さてらいこ.jp

あの日から二年と一日。

２年前の今日、3月12日10時28分、JAXAの地球観測衛星「だいち」が震災後初めての緊急観測を実施。貴重な第一報をもたらします。

http://www.eorc.jaxa.jp/ALOS/img_up/jdis_opt_tohokueq_110312.htm

■東日本大震災では、ヘリコプターは救助活動と輸送に引っ張りだこ、国交省の観測機は沿岸部の偵察に投入されてしまい、被災地全域（特に内陸部）の広域偵察に割り振れるリソースが決定的に不足していました。こうした有事に於いて、昼夜天候放射能汚染に左右されず航空機に比べ圧倒的な観測能力をもつ人工衛星という存在は無くてはならないモノでした。

ただし桁違いの観測能力を持つ人工衛星ですが弱点もあります。人工衛星は原理として決まった軌道を同じスピードで周回するだけで、何時何分に○×上空を観測と指定して飛行することはできません。アニメの様に突然進路を変え目的地上空に飛んでいくことは出来ないのです。なので災害発生から短時間に観測できるかどうかはすべて偶然に頼るしかありません。これは人工衛星であるならば避けては通れない問題です。

そこで考えられたのがセンチネルアジアや国際災害チャーター。これは各国が持つ地球観測衛星を緊急時に協力させて被災地を集中観測しようという国際的な取り組みです。この取り組みを使えば世界中の観測衛星がバラバラの時間に何度も被災地上空を撮影することが出来ます。事実こうした取り組みが威力を発揮して東日本大震災では海外衛星による大量の観測データがもたらされ、災害状況の把握、救助活動の立案から復興計画の策定にとさまざまな局面にて役立てられたのです。

■あの震災からもう２年。宇宙基本法が制定されたことで、日本のODAを使った日本製地球観測衛星の輸出もまもなく始まります。輸出された衛星達を仲間に加え、災害時の共同観測ミッションは更に強化されつつある。さらに震災の反省として、「地球観測衛星は安全保障面で必要不可欠で有り、世代交代の切れ目無く維持、保有していく」という方針が政府として確認された。というのが震災を教訓とした最近の流れ。

一方、「だいち」衛星が寿命で失われたあとは、現在日本としては災害時の緊急観測に使える人工衛星を（実質）保有しておらず衛星による観測態勢はいわば”空白”の状態。現在急ピッチで制作中である二機の地球観測衛星の運用が開始されるまではまだまだ1年ちかくかかります。その間だけでも、大きな災害が起きないことを、ただ祈るしかありません。

 

 

 

来年度予算を見てみよう

時はまさに年度末！関東ではすっかり春めいてまいりました。ご無沙汰しております。いまも確定申告でてんやわんやではありますが、あれが終わったら○○、コレが終わったら××とか言っている内に最近なにも出来なくなってしまったので、ここは流れを変える意味でも、えいやと更新してしてしまおうと思います。

今の旬と言えばやはり来年度予算でございます。今日は平成二十五年度の宇宙開発予算案を読みながらすこし小話でも。

  さてここで用意したのが内閣府宇宙戦略室による、来年度宇宙予算資料です。タイトルの通り来年度宇宙関係予算と施策をまとめたモノでＪＡＸＡだけでなく全官庁の施策も網羅した大変便利な一覧でございます。あくまで代表的なモノがピックアップされているだけなのですが全体の傾向を掴むことは出来ると思います。

■ＪＡＸＡ予算は全体の1/2に過ぎない
予算全体を見回すと、あれれと思う方も居るかも知れません。日本の宇宙開発予算は全官庁合計で3218億円。このウチＪＡＸＡの予算とされているのは文部科学省の1600億円（ちなみにＮＨＫの年間予算は6500億、トヨタの研究開発費（2010）は7600億程）。 その他目立つ項目として内閣府の情報収集衛星関連が全体の1/5、そしてここ数年で拡大してきたのが防衛関連で、弾道ミサイルを迎撃するための弾道ミサイル防衛（ＢＭＤ）と防衛用途の通信衛星でさらに1/5程が使われています。つまりここでのポイントは、日本の宇宙予算の約半分はＪＡＸＡ以外の官庁で使われており、宇宙利用はＪＡＸＡという専門機関にとどまらず、すでに社会全体に波及しているということです。

