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日本の宇宙技術 

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Academic year: 2021

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暮らしの中にいきる 

日本の宇宙技術 

本文執筆  野本 陽代  

(2)

2 1

も く じ 暮 ら し の 安 全 と 宇 宙

3 車 の 安 全 に 役 立 つ 宇 宙 技 術

3 高 速 列 車 の 騒 音 を 防 ぐ

5

ロ ケ ッ ト 技 術 で 建 物 の 地 震 対 策 を

7 海 で の 安 全 ・ 安 心 に も 一 役

9 日 常 の 暮 ら し と 宇 宙

11 身 近 な 生 活 用 品 に 使 わ れ る 宇 宙 技 術

11 魚 た ち に も き れ い な 水 を

13 皮 を む か ず に 甘 さ が わ か る

15 健 康 ・ 福 祉 と 宇 宙

17 楽 に 飲 め る カ プ セ ル 型 胃 カ メ ラ

17 コ ン ピ ュ ー タ 画 像 を 点 図 で 表 示

19 環 境 ・ エ ネ ル ギ ー と 宇 宙

21 宇 宙 の 断 熱 材 で 効 率 的 な 冷 暖 房

21 夢 の エ ン ジ ン で エ ネ ル ギ ー の 再 利 用

23

︻ 特 別 対 談

生 活

︒ 暮 ら し の 中 の 宇 宙

25

本 文 執 筆

野 本 陽 代

サ イ エ ン ス ラ イ タ ー 翻 訳 家

︒ 慶 應 義 塾 大 学 法 学 部 卒 業

︒ 著 書 に ﹃ ハ ッ ブ ル 望 遠 鏡 の 宇 宙 遺 産

﹄ ﹃ ハ ッ ブ ル 望 遠 鏡 が 見 た 宇 宙

︑ 正

・ 続

﹄ ﹃ 宇 宙 の 果 て に せ ま る

﹃ 日 本 の ロ ケ ッ ト

﹃ 巨 大 望 遠 鏡 時 代

﹃ ふ た た び 月 へ

﹄ な ど

︒ 訳 書 に ﹃ 銀 河 の 時 代

﹄ ﹃ 時 間 の 矢

︑ 生 命 の 矢

﹄ ﹃ ク ォ ー ク と ジ ャ ガ ー

﹄ な ど 多 数

︒ 2 0 0 4 年 1 月 よ り 宇 宙 開 発 委 員 会 委 員 ︵ 非 常 勤

︶ ︒

ようこそ、SPIN OFFの世界へ。

50

使

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(3)

暮 ら し の 安 全 と 宇 宙

Spin Of f

エアバッグ 

固体ロケット点火技術 

ロケット打ち上げから人工衛星分離まで

エアバッグ用ガス発生器に 用いるイニシエータ技術に 固体ロケット点火用火工品 技術が応用されました。

提供:(株)アイ・エイチ・アイ・エアロ スペース

写真:日産自動車(株)

ン ド ル や フ ロ ン ト ガ ラ ス に 激 突 す る の を 防 い で く れ ま す ︒ ロ ケ ッ ト か ら 補 助 ロ ケ ッ ト や 衛 星 を 切 り 離 す さ い ︑ 火 薬 が 使 わ れ ま す ︒ ス パ ッ と 切 り 離 さ な い と

︑ い つ ま で も 相 手 の 影 響 が 残 り

︑ 衛 星 を 予 定 の 軌 道 に 投 入 で き な く な っ て し ま う か ら で す ︒ こ の 切 り 離 す 技 術 が ヒ ン ト に な っ て

︑ エ ア バ ッ ク を 一 瞬 で ふ く ら ま す 技 術 が 開 発 さ れ ま し た ︒

路 面 の 凍 結 や 積 雪

︑ 冬 の ド ラ イ ブ に は 危 険 が い っ ぱ い で す

︒ 雪 の 積 も っ た 坂 道 で 路 肩 を 踏 み 外 し

︑ 一 回 転 し て 下 の 小 川 に 着 地 し た バ ン を 見 た こ と が あ り ま す ︒ バ ン が 回 転 し な が ら 落 ち て い く と き に 押 し つ ぶ し た は ず の 潅 木 が 数 本

︑ 何 事 も な か っ た か の よ う に 立 っ て お り ︑ そ の 向 こ う に バ ン が ほ と ん ど 無 傷 で 小 川 を ま た ぐ よ う に 停 ま っ て い る と い う

︑ ち ょ っ と 不 思 議 な 光 景 で し た

︒ 乗 っ て い た 7 人 は 全 員 が シ ー ト ベ ル ト を し て い た お か げ で

︑ 運 転 席 に い た 人 が 頭 に コ ブ を 作 っ た 以 外

︑ 誰 も ケ ガ を し な い で す ん だ の は 幸 い で し た

︒ 交 通 事 故 が 起 こ っ た と き

︑ シ ー ト ベ ル ト や エ ア バ ッ ク に よ っ て 多 く の 人 の 生 命 が 救 わ れ ま す ︒ エ ア バ ッ ク は 自 動 車 が 衝 突 し た 瞬 間 に ふ く ら み

︑ シ ー ト ベ ル ト と と も に 運 転 席 や 助 手 席 に い る 人 を 衝 撃 か ら 守 り

︑ ハ

H-@Aロケット

(4)

6

暮 ら し の 安 全 と 宇 宙

5

影 響 も 考 慮 に 入 れ た 上 で

︑ シ ミ ュ レ ー シ ョ ン が 行 わ れ ま す

︒ そ の 結 果 を も と に

︑ 立 ち 入 り 禁 止 区 域 な ど が 設 定 さ れ る の で す

︒ こ の 爆 風 影 響 シ ミ ュ レ ー シ ョ ン 技 術 が

︑ ト ン ネ ル 微 気 圧 波 を 低 減 さ せ る た め に

︑ 高

交 通 機 関 と ロ ケ ッ ト の 意 外 な 関 係 を も う 一 つ ︒ 在 来 線 か ら 新 幹 線

︑ リ ニ ア モ ー タ ー カ ー へ ︒ 列 車 の 速 度 は ど ん ど ん 速 く な っ て い ま す ︒ 利 用 者 に と っ て 短 時 間 で 目 的 地 に 着 け る の は あ り が た い こ と な の で す が

︑ そ の た め に 生 じ る 問 題 も あ り ま す

︒ そ の 一 つ が

︑ 高 速 列 車 が ト ン ネ ル に 入 る と き に 生 じ る ト ン ネ ル 微 気 圧 波 で す ︒ こ れ は

︑ 列 車 が 高 速 で ト ン ネ ル に 入 る こ と で 生 じ る 衝 撃 波 の た め

︑ ト ン ネ ル の 出 口 か ら ド ン と い う 大 き な 音 が 近 隣 に 響 き 渡 る と い う 現 象 で

︑ 環 境 問 題 と な っ て い ま す

︒ ト ン ネ ル 微 気 圧 波 に よ っ て 生 じ る こ の 音 を 小 さ く す る に は ど う し た ら よ い か

︑ 検 討 が な さ れ ま し た

︒ ロ ケ ッ ト の 打 ち 上 げ に は で き う る 限 り の 安 全 対 策 が と ら れ て い ま す が

︑ そ れ で も 万 が 一 の 事 故 へ の 備 え が 必 要 で す

︒ 事 故 が 起 こ っ た ら ど の く ら い の 強 さ の 爆 風 が

︑ ど の よ う に

︑ ど こ ま で 伝 わ っ て い く か

︑ 地 形 の

Spin Of f

リニアモーターカーの  先頭車両設計 

ロケット打上げの安全対策技術 

提供:(株)JR東海・総研

time

速 鉄 道 の 先 頭 車 両 の 設 計 ・ 評 価 に 応 用 さ れ て い ま す

︒ J R 西 日 本 の 5 0 0 系 新 幹 線

︑ J R 東 海 の 7 0 0 系 新 幹 線

︑ 山 梨 実 験 線 リ ニ ア モ ー タ ー カ ー の 先 頭 車 両 の 設 計 に は

︑ こ の 技 術 が 使 わ れ て い ま す ︒

M -%ロケット

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る た め に

︑ フ レ キ シ ブ ル ジ ョ イ ン ト に な っ て い ま す

︒ つ ま り

︑ が っ ち り 固 定 す る か わ り に

︑ リ ン グ 状 の ゴ ム と 鋼 板 を 交 互 に 3 次 元 的 に 積 み 重 ね る こ と で

︑ 柔 軟 性 を も た せ て あ る の で す ︒ こ の フ レ キ シ ブ ル ジ ョ イ ン ト の 製 造 技 術 と 品 質 管 理 手 法 が 免 震 用 の 積 層 ゴ ム に 活 か さ れ る こ と で

