いつもお世話になっているPARCOさんから
「JAXAさんと、何かやりません?」
と、うれしいお誘いをいただきました。
そこで、わたしたちの生活に
とーっても重要な役割を果たしているけど、
「地味で、激シブで、どマイナーな」
(JAXAさん曰くです)
「地球観測衛星」について、
特集を組ませていただくことにしました。
これまで、南米・仏領ギアナの
熱帯雨林のど真ん中から、
大型ロケット発射の生中継をしたり、
宇宙飛行士さんの話をうかがったりしてきた
われわれ「ほぼ日」ですが、
「地味・激シブ・どマイナー」と言われる
地球観測衛星の話も、まったく同じく
おもしろく、胸がワクワクするものでした。
全4本のインタビューに、途中、
アニメ「ガンダム」シリーズを手掛ける
サンライズの小形尚弘プロデューサーと
JAXAさんとの特別対談もあります!
まずは「地球観測衛星の開発」篇から。
担当は「ほぼ日」奥野です。さあ、どうぞ。
- ──
- 次に衛星指揮官を務められる丹羽さんは、
具体的には、
どのようなお仕事をなさってるんですか。
- 丹羽
- 入社して2年間は、
試験の方法を研究してたんですけれども。
- ──
- 試験。
- 丹羽
- はい、衛星を円筒状の加振機に乗っけて、
建物が揺れるくらい
ガシャガシャ振って、
衛星がその振動に耐えられるか‥‥とか。 - 打ち上げのときの人工衛星には、
5Gつまり
重力の5倍くらいの加速度がかかるので、
いろんな装置が壊れないか調べるんです。
- ──
- 宇宙へ行くって、つくづくたいへん‥‥。
- 丹羽
- その後は、
人工衛星の構造設計の担当となりまして、
現在は「だいち3号」に携わっています。
- ──
- だいち3号。ミッションは‥‥。
- 丹羽
- 軌道上から写真を撮る衛星なので、
地球表面を広く詳細に観測することです。 - 現在も開発中なんですが、
その衛星の構造をずっと担当しています。
- ──
- 構造というと、人工衛星形の形状を
ミッションに合わせて考える、みたいな。
- 丹羽
- そうですね‥‥いちばん重要なところは
人工衛星を、先ほど申し上げたような
打ち上げの振動に耐えられるものにする。 - なので、わたしの仕事のほとんどは、
打ち上がった瞬間に終わっちゃうんです。
軌道上では振動は発生しないので。
- 下村
- それと「だいち3号」のメインセンサー、
つまりカメラにあたる部分の、
このパイプを張り巡らせた構造なんかも、
すごく重要な部分ですよね。
- 丹羽
- ああ、そうですね。
- この大きな箱の中がカメラなんですけど、
ミラーが4枚あって、
光を反射させて地球の撮影をするんです。
トラス構造で支えていますが、
カメラと言っても、これ‥‥3メートル?
- 下村
- そうですね、長辺が3メートル、
短いほうも1メートル50くらいですね。
で、高さが2メートル。 - 重量も、軽自動車くらいはあります。
- ──
- うわー。でっかい!
- 丹羽
- カメラ自体が重いので、
全体を軽量化しないと打ち上げられない。 - そこで、こういったトラス構造を採用し、
軽量で丈夫なつくりを実現しています。
- ──
- あの、カメラと言いますが、
レンズは‥‥どこについているんですか。
- 下村
- はい、光を4枚の鏡に反射させることで、
レンズの役割を果たしています。
言ってみればこれ全体でレンズなんです。 - 地表に反射した太陽の光を、
4枚の鏡に反射させて、
最後、集光部に持ってきているんですが、
何度も反射させていく過程で、
集めた光の束を
どんどんちいさくまとめていって、
最後、集光部のセンサーで受けるんです。
- ──
- 光の束を、まとめていく。
- どういうことなのか、
完全には理解できてないと思いますが‥‥
なるほど。
- 丹羽
- 一般的なカメラみたいに
レンズを通してしまうと、
色によっては
光の曲がり方が変わったりするんですね。 - この衛星のように
光を反射させるだけの光学システムだと、
より質のよい画像が撮れるんです。
- ──
- いまみたいな、トラス構造がいいとか、
光を反射させるシステムがいいとか、
そういうところへ落ち着いたのは、
これまでの積み重ねの賜物、ですよね。
- 安部
- そうですね。最適な衛星をつくるために
さまざま実験もしますし、
宇宙から撮りためた画像の蓄積などから、
逆に、撮像素子などの
テクノロジーの進化を促したりしながら、
衛星を開発してきました。 - このトラス構造も、
やっぱりひとつのアイディアなんですよ。
最初から「一直線にここ」じゃなく、
さまざまな機構を試して、
やっぱり、これがいちばんいいよねって。
- ──
- たどりついた、と。
- 安部
- そのあたりのことは、丹羽ちゃんが
メーカーさんといろいろ話して
開発してきたんですが、
これ、振動試験で折れたりとかしてる?