■30年後の未来より明日のパンへ
さらにＪＡＸＡの予算を見ていきます。文科省枠のさらに厳密なＪＡＸＡ枠は1625億円。前年度比6％減、過去最低の水準です 。文科省枠として表記されているのはイプシロンロケットからGOSAT-2（いぶき2）までの6項目。過去最低な予算枠の中のほぼ全てが過去のプロジェクトの継続（つまり2号機とか4号機）という点に注目です。

JAXAは複数の地球観測衛星を運用しており、これらの衛星は、3年から5年ごとに切れ間無く更新しなければなりません。さらに宇宙ステーションの運用で毎年400億円が固定費として消えていきます。つまりこれらの”継続は力なり”的な長期観測プロジェクトは、その一方で10年後を見越した新規プロジェクトの立ち上げを難しいモノにしてしまうという面も持っています。この一覧の中でゼロから始まる新規プロジェクトは唯一イプシロンロケットのみで、政府としての方針に沿った”30年後の未来よりすぐ使えるモノにリソースを投入しなさい”という傾向が強くなっています。コレが二つ目のポイント。繰り返しになりますが、あくまでこのリストは主な施策のみピックアップされているだけで、コレが全てではありません。

■JAXAで生んでユーザーが育てる
一方で冒頭にお話しした通り、もはや人工衛星の利用はＪＡＸＡに留まらなくなっています。日本版GPS衛星といわれる「みちびき」は1号機をJAXAで打上げたあとは、内閣府が予算を取ってプロジェクトを継続していますし、温暖化ガスを計測する「いぶき」は、1号機はほぼJAXA予算でしたが、2号機は環境省とワリカンでの製作となっています。

現代萌衛星図鑑でも紹介した気象衛星「ひまわり」は初号機は科学技術庁/宇宙開発事業団（現JAXA）が100％費用負担していましたが、ひまわり5号は宇宙開発事業団が25％、気象庁が75％。6/7/8号機は100％気象庁が負担しています。

三つ目のポイント。つまりリスクを伴う1号機の製作と打上げ運用はJAXAが担い、プロジェクトが安定する2号機以降の運用や費用負担はユーザーとなる官庁が引き受ける、という流れが生まれつつあります。

■宇宙科学は全体の2割未満
そして最後に、これは一回お話ししておいた方が良いかもしれない。宇宙開発なんて夢とロマンに税金を投入するなんて・・・という人も昔に比べれば減ってきましたが、マスコミでさえいまだにこのイメージを持っている 方が少なくありません。ですがこの一覧を見て頂いていかがでしょうか？

このリストのなかで、星の成り立ちを研究し、世の理解を深める宇宙科学として予算が計上されているのは「はやぶさ2」のみなのです。日本の宇宙科学を担う宇宙科学研究所（ISAS）の予算は200億強（すみません、直近のデータが見つかりません）。日本の宇宙開発の予算の約半分の、そのまた1/7。つまり、一部の方がやり玉に挙げる根拠とする宇宙開発予算における「夢とロマン」成分は、実は全体の2割にも満たないのです。

 

・・・ネガティブな話題ばかりなのも嫌なのでもう少しポジティブな点も挙げておきましょう。↓

 

・何はともあれ「はやぶさ2」。長く予算上の危機が伝えられていましたが、今回のようやく予算の目処がつきました。前年度比72億円のプラスです。2014年度打上げ。

・何はともあれ「ALOS-2」。「だいち」が2011年5月に活動を停止してしまい、日本本土をレーダー観測できる衛星がいなくなってしまったことで、前倒し前倒しで補正予算が組まれ急ピッチで製造が行われています。開発も進み、いよいよ来年度打上げ。経産相の光学観測衛星ＡＳＮＡＲＯも製作が進んでおり来年度打上げ予定。この二機が揃うと再び日本の国土全域をレーダー/光学によって定期観測出来るようになります。

