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ミクロの機械の作り方や動かし方とその応用の研究
ISSN 0285-2861 企雪白地面を照らしながら上昇する 55-520-2 号機,スパルパードにて 撮影 JanI v a rTangen (ノルウエ一極地研究所) 〈研究紹介〉 ミ ク ロ の 機 械 の 作 り 方 や 動 か し 方 と そ の 応 用 の 研 究 東 京 大 学 生 産 技 術 研 究 所 マ イ ク ロ メ カ ト ロ ニ ク ス 国 際 研 究 セ ン タ ー 1 藤 田 博 之 自分で歩き,簡単な動作を指令通りやるミクロの機 マイクロメカトロニクス 昔,ギリシャのある小国が隣の強固から難題を吹き 械を作ることができれば,難題は一気に解決します。 かけられました。「細長い巻き貝の天辺に穴をあけ, このような夢は,映画か小説の世界だけの話と思われ そこから下の口まで総を通せ。それができなければ属 ていましたが,最近これを現実に一歩近付けるような 国になれ」というものでした。貝はぐるぐると巻いて 研究成果が活発に発表されるようになってきました。 いて,いくら縦を押し込もうとしてもできません。 JQI 側帯電話やノートパソコンの小型軽量化をもたらした 日がせまり,王様や家臣が頭を抱えていると,一人の シリコンチップに代表される半導体の微細加工を利用 老婆がいい知恵を綬けてくれました。蟻に馬の毛を縛 して,数十 μm という大きさの倹械部品やモータ, りつけ,貝の口から追い込みます。天辺の穴に蜜を塗っ クチュエータ等を,シリコン基板の上に製作すること ておけば,蛾はそれに惹かれて螺旋形の通路を通り抜 が可能になったからです。 けます。後は事II を順に太くしていけばいいわけです。 ア 私たちの研究室では,このような夢の実現を目指し こうして小国は独立を保てたといいます。 てシワコンチップの微調H加工(マイクロマシーニング) さて,人工衛星や真空蓑置など非常にせまい場所で を用いて, ミクロの世界で微小な機械とエレクトロニ ものを取り扱ったり,胃カメラや血管に挿入されるカ クスを融合したシステムを作る研究(マイクロメカト テーテルのように人体中で検査や治療を行う場合,こ ロニクスの研究)を行っています。このミクロの ν ス の難題と同じ悩みがあります。例えば,胃カメラを欽 テムは日本ではマイクロマン /,外国で MEMS( 皿 lero んだことのある方は, electro-m配hanical systems) と呼ばれています。 I こんなかさぼるコードを付け ずに,薬のカプセルをちょっと大きくした程度のもの ミクロの機械を実現するために,私たちは次の 3 つ で,検査ができるようにならないかなあ」と感じられ の方向から研究を進めています。 たでしょう。 ①マイクロアクチュエータを中心とする要素デバイス 1 とその加工法の研究 設備の使用を管理する時に一番気をつけているのは, ②自分の行動を自分で決める賢いマイクロマシンの群 マイクロマシンの製作において最大限の自由度と最短 れが,協力して一つの仕事をするための制御法の研 のプロセス時間を目指すことです。論文などの締め切 究 りが迫って特急で仕事をすれば,マスク製作からマイ ③マイクロマシンのバイオやナノテクへの応JlJ クロマシンの完成まで l 週間程度で行えます。このよ これ以外の領域は「マイクロメカトロニクス国際研 うな体制は,考えついたことを直ちに実行して試し, 究センター」の教官や関述教官と一緒に研究していま 更に改良してゆく上で,極めて大切です。 す。例えば,マイクロマゾンの光技術への応用は年吉 講師が,微小流体システムや化学分析システムへの応 3. 研究テーマ 用は藤井筒夫助教疫が,機械的マイクロ 7:/ ーニング 3 . 