︑ 開 発 途 中 で あ っ た 製 品 の 信 頼 性 が 飛 躍 的 に 向 上 し た と い い ま す ︒ 交 互 に 積 み 重 ね ら れ た 板 状 の 柔 ら か い ゴ ム と 硬 い 鋼 板 ︵ 積 層 ゴ ム ︶

︒ ゴ ム の 柔 ら か さ が ︑ そ の 水 平 方 向 の バ ネ 特 性 と 変 形 性 能 に よ っ て

︑ 建 物 に 地 震 の 揺 れ が 伝 わ る の を 抑 え

︑ 鋼 板 の 硬 さ が 建 物 の 重 さ を 支 え る の だ そ う で す ︒ 積 層 ゴ ム だ け で は

︑ 地 震 が 収 ま っ た あ と も ゆ っ く り と し た 横 揺 れ が 続 く た め

︑ そ の 揺 れ を 抑 え る ダ ン パ ー な ど と 組 み 合 わ せ る こ と で

︑ 免 震 装 置 は 構 成 さ れ ま す ︒ 私 た ち は

︑ 突 然 や っ て く る 地 震 を 回 避 す る こ と は で き ま せ ん

︒ し か し

︑ 地 震 の 揺 れ か ら 建 物 を 守 る こ と が で き れ ば

︑ 人 的 ・ 物 的 被 害 を 小 さ く す る こ と は で き ま す ︒ 免 震 用 の 積 層 ゴ ム が 開 発 さ れ

︑ そ の 有 効 性 が 実 際 の 地 震 で 実 証 さ れ る こ と に よ っ て

︑ 免 震 構 法 が 急 速 に 広 ま り つ つ あ り ま す ︒

暮 ら し の 安 全 と 宇 宙

れ て い ま し た

︒ ふ つ う の 建 物 は 地 面 の 上 に 建 っ て い ま す が ︑ 免 震 建 築 で は

︑ 地 面 と 建 物 の あ い だ に ︑ 地 震 の 揺 れ が じ か に 建 物 に 伝 わ る の を 防 ぐ 免 震 装 置 が 設 置 さ れ ま す ︒ グ ラ グ ラ と い う 激 し い 揺 れ を

︑ 免 震 装 置 が ゆ っ く り と し た 小 さ な 揺 れ に 変 え て く れ る お か げ で

︑ 地 震 か ら 人 命 や 建 物 を 守 る こ と が で き る の で す ︒

﹁ 水 仙 の 家

﹂ の 場 合

︑ 最 大 8 0 0 ガ ル あ っ た 地 動 が 約 4 分 の 1 に 低 減 さ れ た と い い ま す H ︒

2 ロ ケ ッ ト の モ ー タ ー ケ ー ス と ノ ズ ル の 接 合 部 は

︑ 打 ち 上 げ 時 の 振 動 に 対 応 す

数 あ る 自 然 災 害 の な か で も 恐 い も の の 代 表 と い え ば

︑ 今 も 昔 も 地 震 で は な い で し ょ う か

︒ 不 動 で あ る は ず の 大 地 が 揺 れ 動 く の で す か ら

︑ 不 安 に か ら れ る の も 当 然 で す し

︑ 大 地 震 と も な れ ば 被 害 も 甚 大 で す ︒ 平 成 16 年 10 23 月 日 に 起 き た 新 潟 県 中 越 地 震 は ま だ 記 憶 に 新 し い と こ ろ で す

︒ マ グ ニ チ ュ ー ド 6.8

の こ の 地 震 で

︑ 新 潟 県 小 千 谷 市 の 震 度 は 6 強 と 発 表 さ れ ま し た

︒ 多 く の 建 物 が 被 害 を 受 け る な か で

︑ 棚 か ら 物 ひ と つ 落 ち ず ︑ 外 壁 に 目 に 見 え る 亀 裂 も 生 じ ず

︑ 地 震 の 影 響 を ほ と ん ど 感 じ さ せ な い 建 物 が あ り ま し た

︒ 小 千 谷 総 合 病 院 老 人 保 健 施 設

﹁ 水 仙 の 家

﹂ で す

︒ こ の 建 物 は

︑ 地 震 後 に は 病 院 棟 の 入 院 患 者 や 近 隣 住 民 の 避 難 所 と し て も 使 わ れ た そ う で す ︒ 平 成 7 年 の 阪 神 淡 路 大 震 災 の 直 後 に 計 画 さ れ た ﹁ 水 仙 の 家

﹂ は

︑ 医 療 関 係 施 設 で あ る こ と か ら

︑ 強 い 地 震 が あ っ て も そ の 機 能 を 維 持 す る こ と が で き る よ う に

︑ 免 震 構 法 を 取 り 入 れ て 建 て ら Spin Of f

免震用積層ゴム支承 

H- IIロケットのジョイント技術 

JAXA筑波宇宙センター 総合開発推進棟にも免震 構造が採用されています。

小千谷総合病院 介護老人保健施設 水仙の家 

設計・写真提供:(株)三菱地所設計 施工:大成建設(株)

フレキシブルジョイントは、ロケットの ノズルとモーターケースの間にある ゴムを用いて柔軟性を持たせた接合 部です。写真はH-

@

ロケット固体 ロケットブースタ (SRB ) の模型です。

ゴムと鋼板を 3 次 元 的 にリ ング状に積層 した構造

積層ゴム支承の設置例

系積層ゴム支承は建物と基礎の間に設置され、建物の荷重を支えながら地震 時に水平方向へせん断変形し、建物へ伝わる地震の力を減少させます。

提供:(株)ブリヂストン

(6)

10

波 が

︑ 遠 く 太 平 洋 を 越 え て や っ て き て

︑ 被 害 を 受 け た こ と も あ り ま し た

︒ 私 た ち に は 津 波 の 発 生 を 止 め る こ と は で き ま せ ん

︒ し か し

︑ ど れ く ら い の 規 模 の 津 波 が あ と ど れ く ら い た つ と や っ て く る か を 正 確 に 予 測 す る こ と が で き れ ば

︑ そ し て そ の 情 報 を 的 確 に 伝 達 す る こ と が で き れ ば

︑ 海 辺 か ら 退 避 す る な ど に よ っ て

︑ 被 害 を 最 小 限 に く い 止

め る こ と は で き ま す ︒ 地 球 の 上 空

︑ 高 度 10

〜 50 キ ロ メ ー ト ル は 成 層 圏 と 呼 ば れ

︑ 空 気 は あ る け れ ど 気 象 変 化 が ほ と ん ど 起 こ ら な い 領 域 で す ︒ そ の な か で も 特 に 風 の 穏 や か な 高 度 20 キ ロ メ ー ト ル の あ た り に

