J-SPARC 宇宙イノベーションパートナーシップ

JAXA
宇宙進出を脅かすデブリ問題 
ALEとJAXAのデブリ低減化の狙いとは 

スペースデブリ(宇宙ごみ)の拡散防止事業

衛星の本体価格と打ち上げコストの低下によって活発化する衛星打ち上げ。その一方で、宇宙の軌道上にある不要な人工物体「宇宙デブリ(宇宙ゴミ)」が増加することが予測されています。このまま数が増え続けると衛星軌道にあるデブリ同士が衝突・破損することでさらにデブリの数が増加する「ケスラーシンドローム」により、今後の宇宙開発を妨げてしまう可能性もあります。こうした課題を解決しようと、人工流れ星事業などを手がける株式会社ALEはJAXAのJ-SPARCの枠組みのもと、デブリ拡散防止装置の開発に着手。宇宙デブリを減少させる技術の確立を目指します。J-SPARCの共創活動に取り組む、株式会社ALEの蒲池康チーフエンジニア(以下、蒲池氏)と、JAXA研究開発部門第二研究ユニット研究領域主幹・河本聡美(以下、河本)が対談しました。

2020年春に
人工流れ星イベントを開催

株式会社ALE
 チーフエンジニア
 蒲池康

蒲池氏:今回の導電性テザーの研究は、宇宙空間の利用を促進するために必要となります。我々の会社、株式会社ALEは、「人工流れ星」をビジネス化する取り組みで知られています。これには背景があり、人工流れ星を使って高層大気の研究をしたり、エントリーする軌道を正確に予測する技術を見つけたりといった、科学貢献を本来の目的としています。

これらを継続的に研究するためには、資金が必要です。その調達をエンターテイメントという形で行おうとしているわけです。「科学とエンターテイメントの両立による宇宙技術の革新」をコンセプトに、エンターテイメントと科学発展の両輪で事業に取り組む会社を目指しています。

つい先日、JAXAの支援を受けて、イプシロンロケット4号機に小型実証衛星「革新的衛星技術実証機1号機」を搭載し、打ち上げました。分離に成功し、現在ミッション軌道上への移動を続けています。今年の夏にはもう1機を直接低軌道に打ち上げて、ミッションに臨みます。

人工流れ星の最初のイベントは、2020年春、広島・瀬戸内で開くことを予定しています。これがうまくいけば、世界初の人工流れ星イベントとなるのではないでしょうか。

蒲池氏:また、現在、弊社はJ-SPARCの枠組みのもと、導電性テザーを用いたデブリ拡散防止に貢献する装置の開発を中心に取り組んでいます。実は、人工流れ星事業を始めた当初、デブリのことをあまり理解できていませんでした。しかし、実際に人工衛星を打ち上げるに当たり、宇宙デブリ問題がどれほど重大でデブリ増加が宇宙開発全体にとってどれほどリスクなのか、また、弊社にとっても大いに事業リスクとなることを認識することが出来ました。

私たちはまず、この問題を解決するために何ができるかを考えました。人工衛星を使用した後、どうやって焼却しようか。あるいは人工衛星の軌道を変更し、それ自体を流れ星にできないか。こうした研究を続けました。

導電性テザーは、他の手段と比較して小型の装置によって、ミッション終了後の人工衛星を大気圏に誘導して焼却させることができます。そうすることで、宇宙デブリ発生を防ぐことができるのです。

私たちの人工衛星の軌道を変える装置は、世の中のデブリを減らすことにも使えます。課題解決に貢献できるのではと考え、導電性テザーの研究を続けていたJAXA、神奈川工科大学と共同研究を開始しました。

本共創活動の役割分担

技術と知見、スピード感を
共有した研究を

JAXA研究開発部門 第二研究ユニット
 研究領域主幹・共創メンバー
 河本聡美

河本:JAXAでは導電性テザーの研究に継続して取り組んでまいりました。そのためノウハウやデータの蓄積があります。しかし、JAXAのような国の機関だと、とても慎重にプロジェクトを進めざるを得ません。実証の機会が非常に少なく、ゴーサインが出にくいところがあります。

しかし、実際に一緒に取り組んで、民間の方はスピード感が全然違うと感じています。「ビジネス化が大切だ」というぶれない軸を持っておられるため、これまで私たちになかったスピード感に対する強い意思が感じられます。

