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「宇宙利用に関するアイデアの募集」に対する応募結果(宇宙利用の長期的な将来像等)

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Academic year: 2021

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全文

(1)

応募者

※1

個人・団体

アイデア名

ページ

分野

上智大学

理工学部 林研究室

※2

団体

宇宙旅行のための携帯電話システム

個人①

個人

超省エネ 宇宙で稼働する情報処理ステーション

p1-9

個人②

個人

反重力、超光速通信の基礎研究

p10-11

個人③

※3

個人

グローバル有機的ミスト状通信ネットワーク

p12

個人④

※3

個人

宇宙開拓アドベンチャーゲームシステム

p13

個人⑤

※4

個人

宇宙時代に有効なニュートリノを用いた

新たな通信環境の構築

㈱大林組

団体

宇宙エレベーター建設構想

p14

個人⑥

個人

加速器の利用による系外惑星探査

p15

個人⑦

個人

絵本作品『のんちゃんのうちゅううんどうかい』

~地上ときんせい(宇宙)を繋ぐ通路~

p16-29

個人⑧

※3

個人

自走式以外のクライマー

p30

個人⑨

※3

個人

小惑星を利用した惑星間飛行

p31

宇宙太陽発電

システム検討会

団体

宇宙での太陽発電と地球への送電システム

p32-39

ジェネロ㈱

団体

人工光合駆動型火星作業ロボット

p40

個人⑩

個人

人工太陽の活用アイデアと実現方法

p41-43

個人⑪

※3

個人

光フェーズドアレイ通信・電力給電システム

p44

 ― 

※4

宇宙における持続可能なエネルギー社会の実現

個人⑫

個人

火星移住候補地とその調査方法について

p45

個人⑬

個人

月面基地構想

p46

個人⑭

個人

インフレータブル3次元展開構造の宇宙基地開発

~カブトムシの蛹の角に学ぶ~

p47

個人⑮

個人

第二の地球

p48

個人⑯

個人

AIで異星進出

p49

個人⑰

個人

東京オリンピックの開会式のオープニングセレモニーに

五輪の花火を打ち上げる

p50

個人⑱

個人

360°カメラによるバーチャル宇宙ツアー

p51

個人⑲

個人

月面オリンピック(仮称)

p52

個人⑳

※3

個人

宇宙アミューズメントパークの設立

p53

個人㉑

個人

10次産業:宇宙産業で第5次産業革命を興す

p54

個人㉒

個人

宇宙政策立案支援ツール:Wisdom×Space

p55-56

個人㉓

※3

個人

火星埋葬

p57

※1 団体及び個人から、30件の応募。(ただし、2件はアイデア名等の一覧への掲載も不可)

※2 資料非公開。 ※3 プレゼンテーション不可。 ※4 資料非公開及びプレゼンテーション不可。

その他

産業等

エンタメ

情報通信

エネルギー

「宇宙利用に関するアイデアの募集」に対する応募結果(宇宙利用の長期的な将来像等)

 政府が、目指すべき方向性や短期的に取り組むべき方策について、「宇宙利用の将来像に関す

る懇話会」での検討に先立ち、広く宇宙利用に関するアイデアの募集を実施。

 アイデア募集②に対する応募結果は下表のとおり。

 一部についてプレゼンテーションを依頼する予定。

<参考:募集内容>

 ② 宇宙利用における長期的な将来像やその実現に向けた方策

       (募集期間:平成29年12月26日~平成30年2月27日)

    例1 宇宙エレベータ、スペースプレーン等の輸送システム、

        月近傍等における有人宇宙活動、宇宙デブリの自動除去、

        宇宙空間での居住、太陽系外探査、量子テレポーテーション等

    例2 その他SFやマンガ・アニメで描かれている将来像に関するもの

応募結果一覧

居住

輸送

(2)

【超省エネ 宇宙で稼働する情報処理ステーション】

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

地球上

200km~500km

低軌道

太陽光

(電力)

排熱

静 止 衛 星 、

デ ー タ 中 継 衛

演算結果

プ ロ グ ラ ム 入 力 、

データ入力

静止衛星

静止衛星

衛星間通信

衛星間通信

宇宙上通信ネットワーク

繰り返し

演算

データ伝送

静止軌道

超省エネ、宇宙で稼動する情報機器ステーションの構図

宇宙空間

修理ロボット

演算結果

プログラム、

データ入力

COP21は今世紀末に人間活動による温暖化ガスの排出を実質的にゼロ

にする目標を掲げた。先端分野では情報処理の活用が著しい、この分野

の電力消費を宇宙空間を使って劇的に削減しよう。

宇宙空間で使用する情報処理ステーションの構想設計に取り掛かる。まず、

応募者名

:個人①)