︑ 全 長 約 2 0 0 メ ー ト ル の 巨 大 な 飛 行 船 を 浮 か べ

︑ 新 し い 通 信 ・ 放 送 や 地 球 観 測

︑ 災 害 監 視 な ど の た め の ネ ッ ト ワ

ー ク 基 地 と す る ﹃ 成 層 圏 プ ラ ッ ト フ ォ ー ム

﹄ の 研 究 が

︑ 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 で 進 め ら れ て い ま す

︒ 試 験 飛 行 を 終 え た 機 体 を 海 上 で 回 収 す る た め に 開 発 さ れ た の が ﹁ G P S 式 波 浪 計 測 シ ス テ ム

﹂ で す

︒ こ れ ま で

︑ G P S 単 独 測 位 の 位 置 精 度 20 は メ ー ト ル 程 度 で

︑ ブ イ に G P S 受 信 機 を 搭 載 し て 波 浪 デ ー タ を セ ン チ の 単 位 で 計 測 す る た め に は

︑ 近 く の 海 岸 に 基 地 局 を 設 置 す る な ど

︑ 複 雑 な シ ス テ ム が 必 要 で し た ︒ と こ ろ が 新 た に 開 発 さ れ た シ ス テ ム を 使 う と

︑ カ ー ナ ビ 程 度 の G P S 受 信 機 で も

︑ 今 ま で よ り ず っ と 低 コ ス ト で ︑ 波 浪 デ ー タ を 波 高 10 セ ン チ

︑ 波 向 5 度 の 精 度 で 計 測 で き る そ う で す ︒ 波 高

︑ 波 向

︑ 波 の 周 期

︑ 波 浪 ス ペ ク ト ル な ど

︑ 波 に 関 す る さ ま ざ ま な 情 報 が こ の シ ス テ ム に よ っ て 簡 単 に 得 ら れ る と い い ま す ︒ こ の 計 測 器 を ブ イ に 搭 載 し

︑ ア ン カ ー を つ け て 海 上 に 浮 か べ た り

︑ ア ン カ ー を は ず し て 漂 流 さ せ る こ と で

︑ 潮 の 速 さ や 流 れ な ど の 情 報

︑ 外 洋 の 波 浪 の 情 報

︑ 津 波 の 情 報 な ど が 得 ら れ る と 考 え ら れ て い ま す ︒ す で に 実 用 化 の た め の 実 験 が 始 ま っ た こ の シ ス テ ム

︑ 津 波 の 被 害 を 抑 え る の に も 役 立 っ て く れ る こ と で し ょ う

暮 ら し の 安 全 と 宇 宙

9

こ こ の と こ ろ

︑ 自 然 災 害 の ニ ュ ー ス を 耳 に す る こ と が 多 い よ う に 思 い ま す

︒ 台 風

︑ 集 中 豪 雨

︑ 地 震

︑ そ れ に 伴 う 津 波

︒ 2 0 0 5 年 8 月 に ア メ リ カ 南 部 を 襲 っ た ハ リ ケ ー ン ﹃ カ ト リ ー ナ

﹄ や

︑ 2 0 0 4 年 12 月 26 日 に イ ン ド ネ シ ア ・ ス マ ト ラ 島 沖 を 襲 っ た 大 地 震 の 被 害 の 大 き さ に は

︑ 目 を お お う も の が あ り ま す

︒ マ グ ニ チ ュ ー ド 9.0 の

巨 大 地 震 に よ っ て

︑ イ ン ド 洋 一 帯 で は 約 23 万 人 の 死 者 ・ 行 方 不 明 者 が で ま し た が

︑ そ の 多 く が 地 震 に よ っ て 引 き 起 こ さ れ た 大 規 模 津 波 の 被 害 者 で し た

︒ 津 波 に 関 す る 知 識 の 不 足 が 犠 牲 を 拡 大 し た と も い わ れ て い ま す ︒

﹁ ツ ナ ミ

﹂ と い う 言 葉 は ︑ 以 前 か ら 英 語 に 取 り 入 れ ら れ て い ま し た が ︑ こ の 地 震 を 期 に 国 際 語 と な っ た 感 が あ り ま す ︒ い く つ も の プ レ ー ト が ぶ つ か り あ う 場 所 に 位 置 し

︑ 四 方 を 海 に 囲 ま れ た 日 本 は

︑ 昔 か ら 地 震 と 津 波 の 被 害 に く り 返 し あ っ て き ま し た

︒ 南 米 の チ リ で 起 き た 地 震 に よ る 津

Spin Of f

波浪・津波観測 

成層圏プラットフォーム実験技術 

JAXAでは、高速飛行実証機の航法装置開発時 に蓄積されたGPS技術を基盤とし、研究開発を 行った成層圏滞空試験機の海上回収ミッション による技術を開発してきました。この技術が、

気象観測や海難救助のための「GPS式波浪計測 システム」として製品開発され、これまでに気象 庁が石廊崎沖、室戸沖で利用した実績があり、

今後の拡大展開が検討されています。

提供:(財)日本気象協会

成層圏プラットフォーム

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も の で

︑ す で に い ろ い ろ な も の に 使 わ れ て い ま す

︒ た と え ば

︑ 電 気 カ ミ ソ リ の 刃

︒ 刃 は 硬 く て 鋭 角 な ほ ど よ く 切 れ ま す ︒ で も

︑ 皮 膚 に あ た る 部 分 は し な や か で あ っ て ほ し い

︒ そ こ で 硬 度 が あ り

︑ か つ

︑ し な り の い い 傾 斜 機 能 素 材 を 内 刃 に 使 っ た

︑ 刃 先 角 60 度 と い う シ ャ ー プ な エ ッ ジ を も つ 電 気 カ ミ ソ リ が 作 ら れ ま し た

︒ 腕 時 計 に も 採 用 さ れ て い ま す ︒ チ タ ン は

日 常 の 暮 ら し と 宇 宙

1 7 0 0 度 を 超 え る 高 熱 が 発 生 し ま す ︒ こ の 力 や 熱 に 耐 え る に は ど う し た ら よ い の だ ろ う か ︒ セ ラ ミ ッ ク ス は 熱 に は 強 い が 力 に は 弱 い し 加 工 が む ず か し い ︒ ス テ ン レ ス は 強 度 が あ り 機 械 加 工 性 に 優 れ て い る が

︑ 熱 を 伝 え て し ま う

︒ こ の 両 者 を 単 に 張 り 合 わ せ た の で は

︑ そ の 温 度 差 で 境 目 が 割 れ て し ま う

︒ さ て ど う し た も の か

︒ 今 か ら 約 20 年 前

︑ ス ペ ー ス プ レ ー ン の た め の 超 高 温 断 熱 材 料 を 開 発 し て い た 研 究 者 た ち は 頭 を ひ ね り ま し た

︒ そ し て た ど り つ い た の が

︑ 表 面 は セ ラ ミ ッ ク ︑ な か に 向 か う に つ れ て 次 第 に 混 ぜ る 金 属 の 量 を 増 や し て

︑ ゆ る や か に 性 質 を 変 化 さ せ る 傾 斜 機 能 材 料 で し た

︒ 傾 斜 機 能 材 料 は

︑ 使 用 す る 環 境 に 合 わ せ て

︑ 必 要 と さ れ る い く つ も の 機 能 を 取 り 込 む た め に

︑ 材 料 組 成 を 少 し ず つ 変 化 さ せ た

あ な た は 虫 歯 が あ り ま す か ︒ 歯 の 構 造 を み る と

︑ 表 面 は 硬 い エ ナ メ ル 質

︑ そ の 下 は や や 硬 め の 象 牙 質

︑ 中 心 は 血 管 や 神 経 が 分 布 す る 柔 ら か な 歯 髄 と 3 層 構 造 に な っ て い ま す

︒ 少 し ず つ 硬 さ が 変 化 し て

︑ 表 面 は 硬 く

︑ 中 心 は や わ ら か く な る よ う に で き て い る の で す

︒ 骨 も ま た そ う で す

︒ 歯 や 骨 だ け で な く

︑ 自 然 界 に 見 ら れ る も の の 多 く が

︑ 環 境 に 応 じ て 少 し ず つ な だ ら か に 構 造 や 組 織 が 変 化 す る よ う に 作 ら れ て い ま す ︒ そ し て

︑ 硬 い 表 面 を も つ 竹 が 同 時 に し な や か で も あ る よ う に

︑ 相 反 す る と い っ て も い い よ う な い く つ か の 性 質 を あ わ せ 持 っ て い る の で す ︒ 宇 宙 船 が 地 上 に 戻 っ て く る に は 大 気 圏 を 通 ら な け れ ば な り ま せ ん

