA加盟の各国（ベルギー、デンマー
ク、フランス、ドイツ、イタリア、オランダ、ノルウェー、スペイン、スウェーデン、スイス、イギリス）の15
スイス、イギリス）の15カ国
15カ国
©NASA

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 10 -

人類が宇宙へ漕ぎ出す船の変遷Ⓒ CASC 1961年の最初の有人宇宙飛行から現在まで、宇宙への1961年の最初の有人宇宙飛行から現在まで、宇宙へのアクセス手段の大きな技術的飛躍はない。
 スペースシャトル
スペースシャトルで一旦、部分再使用型が登場したが、現状はシャトルで一旦、部分再使用型が登場したが、現状は全て従来どおりの使い捨て型ロケットに先祖帰り。

 アポロ計画以降、人類は月にも40アポロ計画以降、人類は月にも40年以上行っていない。
40年以上行っていない。
 唯一の大きな進歩は、国際宇宙ステーションが存在し、常時6常時6人の人類が地球周回軌道上に滞在していること。
さて、人類が宇宙へ漕ぎ出す未来の船はどうなるのでしょうか？

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 11 -

6

宇宙へ漕ぎ出す未来の船
 米国の近未来の計画
 再使用型宇宙機
 宇宙エレベータ
 火星基地 未来のロケットエンジン
 ワープ

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 12 -

米国の近未来の計画（１） NASAは
NASAは2019年の初飛行を目指して宇宙探査2019年の初飛行を目指して宇宙探査を担うSLS/Orion
を担うSLS/Orionを開発中
SLS/Orionを開発中
©NASA

１１７ｍ

Orion
©NASA

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 13 -7

米国の近未来の計画（2）
米国の近未来の計画（ ） 民間会社による有人宇宙船の開発～2017
民間会社による有人宇宙船の開発～2017年
2017年

 NASAは国際宇宙ステーションへの人員輸送のNASAは国際宇宙ステーションへの人員輸送のため下記の2ため下記の2社と契約SpaceX社によるSpaceX社によるFalcon9/社によるFalcon9/Doragon
Falcon9/Doragon

Boeing社によるBoeing社によるCST社によるCSTCST-100©SpaceX©Boeing

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 14 -

再使用型宇宙機（再使用型宇宙機（1）宇宙機（ ）
 従来の使い捨て型から再使用型宇宙機へ

 打上げ頻度が増すと、航空機の様な何度も使える機体の利用が進む
 各国で研究開発が進んでいる 日本の再使用型ロケットの動向

 2010年代までに再使用型ロケット
2010年代までに再使用型ロケット実験機及びエアブリージングエンジン搭載型実験機を検討
 JAXAではJAXAでは2020
では2020年前後の実験機実2020年前後の実験機実現に向け、再使用観測ロケット等の研究開発を推進©JAXA

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 15 -8

再使用型宇宙機（
再使用型宇宙機（2）宇宙機（ ）
 海外の再使用型ロケットの動向
海外の再使用型ロケットの動向
 米国ではSpaceX
米国ではSpaceX社がSpaceX社がFalcon9
社がFalcon9のFalcon9の再使用を目指して飛行試験を実施
 再使用に向けた再突入機としては、再使用に向けた再突入機としては、
米国X
米国X-37B及び欧州
37B及び欧州IXV
及び欧州IXVがあげられIXVがあげられる。

http://www.nasaspaceflight.com/
http://news.discovery.com

 X-37はすでに37はすでに2010はすでに2010年から運用飛行を行って2010年から運用飛行を行っているが、米空軍が運用しているため詳細は不いるが、米空軍が運用しているため詳細は不明
 欧州ではリフティングボディ型の再突入機
欧州ではリフティングボディ型の再突入機IXV
ではリフティングボディ型の再突入機IXVの実験を2015の実験を2015年春に2015年春に計画しており、将来の再年春に計画しており、将来の再使用輸送機に必要な設計データを取得する
使用輸送機に必要な設計データを取得する

http://www.spacenews.com/

http://www.esa.int/

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 16 -

宇宙エレベータ地上
地上と宇宙をエレベーターでつなぐ、地上と宇宙をエレベーターでつなぐ、
これまでにない輸送機関
これまでにない輸送機関① 静止衛星から、地上へ向けてケーブル静止衛星から、地上へ向けてケーブルを伸ばす② また重さが偏る
また重さが偏るので反対側重さが偏るので反対側もので反対側も伸ばす③ これを繰り返していくと、下へ伸ばした
これを繰り返していくと、下へ伸ばしたケーブルはやがて地上に到達し、地上と宇宙を結ぶ長大な１本の紐になると宇宙を結ぶ長大な１本の紐になる④ このケーブルに昇降機を取り付け、人このケーブルに昇降機を取り付け、人や物資を輸送できるようにしたものが宇宙エレベーター
出展；宇宙エレベータ
出展；宇宙エレベータ協会
エレベータ協会
http://www.jsea.jp/abouthttp://www.jsea.jp/about-se/Howse/How-toto-knowknow-SE.html
人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 17 -9