(3)

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(13)

【グローバル有機的ミスト状通信ネットワーク】  

応募者名

:個人③)

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

未来の通信は、携帯や超微小な小型デバイス端末

がマシン同士でつながる世の中。これらは、超小型

で、超低消費電力で、超小型のアンテナであるため

に、個々では宇宙空間までの長距離の衛星通信に

は適さない技術であった。これを、超小型であるが、

長距離までどこでも誰とでもつながる技術を実現。

それぞれの微小な端末の必要な位置や周波数や通信方式などの情報がデータベースにリアルタイムに蓄積され、

どのように同期をとるのか、どの周波数を発信するのか、何の情報を送るのかなど有機的に連携して動作する

オーケストラの様な同調アルゴリズムでミスト状(霧状)な部分集団として送受信を行い、通信を実現しネットワー

クを構築。フェムト衛星(数十~百グラム以下)が実現するであろう

2050年には技術として開花していればと考える。

地球を取り巻くクラウド状の超微小な小

型衛星群や、地上における超微小な小

型端末群が

3次元空間を無秩序に移動。

これらの小型通信端末が、通信したい相

手端末へ、必要な周波数で有機的に同

期してフェーズドアレイを形成し、合成開

口として高いアンテナ利得を持ち、宇宙

と地上を結ぶ通信を可能とする。

クラウド状

超小型衛星群

通信

通信

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地上クラウド状超小型端末群

(14)

【宇宙開拓アドベンチャーゲームシステム】

応募者名

:個人④)

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

今後,宇宙を利活用していくうえで,宇宙を開拓していく必要がある.地球を開拓するのとは異なり,膨大な宇宙を

開拓していくためには,遠隔操作でローバー等の無人機を操作して進めていくことになると考えらえる.そういった

開拓作業をある種ゲーム感覚でどんな人でもできるようなシステムを提案する

スマートフォンのアプリとして,惑星上の無人機や宇宙空間を航行

中の探査機等を個人が自由に操作することができ,

VRやAR等も活

用し宇宙をより身近に感じながら,その開拓の一手を担うことができ

るようなシステム

実現にはより通信インフラの強化や衛星コストの低廉化,無人機等の量産化が必要になると考えられる.

また,開拓で得られた産物の取り扱い方等も細かなルール化が必要になると考えられる.

2050年にはシステムが実現し,普及していればと思う.

スマートフォン上で農作物を育てるゲームが実際の農業と連動している

IoT×

農業のようなイメージで,宇宙開拓もできるようになると面白い!!!

(15)

宇宙エレベーター建設構想

応募者名

:大林組 )

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

・宇宙ビジネス・宇宙旅行の拡大には、安価な新規輸送システムが必要

・宇宙エレベーターの輸送コストは、従来に比べ1/100と試算されている

・実現のためには、技術開発、体制構築、事業計画、法的整備などが必要

・課題が解決されれば、施工期間は、ケーブル建設開始から20年

・2030年にケーブル建設が開始されれば、2050年に完成の可能性がある

宇宙エレベーター全景

静止軌道ステーション

アースポート(地上基地)

(16)

【加速器の利用による系外惑星探査】

応募者名

:個人⑥)

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

太陽系や地球の起源については現在有力な説があるものの真実は未だ不明のままである。地球外生命体の存在を知るうえ

で惑星系の起源を明らかにすることには大きな意義があるが,太陽系内惑星と比べて遥か遠くにある系外惑星に宇宙探査機

を到達させるにはとてつもなく時間がかかるため,現在の技術では非現実的である。

Stephen Hawking 氏らによる

Breakthrough Starshot 計画が始まったばかりではあるが,将来的には画像の撮影にとどまらない調査ができるようになるこ

とが望ましい。そこで,より長期的な視野の元,太陽系外惑星に探査機を送る手段を考えた。

現在の惑星探査機を小型化・軽量化したもの(

Breakthrough Starshot の StarChip ほどではなく,探査機としてのある程

度の観測機器を搭載したもの)を絶縁体で覆い,それをさらに金属で囲う。その金属を帯電させ電場をかけることで,荷電粒子

の加速器の要領で,宇宙空間に建設した加速器で光速近くまで加速させることにより,地球近傍の惑星に現実的な時間で探

査機を送ることを目指す。

ただし,探査機ほどの大きな物体を光速近くまで加速させるのに必要な電圧や加速距離(加速器の長さ)は私には計算でき

ず,現実性は定かではない。また,加速器には線形加速器や円形加速器などの様々な形状があり,どれが適しているのかは

判断しかねる。したがって,ひとつのアイディアとして検討の対象としていただきたい。

現在の技術では到底不可能であり,資金集め,研究・開発,加速器の建設には相当な時間(最低でも

100年)がかかると思わ

れる。莫大なコストを考慮すれば,米加や露欧,中印などの政府や民間企業との出資,技術提供における協力が不可欠であ

ろう。宇宙空間での建設をする上で,月面基地のような地球の外部に拠点があった方がよいと思われる。

(17)