・そして日本の宇宙開発の未来を占う日本のハイテクてんこ盛り次世代ロケット「イプシロン」。怒濤の満額回答 82億円。来年度打上げ

いずれの4つとも、過去の教訓と昨今の新しい設計思想を取り入れた個性豊かでスマートな次世代機達です。古い思想を脱ぎ捨てた、新しくて面白い未来を見せてくれると思います。

以上全然小話になりませんでしたが来年度予算の雑感などお送りしました。

 

--以下業務連絡

現在「さてらいこjp」がお世話になっているtypePadさんなのですが、4月あたりから日本語サポートが終わってしまうそうで、このまま何事も無いように継続、というのは難しそうです。現状、引っ越し・・・というのは時間と手間的に大変に難しく、うまく更新出来るようならこのまま続けますが、もしかしたら個人のblogとセットでサクッと無くなるかもしれません、無くならないかもしれません。

もしblogが消えたらツイッターなどで探して下さいまし。

 

 

 

 

 

宇宙環境問題

アメリカの上層大気観測衛星UARSが24日午後地球に落下しました。1991年打上げとのことですから20年振りの帰還ですね。良い機会なので任務を終えた人工衛星達についてちょっとお話しなどしてみようかと思います。

 

・そもそも宇宙ゴミって、何が問題
宇宙ゴミとは人類の宇宙活動によって発生するゴミの事を言います。具体的には死んだ人工衛星や、ロケットの上段、衛星分離の度に飛び散ったボルトやゴミ、燃料の燃えかすetc、etcなどです。これら宇宙ゴミはスペースデブリと呼ばれ その総数は1mm以下のデブリを含めると数兆個にも及びます。そのうち人類がレーダーで捉えカタログ化し追跡を継続しているのはわずか14000個程度に過ぎません（2008年データ）。

この宇宙ゴミの何が問題かというと、秒速8kmという恐ろしいスピードで飛び回っていること。さらにデブリが他のデブリにあたり、更なるデブリを呼びつつあるということにあります。

我々で言うのならば、ぶつかれば船を余裕で沈める危険性のあるゴミが浦賀水道や明石海峡にじゃぶじゃぶと増えて、このままじゃ船で海に出られなくなっちゃうんじゃない？ということ。

秒速8kmというスピードはわかりやすく言えば音速の24～25倍に相当しペンキのカケラ一辺でスペースシャトルのガラスにヒビを入れるほどの破壊力を持ちます。スペースシャトルは92年から05年までの54回のミッションで微少デブリの窓への衝突が1634回、そして92回に及ぶ窓の交換が行われているほどなのです。

今回は駆け足ではございますが、その宇宙ゴミの発生に対してどんな対策が取られつつあるのかなどをつらつらとご紹介。

・ＬＥＯとＧＥＯ
人工衛星というものは通常、高度数百から800kmくらいの高度を飛ぶ低軌道（LEO）の衛星（「だいち」や「いぶき」などの地球観測衛星や偵察衛星など）と高度36000kmの静止軌道（GEO）を飛ぶ衛星（ひまわりなどの気象衛星など）の二つに分けられます（今回は惑星探査機などは除外します）。

 ・静止軌道衛星の場合
高度36000kmを飛ぶ静止衛星はとても高度が高いので、衛星が死んでしまってもまず地球へは落ちてきません。ならばそのまま放置しても良さそうな気がします。でもこの軌道はとても便利なので役目を終えた衛星は次の衛星が入ってこられるように最後の燃料を使って軌道を離脱、世に言う墓場軌道なるモノに移動してここで最後を迎えます。