︒ し か し

︑ そ の 際 ︑ 大 気 と の 摩 擦 に よ っ て 強 い 力 が か か り

Spin Of f

シェーバー、野球スパイク、人工骨  宇宙往還機の材料技術 

極超音速機 スペースプレーン

チタンの表面処理技術 の「デュラテクト・チタ ン」を適用した腕時計。

チタンの表面処理技術 は、大同ほくさんが特 許を持つ「NVバイオナ イト処理」技術を基に シチズンが 単 独 で 開 発。傾斜機能になって いるので、表面硬化層 が剥離(はくり) しにくく なっています。この 技 術は腕時計のベゼル、

バンドなどの外装部品 で採用されています。

提供:シチズン時計(株)

刃は、鋭角なほど切断能力は アップします。ステンレス薄板の 微細精密塑性加工技術を開発 し、それを適用し創製した硬度 傾 斜 機 能 材を内 刃に採 用し、

刃先角60° のシャープなエッジ を達成。

提供:松下電工(株)

使

超硬スパイク

(靴 底に埋め 込まれている)

超硬合金(WC‐Co系合金)は、土砂に対して極めて耐摩耗性に優れています。激しい野球の動き の中で生じる、突発的な衝撃に対処するため、シャンク部と境界部に衝撃緩和機能を持たせ、

超硬合金への負荷が軽減される構造。

提供:ミズノ(株)

傾斜機能材は野球スパクにも使われています。

軽 い う え に ア レ ル ギ ー を 起 こ さ な い と い う 特 徴 を も っ て い ま す が

︑ 硬 度 が 低 く 傷 が つ き や す い と い う 欠 点 が あ り ま す

︒ そ こ で

︑ 表 面 を 硬 く は が れ に く く す る た め に

︑ 傾 斜 機 能 材 に し て 使 っ て い ま す ︒ 近 年

︑ 骨 粗 し ょ う 症 な ど

︑ 骨 や 関 節 に 問 題 を か か え る 人 が 増 え て い ま す ︒ 人 工 骨 の 研 究 も 進 ん で い ま す が

︑ 単 に 丈 夫 で 耐 蝕 性 に す ぐ れ て い る だ け で は 役 に 立 ち ま せ ん

身 体 に 害 の な い

︑ 生 体 親 和 性 の よ い も の で な け れ ば な ら な い の で す ︒ こ こ で も 傾 斜 機 能 技 術 を 応 用 す る こ と が で き ま す ︒ 宇 宙 航 空 分 野 で 考 案 さ れ た 傾 斜 機 能 材 料 は

︑ 工 業 材 料

︑ エ レ ク ト ロ ニ ク ス 材 料

︑ 生 体 材 料 な ど な ど

︑ さ ま ざ ま な 分 野 で こ れ ま で に な い 機 能 を 発 揮 す る と 考 え ら れ て い ま す ︒

内刃断面 拡大

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あ て

︑ 特 定 の 波 長 が ど れ だ け 減 少 し た か を 計 測 す れ ば

︑ 含 ま れ て い る 糖 と 酸 の 量 が わ か る と い う わ け で す ︒ 糖 度 セ ン サ ー が 使 わ れ る よ う に な っ て

︑ 栽 培 方 法 も 見 直 さ れ る よ う に な り ま し た

︒ 玉 を 大 き く す る 目 的 で 行 わ れ る 月 6 の 追 肥 や 袋 か け が 糖 度 を 落 と す こ と

︑ 日 当 た り の 悪 い 下 枝 の 実 の 糖 度 が 低 い こ と な ど が わ か っ た か ら で す ︒

糖 度 セ ン サ ー は そ の 後

︑ み か ん

︑ メ ロ ン

︑ ス イ カ

︑ り ん ご ︑ な し

︑ ト マ ト に も 使 わ れ る よ う に な り ま し た

︒ そ の う え

︑ 糖 度 だ け で な く

︑ 酸 味

︑ 硬 さ

︑ 蜜 入 り の 有 無 な ど も

︑ 1 秒 間 に 6

〜 個 7 の ス ピ ー ド で 測 定 で き る そ う で す ︒

﹁ 光 セ ン サ ー 選 別

﹂ と い う 表 示 は ︑ そ の 果 実 が 確 実 に 甘 い こ と を 示 し て い ま す ︒ こ の セ ン サ ー

︑ 最 近 で は ア メ リ カ

︑ 韓 国

︑ 台 湾 な ど か ら も 引 き 合 い が あ る そ う で す ︒

日 常 の 暮 ら し と 宇 宙

地 下 資 源 を 探 査 す る 人 工 衛 星 に そ の ヒ ン ト が あ っ た の で す ︒ 1 9 8 0 年 代 後 半

︑ 資 源 探 査 を 主 目 的 と す る 地 球 観 測 衛 星 ふ よ う 1 号 ︵ 92 年 打 ち 上 げ

︶ に 搭 載 す る セ ン サ ー の 開 発 が 進 め ら れ て い ま し た

︒ 三 井 金 属 で は

︑ 石 油 探 査 に 関 連 し て

︑ 石 灰 岩 の 分 布 状 況 を 知 る た め の 画 像 処 理 技 術 や 分 光 分 析 技 術 の 研 究 が

︑ ラ ン ド サ ッ ト の 衛 星 画 像 を 使 っ て 行 わ れ て い ま し た

︒ こ の 技 術 を 果 実 の 糖 度 セ ン サ ー に 応 用 で き な い か

︒ 果 実 の 非 破 壊 検 査 方 法 を 模 索 し て い た 部 門 か ら の 依 頼 を 受 け て

︑ 研 究 が 進 め ら れ ま し た

︒ そ し て 89 ︑ 年

︑ 桃 の 糖 度 を 測 る 世 界 初 の 光 セ ン サ ー が 完 成 し ま し た

︒ 可 視 光 よ り 波 長 が 少 し 長 い 近 赤 外 線 は

︑ 果 実 を 透 過 す る そ う で す

︒ ま た

︑ 果 実 に 含 ま れ る 糖 や 酸 は

︑ 特 定 の 波 長 の 近 赤 外 線 を 吸 収 す る と い う 性 質 を も っ て い ま す

︒ こ の 二 つ の 性 質 を 利 用 し て

︑ 果 実 に 近 赤 外 線 を

果 物 は お 好 き で す か

︒ 果 物 の な か に は

︑ 外 見 か ら は 甘 い の か

︑ 酸 っ ぱ い の か

︑ ま る で わ か ら な い も の が あ り ま す ︒ こ れ ぞ と 思 っ て と っ た 果 実 が ま ず か っ た と き に は

︑ ひ ど く 損 し た 気 が す る も の で す ︒ 生 産 者 に と っ て も

︑ 消 費 者 に お い し い 果 実 を 提 供 で き る か ど う か は 大 問 題 で す

︒ 果 汁 を 搾 っ て 糖 度 を 測 定 し た と し て も

︑ 傷 の つ い た そ の 果 実 は 売 り 物 に な り ま せ ん し

︑ ほ か の 果 実 の 甘 さ が 同 じ か ど う か は

︑ 個 体 差 が あ る の で 正 確 に は わ か り ま せ ん

︒ 果 物 の な か で も

︑ 桃 は 味 の ば ら つ き が と く に 大 き く

︑ そ の う え 傷 み や す い 果 実 で す ︒ 実 を 傷 つ け る こ と な く

︑ 甘 さ を 測 る 方 法 は な い も の か

︒ 約 20 年 前 の こ と

︑ 悩 み に 悩 ん だ 桃 の 生 産 者 が

︑ た ま た ま 参 加 し た 三 井 金 属 の 技 術 説 明 会 で

︑ 何 か う ま い 解 決 方 法 が な い か と 相 談 を も ち か け ま し た

︒ 答 え が 思 わ ぬ と こ ろ か ら で て き ま し た

Spin Of f

果物の糖度センサー  人工衛星のセンサー 

糖度センサーで 計測中のりんご

コンベア上で糖度選別されるみかん 地球観測衛星「ふよう1号」

地球観測衛星「ふよう1号」の 光学センサー開発の過程から 派生した画像解析技術を応用 し、みかん、すいか、メロン用 の糖度非破壊測定センサーの 開発に応用されています。