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応募者名

:個人⑦)

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【直動の差動変速を用いたクライマー】

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

応募者名

:個人⑧)

固定ケーブル

可動ケーブル

(往復)

クライマー

ケーブルは最低2本、できれば3本用いて往復運動させる。遅くて短い距離の往復運動を、増速することで、

クライマーを速く登らせる。直動の差動変速は、変速の方向が変えられるので、往復運動であっても、クライマーは

切換えて次々登れる。複数のケーブルを使うことで捩れの問題が出て来るので、

10年ぐらいの研究が必要と思われる。

宇宙エレベータ用として自走式のクライマーが研究されているが、上昇速度、動力源の限界は低くい。

また、放熱が期待できない宇宙空間で、クライマー自身に動力源を持たせることは困難である。

(32)

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(41)

【人工光合駆動型 火星作業ロボット】

応募者名

:ジェネロ(株))

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

火星上で人類が活動をする為には、エネルギー源が必要である。

太陽光は、地球に比較すると弱くなるが、存在はする。また火星には氷がある

可能性が高く、二酸化炭素が多くある。これらの火星の特性を生かしたエネルギー

システムを研究する必要がある。

人工光合成駆動型 火星作業ロボット

火星で現地調達した水を燃料として、ロボット

内蔵の光触媒が、太陽光を利用して、メタノー

ルを生成する。

そしてメタノール生成時に発生した酸素を利

用し、メタノールを燃焼させた動力で、ロボット

を駆動させる。

完全燃焼させたメタノールは、水として保存し、

再び利用する。

ロボットが、自律的にエネルギー生成する事

で、活動範囲が飛躍的に広がる可能性がある。

触媒による分解

太陽光

CO2 吸着

二酸化炭素

酸素

メタノール

完全燃焼

二酸化炭素

2020年: 光合成モジュールの完成(触媒技術、光合成膜デバイスの開発)

2030年: 光合成モジュールの実用化

2040年: 自律型 人工合成駆動型 火星作業ロボットの実用化

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【光フェーズドアレイ通信・電力給電システム】  

応募者名

: 個人⑪)

背景・課題

実現イメージ

実現方法・時期

宇宙における太陽光発電システムは、地上での

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排出量が小さく、地上より多くの太陽光を利用でき、昼夜、

天候の影響を受けにくく、エネルギー源として安定しており、震災等の地上の自然災害の影響を受けにくい。

レーザ(やマイクロ波)等で無線電力伝送を行うことで、必要とする地域へ無線により柔軟に送電できる。しかし、

軌道上での高出力レーザーの実現、レーザの電力変換効率の向上、追尾指向性能の向上、耐高出力光学シス

テムの設計、天候によるエネルギー伝送効率低下・遮断の回避手法(天候予測、マルチサイト化)が課題。

宇宙エレベータの近傍の静止軌道上に、宇宙エレベータで輸送した太陽光発電パネルを展開すると非常に効率

的で、そこで発生した電力をレーザ(やマイクロ波)等で地上に送ると、宇宙なら昼夜も天気も関係なく

24時間発電

できる。日本が研究の最先端である太陽発電衛星によりエネルギー問題を解決し、

2050年には宇宙遊覧や、宇

宙ホテルなどへの滞在といった宇宙観光、無重力

/低重力を利用した様々な産業の発展が期待される。

宇宙太陽光発電システムで課題となる、追尾指向

性能の向上を行う光フェーズドアレイを実現する。

光フェーズドアレイは、

Siベースのデバイスに微細

構造を持つプラズモン(

Plasmon)デバイスを光集

積回路で小型にして実現する。これにより、宇宙

空間での機械的可動部分がない光学システムを

構築することができ、レーザシステムの追尾指向

性能の向上を行うことが可能。

静止軌道

クライマー

地球

エレベータ

質量中心

構造物(カウンター質量)

ケーブル

太陽電池サイト

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【月面基地構想】

応募者名

: 個人⑬)

実現イメージ

参照

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