- 丹羽
- はい。一回、ボキッと。
- ──
- ひえー、そうなんですか。
- 安部
- 日本を代表するメーカーさんの
トップクラスのエンジニアのみなさんと、
丹羽みたいな
ずっと構造をやってきた人間が
一生懸命設計しているんですが、
やっぱりうまくいかないこともあります。 - 一筋縄ではいかない世界なんです。
- ──
- やってみなけりゃわかんないことばかり。
それが、宇宙‥‥。 - ちなみに、カメラの部分って、
ふつうのカメラとぜんぜんちがいますが、
製造メーカーさんって‥‥。
- 丹羽
- ミラー部分は、今回はキヤノンさんです。
- ──
- ああ、心臓部分に関しては、
やっぱりトップのカメラメーカーさんが。
- 丹羽
- ええ。そして、人工衛星の全体の構造は、
三菱電機さんと開発しています。
- ──
- もう30年くらい宇宙にいて、
写真集が出るほど
ものすごい宇宙の画像を撮り続けている
ハッブル宇宙望遠鏡ってありますが、
あれとも、
ぜんぜん姿かたちがちがっていますよね。
- 安部
- ハッブルは規模が違うというか、
鏡のサイズがぜんぜん大きいはずですが、
あれって、
スペースシャトルで打ち上げたんですよ。
- ──
- あ、そうなんですか。
- 安部
- スペースシャトルって
振動関係はものすごくマイルドなんです。
だからあれだけのサイズ、
ああいった構造でも大丈夫だったんです。 - その点、ぼくらの人工衛星を載せていく
日本のH3ロケットは、
やっぱり、そこそこの振動が来るんです。
- ──
- H3ロケット‥‥現在、三菱重工さんと
JAXAさんが開発している、
日本の次期基幹ロケット‥‥!
- 丹羽
- このカメラは、それだけの振動に耐えつつ、
高度670キロの宇宙空間から、
衛星直下の「地上80センチ」の分解能を
持っているんです。
- ──
- ええー‥‥っと?
670キロ先から80センチ‥‥というと。
- 丹羽
- たとえていえば、ここ筑波から
広島の街の道路の横断歩道のシマシマを
見分けることができる、
それくらいの精度を期待されています。
- ──
- すご‥‥。
- 丹羽
- で、精度というものは、
ミラーの位置が少しでもズレてしまうと、
すぐに落ちてしまうんです。 - ミラーの角度はミクロン単位で、
つまり1ミリの1000分の1の制度で、
調整して組み立てているのですが、
そのくらい細かく調整した精度が、
部材が折れるほど
激しく揺すられても
軌道上で狂わないようにする必要がある。
- ──
- 恐ろしい世界だ。
- 安部
- トランプで組み上げたタワーを、
砂漠を疾走するトラックの荷台に積んで
崩さないでね、みたいなことです。
- ──
- 不可能ですよね、そのこと自体は。
- 安部
- はい。でも、人工衛星の場合は、
それを可能にしてくれなきゃ困るんです。 - ぼくは電気系なので、
宇宙に行ってから問題が起きたりしても、
プログラムで修正できたりする
部分があるんですが、
丹羽の担当する「構造」は、
「壊れるか壊れないかの2択」みたいな、
かなりシビアなところがあって。
- ──
- それってネジをきつく締めればいいとか、
そういう話でもないですよね?
- 丹羽
- ええ、実際ネジは、
きつく締めすぎちゃいけなかったりして。
- ──
- ああ、バランスが必要?
- 安部
- トルク管理と言いまして、
このネジは、
どれくらいの力で締めなきゃいけないか、
1本1本、決まってるんです。
- ──
- うわー。そういう話、すごい好き(笑)。
- 丹羽
- ぜんぶで数百本のボルトを使ってますが、
すべてのネジのトルクを管理しています。 - 当然、締める順番も決まっていて、
できる限り対角線上に締めていかないと
力が偏ってしまう。
そのへんはメーカーさんに蓄積している
職人芸に頼っている部分ですね。
- 安部
- ハンマリングとかも、おもしろいよね。
- ──
- ハンマリング。
- 丹羽
- ネジを締めすぎると微妙にゆがむんです。
- そこで、トラスとは別の箇所ですが、
力が集中している部分を
ハンマーでトントン叩いて、
締めすぎている付近にかかっている力を、
ちょっとだけ緩ませるんです。
- ──
- 人工衛星の整体師さんみたい。
- 安部
- 場所によっては、
職人さん何人かで「せーの」って言って、
「トントン‥‥」って。
- ──
- へええ‥‥おもしろい!
- 安部
- 以前、ある現場で、
職人さんたちの着ている無塵着の下から、
おそろいのTシャツが透けてたんですが、
そこには
「ハンマリング命」と書いてありました。
- ──
- おそらく、コンピュータなんかも使って
ミクロン単位で設計した衛星が、
最後は、職人さんたちの「トントン」に、
つまり「微妙な手先の力の入れ具合」に
支えられているって‥‥すごい!
- 丹羽
- はじめて見たときは、びっくりしました。
みんなで、せーので、「トントン」って。
2022-09-15-THU
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シリーズ、ぞくぞく更新予定!
001 地球観測衛星の「開発」 篇
002 地球観測衛星の「運用」 篇
003 JAXA+ガンダム スペシャル座談会
004「パラボラアンテナ」 篇
005「周波数調整」 篇
006「軌道力学」 篇地球観測衛星の情報については
「JAXA サテナビ」でチェックを!