こうして衛星が廃棄のために軌道を変更することをデオービット（de-orbit）といいます。

・地球に落ちてくるデブリ達
では今回話題となったUARS衛星や、我らが愛した「だいち」衛星や「いぶき」衛星、大きなモノでは国際宇宙ステーションなどの低軌道衛星はどうなのでしょうか。

地表から数百キロの軌道を飛ぶこれらの衛星、一見すると高いところを飛んでいるように思われがちですが、地球の直径が1万2000kmであることを考えると実は地表から薄皮一枚上を飛んでいるに過ぎません。生きている間はエンジンを噴かして地球に落ちないように調整している衛星達も、死んでしまえば軌道上の極薄い大気の抵抗によって徐々に高度を落としていき、ついには落下します。大抵の部品は大気圏突入の際に燃え尽きますが、エンジンの耐熱部品など一部が地表に落下することがあります。

これはこれで大迷惑ではありますが、地球に落ちなければよい、というわけでもありません。死んだ衛星がいつまでも軌道を回っているとこれは他の衛星の活動を阻害します（いわゆるデブリになります）。なので日本の衛星は運用終了後25年以内に地球に落下することが求められていますし、同様に今回のUARS衛星も運用終了時に大気圏に落ちやすくなるようデオービット作業を行っているのです。また運用を終えた衛星は何かのはずみで爆発して破片をばらまくのを避けるために、体内の推進剤を全て放出したあと運用を停止します。

つまりは、打上げられたときはゴミを出さず、任務を終えたら速やかにデオービットで他の衛星に道を譲り、可能であればチリ一つ残さずに燃え尽きる。これが行儀の良い人工衛星の理想の姿。

そして宇宙デブリとなっているのは衛星だけではありません。ロケットのフェアリング（先端カバー）や上段エンジンも同様にゴミになります。「こうのとり（HTV）」はご存じの通り、運用終了後は南太平洋上のロケット墓場に確実に落下するように運用されています。人工衛星は積極的に大気に落とすことはされていないようですが、ロケットの上段エンジンなどは放っておくとこれも軌道上でデブリ化するので最近は積極的に洋上へ（管理された状態で）落とすようになりつつあるようです。H-2Aの場合でも二段目機体も今後は制御落下されるようになるのでしょうし、フェアリングは海上に落下してぷかぷか浮いて危ないので船で回収しています（これではコストがかかるので将来は「とても軽いけど海に沈むフェアリング」を開発中です）。

※日本ではJMR-003「スペースデブリ発生防止標準」なるものを基準として、衛星やロケットの設計や運用が行われています。

・そしてデブリで傷つく衛星達

環境問題が長年放置された末に現在の状況があるように、スペースデブリ問題も深刻の度を増しています。2007年の中国による風雲一号破壊実験、2008年のアメリカによる制御不能偵察衛星の撃墜処分、2009年のイリジウム33とコスモス2251の衝突事故など記憶に新しいところです。

スペースデブリによる実害が現れ始め、国産の衛星でも対デブリ対策が行われています。例えば観測網を敷設し、接近したら衛星が回避する運用手順の策定する。デブリで撃ち抜かれても即死しないよう電気配線を2線、3線と分岐させる。進行方向前面には重要な配管を置くのをやめる、などです。「きぼう」モジュールと「こうのとり」など、何よりも安全を重要視される宇宙機にかんしてはデブリバンパー（対デブリ装甲）などというものも使われることがあります（ただしこれも数㎝レベルの物体が当たればアウトです）。

現在では宇宙ステーションでの飛行士も常駐していますし、宇宙ホテルなどの計画も立ち上がり宇宙滞在人口は拡大していくものと考えられます。そうなればスペースデブリ問題への取り組みは現在以上に真剣に取り組まなければなりません。とはいえ1kgを打上げるのに100万円かかる現在の宇宙開発では、デブリ除去衛星など夢のまた夢であることは間違いなく、各国のモラルに頼らざる得ないのが実情です。