蒲池氏:今回は、私たちにとってもメリットが大きいと感じます。JAXAは、かねてよりテザーの研究に取り組んでいたことで、テザーの持つ可能性や問題点などを知り尽くしています。
これにより、開発を加速させることができるでしょうし、信頼性の高いものが作れるとも感じています。私たちは宇宙業界出身の人間が少ないので、そういう歴史や技術をキャッチアップすることができ、大変助かっています。

一方で私たちがJAXAに対して提供できるのは、これまで培ってきた、低コスト化や大量生産の民生技術提供です。お互いに不足している部分を補い合いながら、引き続き、Win-Winの状態で開発を進められるといいなと思っています。

導電性テザーの開発で広がる
利用可能な宇宙領域

導電性のテザーに電流を流すことで地球磁場との干渉で衛星軌道運動方向とは逆向きに「ローレンツ力」が発生。衛星の高度が落ちていく。

蒲池氏:ALEのミッションは、宇宙産業への貢献です。現在、人類は宇宙で経済圏、文化圏を作ろうと活動しています。その一環で、宇宙をもっとみんなに広く知ってもらい、宇宙を使う業者が増えていくことを目標としています。

宇宙に進出するためには、技術力が不可欠。高度が高くなればなるほど、軌道からの除去が難しいので、ガイドライン上、一定の高さまでしか打ち上げることができません。しかし、技術が確立することができれば、より高い軌道まで進出することができるのです。

今回の導電性テザーの取り組みにより、人工衛星がミッション完了後に簡単・確実に軌道を落とせるようになれば、誰もが宇宙をもっと高いところで使えるようになるんです。そうすることで、人類が活用できる領域は広がっていくのです。

もちろん、ビジネス的な視点でも魅力があります。私たちはビジネス化においては「信頼性」が最も大切であると考えています。例えば、導電性テザーの信頼性が80%しかなければ、逆にデブリを増やしてしまうことにもなりかねません。信頼性を確実に担保するには、JAXAと共に研究を進めることが最も近道だと考えています。私たちが作った信頼性の高いものをどうやって売り、どうやって優位性を維持するのか。こうした点を、JAXAと協議しています。

河本:導電性テザー技術は、地上で検証できないのでなかなか難しい。その壁を乗り越える上で、民間企業ならではスピード感と決断力が重要だと思います。こうした実行力の部分でALEさんのお力添えをいただければと考えています。

蒲池氏:我々は、ビジネス視点で量産を見据えたものづくりに取り組んでいます。JAXAには、設計ノウハウやリスクの洗い出しについて、教えていただいています。このように上手く役割分担はできていると感じています。

河本:これまで私たちが研究してきた知見で、お役に立てる部分があれば。こうした考えに基づいて、支援させていただいています。企業のスピード感を持った実現力は、私たちの研究の後押しにもなるんです。

実験中の導電性テザー試作品を手に持つJAXA河本

宇宙を新たな経済・開発の舞台に

蒲池氏:宇宙を使いたいという方は多くいらっしゃいます。したがって、我々として、利用を広げていきたいと考えています。宇宙利用が広がり、様々なセンサーが軌道上に増えたとすれば、天気予報だってもっと正確になります。人の移動も、一目瞭然となります。今と比べて便利になり、生活のあり方も変わっていくと考えています。

しかしながら、懸念される「ケスラーシンドローム」により宇宙デブリが増えすぎてしまえば、低軌道が使えなくなり、宇宙開発全体が停滞してしまいます。それだけは、なんとしてでも避けたい。それでも宇宙を広げていきたい。その両方を今進めている導電性テザーの研究で実現していきたいです。

河本:宇宙にはさまざまな可能性があります。私はデブリの研究が専門なので、現在の状況を危惧しています。今後、ミッション終了後に運用を終えた人工衛星などを確実に軌道上から離脱させ、大気圏に再突入させて燃焼させる技術が確立すれば、宇宙開発はより盛んになると思います。そうすれば、持続的な宇宙開発にもつながるのではないでしょうか。

蒲池氏:宇宙は、多くの人にとって神秘的で魅力的なものだと思います。宇宙に携わる仕事がしたいと思っている人は、たくさんいます。新しい技術を宇宙で使えるということは、可能性に満ちており、エンジニアにとって魅力的なんです。経済圏としても、開発の環境としても、魅力あふれる場所。それが宇宙なのでしょう。

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