近赤外線を当て、通過した光 のスペクトルを分析すること で、糖度と酸度を一瞬に測 定できます。

提供:(財)熊本テクノポリス財団 三井金属鉱業(株)

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18

さ ら な る 利 用 法 と し て

︑ 宇 宙 飛 行 士 の 体 内 を 見 る カ メ ラ を 発 想 し

︑ 開 発 に 着 手 し た と い う こ と で す

﹁ N O R I K A 3

﹂ と 呼 ば れ る こ の カ プ セ ル

︑ 飲 ん で か ら 7

〜 8 時 間 で 自 然 に 排 泄 さ れ ま す

︒ 受 診 者 は カ プ セ ル を 飲 み 込 ん だ う え で

︑ コ イ ル が 内 蔵 さ れ た ベ ス ト を 着 用 し

︑ 検 査 を 受 け る そ う で す ︒ カ プ セ ル の 位 置 や 向 き の 制 御

︑ 画 像 撮 影 に 必 要 な 電 源 は

︑ ベ ス ト に 内 蔵 さ れ た コ イ ル か ら 無 線 で 供 給 さ れ る の で

︑ バ ッ テ リ ー 切 れ を 心 配 す る こ と な く

︑ 何 枚 で も 胃 壁 や 腸 壁 の 撮 影 が で き る と い い ま す

︒ ま た

︑ 家 庭 用 ゲ ー ム 機 に 使 わ れ て い る よ う な コ ン ト ロ ー ル ス テ ィ ッ ク で カ プ セ ル の 向 き や 位 置 を 調 整 で き る お か げ で

︑ 特 別 な 技 量 を マ ス タ ー し な く て も 医 師 は モ ニ タ ー を 見 な が ら 簡 単 に 操 作 が で き る と か

︒ さ ら に

︑ カ プ セ ル 内 に あ 40 る パ ー セ ン ト の 空 き ス ペ ー ス に 薬 剤 を 入 れ て 患 部 に 噴 射 し た り

︑ レ ー ザ ー 装 置 を 入 れ て 治 療 し た り と い う 応 用 も 考 え ら れ て い る そ う で す ︒ 一 日 も 早 い 実 用 化 が 望 ま れ ま す ︒

健 康

・ 福 祉 と 宇 宙

17

腸 の ど の 消 化 器 官 で も す べ て チ ェ ッ ク で き る よ う に な る そ う で す ︒ こ の カ プ セ ル 型 内 視 鏡 に は 超 小 型 の C C D カ メ ラ が 搭 載 さ れ て お り

︑ 発 光 ダ イ オ ー ド で 照 ら さ れ た 部 分 を 毎 秒 30 枚 の 速 度 で 動 画 撮 影 し て い く と か

︒ テ レ ビ モ ニ タ ー に 映 し 出 さ れ た そ の 画 像 を 見 る こ と で

︑ ま さ に 腹 の 中 が 手 に 取 る よ う に わ か る の だ そ う で す

︒ こ の カ メ ラ を 開 発 す る き っ か け は

︑ 国 際 宇 宙 ス テ ー シ ョ ン プ ロ ジ ェ ク ト に 参 加 し た こ と だ と か

︒ 地 上 4 0 0 キ ロ メ ー ト ル 上 空 を 飛 ぶ 宇 宙 ス テ ー シ ョ ン に 連 結 さ れ る 日 本 の 実 験 棟 ﹁ き ぼ う ﹂ の な か で は

︑ 数 十 種 類 の 小 型 植 物 が 栽 培 さ れ ま す ︒ 人 工 光 源 を あ て

︑ 微 小 重 力 下 で の 成 長 を 観 察 す る た め に

︑ フ ィ ル ム ケ ー ス サ イ ズ の 小 型 カ メ ラ が 採 用 さ れ ま し た

︒ そ の 際

︑ 技 術 者 が 小 型 カ メ ラ の

胃 カ メ ラ を 試 し た こ と が あ り ま す か

︒ あ れ

︑ け っ こ う 苦 し い ん で す ね

︒ か な り の 太 さ の チ ュ ー ブ を 口 か ら 入 れ る だ け で も 大 変 な の に

︑ 検 査 す る あ い だ 身 動 き す る こ と も で き な い の で す か ら

︒ 胃 の 調 子 は 気 に な る が 胃 カ メ ラ は ち ょ っ と と 二 の 足 を 踏 む 人 も 多 い よ う で す

︒ 昔

︑ ﹁ ミ ク ロ の 決 死 圏

﹂ と い う ア メ リ カ の S F 映 画 が あ り ま し た

︒ ミ ク ロ 化 さ れ た 医 療 チ ー ム が

︑ 脳 内 出 血 を 起 こ し た 科 学 者 の 血 管 の な か に 小 さ な 潜 水 艇 に 乗 っ て 入 り

︑ 悪 戦 苦 闘 の 末 に 患 部 に た ど り つ き

︑ 患 者 の 命 を 救 う と い う ス ト ー リ ー で し た

︒ こ れ と 似 た こ と が 現 実 に で き る よ う に な り つ つ あ り ま す

︒ 直 径 9 ミ リ

︑ 長 さ 23 ミ リ の カ プ セ ル を 飲 む だ け で

︑ 食 道

︑ 胃

︑ 十 二 指 腸

︑ こ れ ま で は 胃 カ メ ラ の 届 か な か っ た 小 腸

︑ そ し て 大

Spin Of f

カプセル型内視鏡 

宇宙ステーション実験モニター用  CCDカメラ 

「きぼう」 に搭載される 小型CCDカメラ

宇宙用カメラ の発想が活か されました。

国際宇宙ステーション 超小型カプセル型CCDカメラと無線で制御・操縦す

るコントローラ、電力送信と姿勢制御用のコイルを内 蔵したベストで形成されています。外形は直径9mm、

長さ23mmのピル型、筐体部分は樹脂を使用してい ます。国際宇宙ステーションの日本の実験棟 「きぼう」

に搭載される植物実験モニター用CCDカメラの経験 とアイデアが活かされています。

提供:(株)アールエフ

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(11)