火星基地
火星基地(1)基地
 現在活動中・計画中の火星探査機
米国
米国
 マーズローバー；
Opportunity、Opportunity、Curiosity
 軌道周回衛星；©NASA

Mars Reconnaissance Orbiter、MAVEN

欧州；
欧州；Mars欧州；Mars Express、Express、ExoMars（計画中）
ExoMars（計画中）インド；
インド；Marsインド；Mars Orbiter Mission
人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 18 -火星基地
火星基地(2)基地
 MARS ONE
 オランダ企業が火星への移住を企画
オランダ企業が火星への移住を企画
 「火星への片道切符」に140「火星への片道切符」に140カ国から140カ国から20カ国から20万人が20万人が応募
 最終的に最終的に2023年には2023年には10年には10名が火星に移住
10名が火星に移住

出典；http://www.mars-one.com/
出典；

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 19 -

10未来のロケットエンジン
未来のロケットエンジン(1)ロケットエンジン
 プラズマビームMagnetized Beam Plasma Propulsion；

このプラズマビームを放射する基地を、惑星間飛行経路の各拠点にこのプラズマビームを放射する基地を、惑星間飛行経路の各拠点に設置し、それにより宇宙船を設置し、それにより宇宙船を推進
http://
http://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/magbeam.html://www.nasa.gov/vision/universe/solarsystem/magbeam.html

 レーザービーム；
レーザービーム； レーザーによって宇宙船にレーザーによって宇宙船に電力を供給し、宇宙船に電力を供給し、電気推進で推進。
電気推進で推進。
 レーザーによって推進剤を加熱して、その膨張を利用する方式。
http://www.kml.k.uhttp://www.kml.k.u-tokyo.ac.jp/rpl/index.html

 太陽帆Solar Sail；

太陽風を受けて推進、太陽から放射される太陽風を受けて推進、太陽から放射される光子の圧力を使う
光子の圧力を使う

イカロス
©JAXA

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 20 -

未来のロケットエンジン
未来のロケットエンジン(2)ロケットエンジン 磁気帆M
磁気帆Magnetic sail；sail；
太陽風に含まれる陽子
太陽風に含まれる陽子や電子などの荷電粒子が陽子や電子などの荷電粒子が、や電子などの荷電粒子が、宇宙船が作る磁場
宇宙船が作る磁場を磁力線に垂直に通過して移動すると、力が生じる（電磁誘導、フレミングの法則）
ングの法則）

 核パルス推進Nuclear
核パルス推進Nuclear pulse propulsion；
propulsion；
ロケット後方で核爆発を繰り返し発生させ、ロケット後方で核爆発を繰り返し発生させ、 その衝撃で推進する方式
その衝撃で推進する方式

 反物質エンジン；
反物質エンジン；
物質と反物質が接すると、高エネル
物質と反物質が接すると、高エネルギと反物質が接すると、高エネルギーを放射して消滅ーを放射して消滅する
消滅する
http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2006/
http://www.nasa.gov/centers/goddard/news/topstory/2006/
antimatter_spaceship.html

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 21 -

11

ワープ
地球から16.1
地球から16.1光年
16.1光年(光年(約152兆キロメートル152兆キロメートル)兆キロメートル)の距離にある恒星グリーゼ832の距離にある恒星グリーゼ832の惑星として、地832の惑星として、地球に非常に似た環境を持つ星「グリーゼ832c
球に非常に似た環境を持つ星「グリーゼ832c」を、ニューサウスウェールズ大学832c」を、ニューサウスウェールズ大学の研究チ」を、ニューサウスウェールズ大学の研究チームが発見しました。
ームが発見しました。

 他の地球型惑星へは光の速度
他の地球型惑星へは光の速度でもの速度でも16.1
でも16.1年かかる
16.1年かかる
ボイジャーは太陽系外に向けて飛行中であるが、ボイジャーは太陽系外に向けて飛行中であるが、太陽は太陽系外に向けて飛行中であるが、太陽と太陽との相対速度は約度は約17.06km/秒
17.06km/秒であり、この速度では28あり、この速度では28万年もかかる
28万年もかかる 他の星を訪問する手段としては他の星を訪問する手段としてはワープのみ？
する手段としてはワープのみ？
映画インターステラではワープ
映画インターステラではワープを使って、太陽系外地球型惑星を訪問

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 22 -

まとめ 現在の有人宇宙船は、宇宙開発が始まってから大きな進歩はない 現在は月面基地も、火星基地も存在しない
 宇宙への橋頭堡として国際宇宙ステーションが宇宙への橋頭堡として国際宇宙ステーションが存在する
 「人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船」を実現するには大きな技術的飛躍が必要

人類が宇宙に漕ぎ出すための未来の船- 23 -

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