健 康

・ 福 祉 と 宇 宙

ま し た

︒ 完 成 し た 平 面 2 次 元 グ ラ フ ィ ッ ク デ ィ ス プ レ イ は

︑ 上 側 に 縦 15 セ ン チ

︑ 横 20 セ ン チ の 表 示 板 が つ け ら れ た 箱 型 の も の で す

︒ こ の 表 示 板 に は

︑ 3 ミ リ 間 隔 で 約 3 0 0 0 個 の 穴 が 開 け ら れ て お り

︑ そ れ ぞ れ か ら プ ラ ス チ ッ ク の ピ ン が 浮 き 出 す よ う に な っ て い ま す

︒ 浮 き 出 た ピ ン を 触 る こ と で

︑ 文 字

︑ 図 形

︑ 記 号

︑ グ ラ フ ィ ッ ク な ど

︑ さ ま ざ ま な 表 示 を 認 識 す る こ と が で き る わ け で す

︒ 通

な い と 考 え ら れ て い ま し た

︒ 平 成 11 年

︑ 当 時 の 宇 宙 開 発 事 業 団 に 一 人 の 視 覚 障 害 者 が 入 社 し ま し た

︒ あ る 衛 星 の 運 用 に 必 要 な 情 報 を 得 る た め

︑ 模 擬 デ ー タ を 使 っ て 研 究 す る 仕 事 に つ い た の で す が

︑ 彼 は コ ン ピ ュ ー タ 画 面 を 見 る こ と が で き ま せ ん

︒ こ の と き ﹁ 衛 星 の 運 用 は 誰 で も で き る

﹂ を ス ロ ー ガ ン に

︑ 衛 星 の 軌 道 図 や 地 図 を 点 図 で 表 示 す る 方 法 の 検 討 が 始 め ら れ ま し た

︒ 世 界 中 で 研 究 が 進 め ら れ て は い る も の の

︑ パ ソ コ ン 画 面 を リ ア ル タ イ ム で 表 示 で き る よ う な 装 置 は 存 在 し て い ま せ ん で し た

︒ そ こ で

︑ 視 覚 障 害 者 用 の コ ミ ュ ニ ケ ー シ ョ ン 機 器 を 開 発 し て い る K G S 社 の グ ラ フ ィ ッ ク セ ル を 使 い ︑ 全 盲 の 研 究 員 が 協 力 す る こ と で

︑ 平 成 11 年 か ら 開 発 が 始 め ら れ ま し た

︒ こ の 研 究 は

︑ 翌 平 成 12 年 に は 宇 宙 開 発 ベ ン チ ャ ー 研 究 に 選 ば れ

︑ 衛 星 監 視 用 点 図 グ ラ フ ィ ッ ク デ ィ ス プ レ イ が 試 作 さ れ Spin Of f

一般向けの点図ディスプレイ  衛星監視用点図ディスプレイ 

文書のレイアウトや図表の作成など、点字や音声だけでは難しかったグラフィカルな操作 に力を発揮します。画面を触りながら、マウスのクリックやドラッグの操作ができ、GUIの 環境をより深く理解することが出来ます。表示部は32 ドット×48 ドット。

提供:ケージーエス(株)

点 字 を ご 存 知 で す か ︒ サ イ コ ロ の 6 の 目 を 思 い 浮 か べ て く だ さ い

︒ 縦 3 段

︑ 横 2 列 の 計 6 個 の 点 で で き て い ま す ね

︒ そ の 6 点 の う ち の ど れ か

︑ い く つ か を 組 み 合 わ せ る こ と で か な な ど を 表 し た の が 点 字 で す ︒ 上 段 左 の 1 点 だ け な ら ﹁ あ

﹂ ︵

︶ ︑ 中 段 左 と 上 段 右 の 2 点 な ら

﹁ お

﹂ ︵

︶ ︑ カ 行 を 表 す の が 下 段 右 の 1 点

︒ で す か ら ﹁ か

﹂ ︵

︶ は 上 段 左 と 下 段 右 の 2 点 で

︑ ﹁ こ

﹂ ︵

︶ は 中 段 左 と 上 段 右

︑ 下 段 右 の 3 点 で 表 さ れ ま す ︒ 視 覚 障 害 者 は 紙 面 を 突 起 さ せ た 点 字 を 指 で 触 り な が ら 文 章 を 読 ん で い き ま す ︒ 視 覚 障 害 者 に と っ て コ ン ピ ュ ー タ は 手 ご わ い 相 手 で す ︒ 点 字 や 音 声 を 使 う こ と で 書 い た り 読 ん だ り す る こ と は で き る と し て も

︑ 文 書 の レ イ ア ウ ト や 図 表 の 作 成 と い っ た グ ラ フ ィ カ ル な 操 作 は ま ず 無 理 だ か ら で す

︒ そ こ で

︑ 図 表 に 関 係 す る よ う な コ ン ピ ュ ー タ 操 作 の 仕 事 は

︑ 視 覚 障 害 者 向 き で は

目の不自由な人たちがコンピュータを操作できるよう、ディスプレ イに表示される図形や動画を手触りで識別できるように作られ たシステム。パソコンに接続して図形情報を点図の形でリアル タイムに表示できます。JAXAの「宇宙開発ベンチャー・ハイテク 開発制度」 を通じて、人工衛星の運用作業用に開発したものが 商品化され、大学や図書館、職場などで活用されています。

常 の 画 面 情 報 を 瞬 時 に ピ ン の 動 き に 変 換 す る こ と も 可 能 で

︑ 静 止 画 だ け で な く 動 画 も 認 識 で き る と い う 画 期 的 な も の で し た

︒ こ の デ ィ ス プ レ イ は 研 究 員 が 人 工 衛 星 の 運 用 作 業 を 模 擬 す る の に 使 い ︑ そ し て 同 様 の も の が 民 生 分 野 向 け に 商 品 化 さ れ ま し た

︒ 学 校 ・ 図 書 館 を は じ め と す る 教 育 機 関 な ど で 利 用 さ れ

︑ 今

使

て い

す ︒

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22

キ や 電 車 の パ ン タ グ ラ フ と い っ た 振 動 体 の 断 熱

︑ 寒 冷 地 の 道 路 や 水 道 管 の コ ー テ ィ ン グ ︑ 冷 熱 設 備 の シ ー ル 材 な ど

︑ さ ま ざ ま な も の へ の 応 用 が 考 え ら れ て い ま す

︒ 快 適 な 生 活 を 守 り つ つ

︑ 環 境 へ の 負 荷 を 減 ら す ひ と つ の 方 法 と し て

︑ 断 熱 効 果 を 考 え て み る の も よ い の で は な い で し ょ う か ︒

ロ ケ ッ ト 打 ち 上 げ の さ い

︑ 人 工 衛 星 が 入 れ ら れ た 先 端 部 分 を カ バ ー す る フ ェ ア リ ン グ は

︑ 強 い 風 圧 と 高 熱 に さ ら さ れ ま す ︒ し か し

︑ な か の 衛 星 に そ の 熱 が 伝 わ っ て は 困 り ま す ︒ そ こ で 断 熱 材 が 使 わ れ る の で す が ︑ 打 ち 上 げ の 振 動 で は が れ る こ と が あ っ て は な り ま せ ん

︒ ま た

︑ 重 力 に 逆 ら っ て 打 ち 上 げ る た め

︑ 機 体 は で き る だ け 軽 く し た い と こ ろ で す ︒ フ ェ ア リ ン グ に 使 わ れ る 断 熱 材 は

︑ い く つ も の 厳 し い 条 件 を ク リ ア す る 必 要 が あ り ま す ︒ 試 行 錯 誤 の 結 果

︑ H

2 ロ ケ ッ ト の た め に 新 た な 断 熱 材 が 開 発 さ れ ま し た

︒ 塗 布 式 の こ の 断 熱 材 は

︑ 接 着 性 に 優 れ て い る の で ほ か の 接 着 剤 を 必 要 と せ ず ︑ 室 温 で 硬 化 す る の で 固 め る た め の 設 備 も 不 要 と か

︒ 変 形 に も

︑ 曲 げ に も

︑ 高 温 低 温 ど ち ら の 熱 に も

︑ 衝 撃 に も 強 い た め

︑ ひ び 割 れ や 剥 離 が 生 じ る こ と も な く

︑ 軽 く て

︑ 薄 く 塗 る だ け で 断 熱 性 が あ り

︑ 遮 音 性

︑ 制 振 性 ま で あ る と い う 優 れ も の な の だ そ う で す ︒ こ の 技 術 は ︑

﹁ 国 際 新 技 術 フ ェ ア 2 0 0 2

﹂ に お い て ﹁ 第 2 回 優 秀 新 技 術 賞

/ 優 秀 新 技 術 特 別 賞

﹂ を 受 賞 し

︑ そ の 後 建 築 用 の 塗 布 式 断 熱 材 と し て 実 用 化 さ れ ま し た

︒ 今 後

︑ 電 子 機 器 の 局 所 的 な 断 熱

︑ 自 動 車 の ブ レ ー

環 境

・ エ ネ ル ギ ー と 宇 宙

21

を 一 瞬 に し て 解 決 し て く れ る

︑ 簡 単 明 白 な 方 法 が あ る わ け で は あ り ま せ ん

︒ 消 費 エ ネ ル ギ ー を 減 ら す た め に

︑ で き る こ と か ら

︑ 少 し ず つ や っ て い く し か な い の で す

︒ 断 熱 と い う の も

︑ そ の ひ と つ の 方 法 で し ょ う ︒ 冷 凍 庫 の ド ア シ ー ル 材 を よ り よ い も の に し て 漏 熱 や 熱 侵 入 を 防 ぐ

︑ と い う の は ご く 身 近 な 例 で す ︒ ま た

︑ 建 物 を 断 熱 に よ っ て 夏 の 暑 い 日 差 し や 冬 の 冷 気 か ら 守 る こ と が で き れ ば

︑ 冷 暖 房 に 必 要 と さ れ る エ ネ ル ギ ー を か な り 削 減 で き る で し ょ う

︒ ど ん な 温 度 帯 で も

︑ ど ん な 形 で あ っ て も

︑ そ し て 振 動 や 荷 重 が 加 わ る よ う な ど ん な 劣 悪 な 状 況 下 で も

︑ 断 熱 が で き る よ う に な れ ば

︑ 日 本 全 体 で

︑ そ し て 世 界 中 で 節 約 で き る エ ネ ル ギ ー 量 は 相 当 な も の に な る に ち が い あ り ま せ ん

地 球 温 暖 化 は 私 た ち に と っ て 切 実 な 問 題 に な り つ つ あ り ま す ︒ 温 室 効 果 を も た ら す 二 酸 化 炭 素 な ど の 排 出 量 を な ん と か し て 減 ら さ な け れ ば

︑ 環 境 が ま す ま す 悪 化 し て い く こ と は 明 ら か で す

︒ と い っ て も

︑ す べ て

Spin Of f

建築、電子機器用断熱材  ロケット断熱材 

ロケット先端部用に開発され た技術。軽量で熱制御性に 優れ、かつ優れた施工性を有 しています。建築用の塗布式 断熱材として実用化されたほ か、電子機器用の断熱材とし ての活用が期待されています。

フェアリング開頭試験

提供:(株)日進産業

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拍 子 そ ろ っ た エ ン ジ ン が あ り ま す ︒ 1 8 1 6 年

︑ ス コ ッ ト ラ ン ド の 牧 師

︑ ロ バ ー ト ・ ス タ ー リ ン グ に よ っ て 発 明 さ れ た

︑ 外 燃 機 関 の 一 種 で あ る ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン で す

︒ 夢 の よ う な こ の エ ン ジ ン で す が

︑ ピ ス ト ン が 二 つ 必 要 で あ る と か

︑ 高 圧 に 耐 え る た め と い っ た 理 由 か ら 大 き く 重 く せ ざ る を

﹁ お 湯 で 発 電 が で き る

﹂ ︒

○ で し ょ う か

︑ × で し ょ う か ︒ 答 え は

︒ 発 電 の 仕 組 み を 学 ぶ 教 材 と し て

︑ お 湯 を エ ネ ル ギ ー 源 と す る キ ッ ト が 実 際 に 売 ら れ て い ま す

︒ 私 た ち の 身 の 回 り に は

︑ 工 場 や 焼 却 炉 の 廃 熱 の よ う に

︑ 無 駄 に 捨 て ら れ て い る エ ネ ル ギ ー が た く さ ん あ り ま す

︒ ま た

︑ み ん な に 平 等 に 降 り 注 い で い る 太 陽 熱 や

︑ 風 力 と い っ た

︑ ク リ ー ン な 自 然 エ ネ ル ギ ー も ほ と ん ど 使 わ れ て い な い の が 現 状 で す ︒ 地 球 温 暖 化 が 問 題 に な っ て い る 現 在

︑ こ れ ら の エ ネ ル ギ ー を 有 効 利 用 す る こ と が で き た ら

︑ 地 球 に と っ て も 私 た ち に と っ て も ど ん な に よ い こ と で し ょ う ︒ 熱 効 率 が い い

︑ 熱 源 を 選 ば な い

︑ 環 境 に や さ し い と

︑ 3 Spin Of f

低公害・高効率発電システム  宇宙用発電システムの検討 

スターリングエンジンは外燃機 関の一種で、シリンダ内に密封 され た 作 動 流 体 を 外 部 から加 熱・冷却することにより得られ る圧力変動を利用して動力を取 り出すことができます。

得 な い こ と

︑ コ ス ト が 高 く つ く こ と な ど の た め

︑ 残 念 な が ら あ ま り 普 及 し ま せ ん で し た

︒ あ と か ら 出 て き た ガ ソ リ ン エ ン ジ ン や デ ィ ー ゼ ル エ ン ジ ン な ど の 内 燃 機 関 の 技 術 が 発 達 す る に つ れ て

︑ い つ し か 表 舞 台 か ら 姿 を 消 し て し ま っ た の で す

︒ そ れ で も

︑ 捨 て が た い 利 点 が あ る た め

︑ そ の 後 も 時 々

研 究 開 発 が 行 わ れ て き ま し た

︒ 宇 宙 で 長 期 間 利 用 す る こ と が 可 能 な エ ネ ル ギ ー 源 は

︑ 太 陽 エ ネ ル ギ ー と 原 子 力 エ ネ ル ギ ー だ け で す

︒ こ の 両 方 を 利 用 す る こ と が で き る う え に

︑ 効 率 も よ い こ と か ら

︑ 宇 宙 航 空 研 究 開 発 機 構 は 将 来 の 宇 宙 用 電 源 と し て ﹁ フ リ ー ピ ス ト ン ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン

﹂ の 先 端 的 な 研 究 開 発 を 始 め ま し た

︒ こ の エ ン ジ ン は

︑ ピ ス ト ン の 直 線 運 動 を リ ニ ア 発 電 機 で 直 接 電 力 に 変 換 す る も の で

︑ 機 械 損 失 が 少 な く

︑ 高 効 率 で 信 頼 性 の 高 い 発 電 シ ス テ ム を 実 現 で き る そ う で す

︒ お ま け に 構 造 は シ ン プ ル

︑ 組 み 立 て も 簡 単 だ と い い ま す ︵ 熱 機 関 の 原 理 を 学 ぶ の に 適 し て い る こ と か ら

︑ 教 材 に も 採 用 さ れ て い ま す

︶ ︒ 悪 化 の 一 途 を た ど っ て い る 地 球 環 境

︒ 無 駄 を な く し

︑ 自 然 の エ ネ ル ギ ー を う ま く 利 用 す る こ と が で き れ ば

︑ 地 球 へ の 負 荷 を か な り 減 ら す こ と が で き る で し ょ う

︒ 温 度 差 に よ る 気 体 の 膨 張 ・ 収 縮 に よ っ て 作 動 す る フ リ ー ピ ス ト ン ス タ ー リ ン グ エ ン ジ ン は ︑ お 湯 を 含 め て

︑ あ ら ゆ る 熱 源 に 対 応 可 能 だ と い い ま す ︒ 太 陽 熱 や 廃 熱 も 利 用 で き る

︑ 高 効 率 な 地 球 に や さ し い エ コ

︵ 低 公 害

︶ エ ン ジ ン と し て

︑ 現 在

︑ 宇 宙 だ け で な く

︑ 地 上 で も 実 用 化 す べ く ︑ 開 発 が 進 め ら れ て い ま す

環 境

・ エ ネ ル ギ ー と 宇 宙

従来から同エンジンは理論的な熱効率が高いため、エネルギーの有効利用に有望だと評価されてきましたが、民 生用としてはコストなどの面で問題があり実用化されていませんでした。しかし、最近になって京都議定書の締結 など地球環境問題に対する意識の高まりから、排熱もエネルギー源として利用できる同エンジンの低公害性・高 効率性が注目され、民生用として実用化が検討されています。JAXAでは、スターリングエンジンの中でも、信頼 性が高く機械的損失も少ないフリーピストンスターリングエンジンの先端的な研究開発を実施しています。平成 17年4月、JAXA との共同研究成果に基づき松下電器産業(株)が事業化のためのベンチャーを起業しました。

写真(中央、右) は、教育用に開発・販売されたスターリングエンジンキットです。

提供:コンセプトプラス(株)

国際宇宙ステーションの日本の実験棟「きぼう」

スターリングエンジンは「きぼう」の 曝露部で、太陽熱発電としての利用 等を目指して研究されていました。

スターリングエンジンの実験キットも市販されています。

写真 (上) :スターリングエンジンを搭載した車のキット。車、

発電、扇風機の3つの実験が楽しめます。写真(左) :手 のひらの熱でまわるエンジン。

提供:(株)学習研究社

2005年11月に日本工業大学で開催された 『第9回

スターリングテクノラリー』 で金賞を受賞したスター リングエンジンカー。スターリングテクノラリーは、

自作スターリングエンジンの性能とアイデアを競う

目的で1997年から毎年開催されている協議会

です。写真は、8分間でどれだけの距離を走れる

かを競う人間乗車クラスで走行距離1,189  mを

達成し優勝した車です。

提供:中日本自動車短期大学

(14)

26

吸 着 す る と い う 役 目 も も っ て い ま す が

︑ 宇 宙 で は 洗 濯 が で き ま せ ん

︒ 身 体 を 清 潔 に 保 っ た り

︑ 臭 い を お さ え る に は ど う し た ら い い か を 考 え て い く う ち に

︑ 宇 宙 仕 様 の 素 材 を 開 発 す る 必 要 が あ る な と

︑ だ ん だ ん に 話 が 発 展 し て い き ま し た

︒ い ま

︑ 肌 触 り が よ く て

︑ 汗 や 汚 れ を よ く 吸 収 す る け れ ど

︑ 熱 や 湿 気 を こ も ら せ な い 機 能 を も つ 繊 維 を 考 え て い ま す

そ う い う 素 材 が で き れ ば

︑ 地 上 で 災 害 が 起 き た と き な ど に も 役 立 ち そ う で す ね

え え

︑ あ と 寝 た き り の 方 に も

衣 服 以 外 の こ と に つ い て も 研 究 な さ っ て い る と う か が い ま し た が

は い

︒ 16 年 度 か ら J A X A の オ ー プ ン ラ ボ の 制 度 を 利 用 し て

︑ ﹁ 宇 宙 で の

暮 ら し ・ 生 活 支 援

﹂ の 研 究 を し て い ま す

︒ 宇 宙 で の 生 活 全 般 を ま と め て 面 倒 み よ う と

︒ た と え ば

︑ 睡 眠 の 質 を よ く す る た め に

︑ プ ラ イ ベ ー ト な 空 間 を ポ ー タ ブ ル に 作 っ て

︑ 状 況 に 応 じ た 照 明

︑ 音

︑ 匂 い な ど を 提 供 す る こ と を 考 え て い ま す ︒ そ の 空 間 は ま た

︑ 本 を 読 ん だ り 作 業 を し た り

︑ 各 人 の 知 的 活 動 を す る 場 と も な る 予 定 で す

い ま 研 究 は ど の 段 階 ま で 進 ん で い ま す か

ど の 程 度 の も の が 必 要 か リ サ ー チ し て

︑ 協 力 し て く だ さ る 企 業 の 方 々 と も 話 し 合 い

︑ 設 計 を ほ ぼ 終 え た と こ ろ で す

︒ い ろ ん な 業 種 の 企 業 の か た が 賛 同 し て く だ さ り

︑ 協 力 体 制 が 整 っ て き た お か げ で

︑ あ と は 実 際 に 作 れ ば い い

︑ と い う 段 階 に 入 り つ つ あ り ま す

先 ほ ど の 衣 服 も そ う で し た が

︑ こ う い う 研 究 は 地 上 で も 応 用 で き そ う で す ね

そ の よ う に 考 え て い ま す

︒ 初 め か ら 宇 宙 だ け の も の を 開 発 す る の で は な く

︑ 地 上 で あ る 程 度 で き 上 が っ た 技 術 を ベ ー ス に し て 宇 宙 仕 様 の も の を 作 り

︑ そ

れ を 再 び 地 上 で 利 用 す る わ け で す

宇 宙 は あ る 意 味 で 極 限 状 態 で す か ら

︑ そ こ で 快 適 に 過 ご す た め に 使 え る 技 術 や も の は

︑ 地 上 で 快 適 に 暮 ら す た め に も 大 い に 役 立 つ と い う こ と で す ね

︒ 宇 宙 と 地 上 で キ ャ ッ チ ボ ー ル を す る た び に

︑ よ り よ い も の が で き て い く と

え え

︑ そ う 思 い ま す

宇 宙 用 に 開 発 さ れ た 技 術 の な か に は

︑ す で に 地 上 で 取 り 入 れ ら れ

︑ 生 活 に 役 立 っ て い る も の も け っ こ う あ る ん で す よ

︒ 本 来 と は 異 な る 目 的 に 技 術 が 使 わ れ る こ と を ﹁ ス ピ ン オ フ ︵ 技 術 移 転

︶ ﹂ と い う の で す が

︑ 宇 宙 技 術 の ス ピ ン オ フ の 例 を 意 外 な と こ ろ で 見 る こ と が で き ま す ︒

25

宇 宙 ス テ ー シ ョ ン

︵ I S S

︶ な ど で ど ん な 衣 服 を 着 用 し た ら 快 適 か つ 清 潔 に 過 ご せ る か 研 究 し て み ま せ ん か

︑ と い う お 話 が 2 0 0 1 年 ご ろ に あ り ま し た

︒ 衣 服 を 着 て い て も 寒 い 感 じ が す る

︑ と い う 宇 宙 飛 行 士 の 言 葉 に

︑ 微 小 重 力 の 宇 宙 で は 身 体 の ま わ り の 空 気 の 分 布 が 地 上 と は 異 な る の で さ も あ り な ん

︑ と 興 味 を も っ た の が 一 つ の き っ か け で し た

な る ほ ど

ま た

︑ 衣 服 は 身 体 か ら 出 る 汚 れ を

今 日 は

︑ ﹁ 暮 ら し の 中 の 宇 宙

﹂ を テ ー マ に

︑ 私 た ち の 生 活 と 宇 宙 と の 意 外 な つ な が り に つ い て

︑ 日 本 女 子 大 学 の 多 屋 先 生 と お 話 を し た い と 思 い ま す ︒ 多 屋 先 生 は 衣 服 を 中 心 と し た 生 活 支 援 に 関 す る 研 究 を 主 に な さ っ て い る そ う で す が

︑ 宇 宙 と の 接 点 は ど ん な と こ ろ に あ っ た の で し ょ う か

私 が 衣 服 内 環 境 を 制 御 す る と い う 研 究 を し て い た せ い で し ょ う か

︑ 国 際

【特別対談】生活。暮らしの中の宇宙 ︻

特 別 対 談

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野 本 陽 代

多 屋 淑 子

野本陽代さん

多屋淑子さん

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