1 マイクロマシンの作り方と動かし方 は増沢教疫が,またl原子レベルの超精密メカトロニク 高性能のマイクロマシンを作るには,立体的なマイ スを川勝助教授が担当するなど,全部で 8研究室が参 クロ綿造と良く動くマイクロアクチュエータが不可欠 加しています。また,センターのおす『をパリのエッフェ です。立体的なマイクロ情造の作り方として,シリコ ル塔の近くに低いてあり,フランスを中心 Iこ,オラン ン基仮をプラズマで垂直にエッチングする方法と,シ ダ,スイス, リコンの薄肢を高温で組成変形して立体的に組み上げ ドイツとの研究交流を推進しています。 今後は,アメリカやアジア諸国もこのマイクロマシン る方法の二つを開発しました。この加工法を使い,マ 研究ネットワークに参加してもらう予定です。 イクロアクチュエータとして,静 fE気や磁気の 11. 圧 fE効果,磁歪効果,形状記憶効巣,熱膨張など様々の 2. J京l!rr で動くものを実証しました。 研究室の概要 生産技術研究所は六本木から駒場(旧東大宇宙航空 研究所の跡地)に移転の録中ですが, 例えば図 1 は どちらのキャン 法で作った, i在者らが.l{ u師マイクロマシーニング i直筏 120μm のマイクロ i狩fE モータて'す。 パスも先端的な科学技術の情報の創造と交換の場になっ 材質は, ~1I~1.めっきしたニッケル股(厚さ 7μm) です。 ています。藤間研もその 'I" で,国際交流を含めて活動 円形に配置したステータ HI極に HI圧を}lij に加えると, しています。現在,職只2名,大学院生4名,外国人研 ドーナツ状の口ータが中心の閑定制l の周りをすべらず 究員(フランス凶立科学研究センターより派 ill) 6名, に転がり聞ります。俗にワプル(嬬動)モータと呼ばれ 企業からの共同研究只 3名など約 17 名の柄成です。研 る形式で,中心軸との路線が少ないため良く向転しま 究宅メンバーの半数近くがフランス人のため,研究打 す。 50V の駆動屯庄で最高 10,αxl阿転/分を得ており, ち合わせ会も英5!? を公JIl穏にしています。政4りJ は大変 ロータの質量が小さいため停止→位向向転→停止のサ ですが,グローパルスタンダードを目指して皆がんばっ イクルを 1 秒間に数回繰り返すことができました。 ています。 図2 は,シリコン基仮をプラズマで垂直にエッチン 設備としては, シリコンチップの製作法を利則した グして作った,静電アクチュエータです。これは,ディ ミクロの機械の加工法(半導体マイクロマシーニング) ジタル屯気入力に対応するアナログの機械変位を出力 に絞り,マスク設計から薄膜形成,フォトリソグラフィ, する DA変換穏で, エッチングなどの微調n加工,観察と Z平価まで一口して 入力端子に O(OV) か 1(150V) の4 ピァ卜 1;1号をパラレル 行えるようになっています。 に人れると, MEMDAC と呼んでいます。 4つの 380nm 釦l みで段大 5.7μm までの変位が得 られます。アクチュエータの変位は向lnHU圧の揺らぎ によらず,望みの値で安定しています。ビット数を噌 やせば,凹n の制御も可能で.~査プロープ顕微鏡や 厳気ディスクヘッドの位置決め機織, が 用 応 い 広 ど な 御 制 度 角 の ナ ャ キ ス 光 , ー タ . 1変 ル ィ フ 長 波 19J れ さ 待 。 す ま 3 . 2 群れで働くマイクロマシン マイクロメカトロニクスの魅力は 1111 こ小さいことで はなく, r センサや\II了 liil 路とアクチュエータを集積 化した笈索を多数問 II寺に製作できる」点にあります。 この特長を}会に生かすため,たくさんのマイクロマ 図 1 シンが協調して働くシステムを従来しています。 マイヲロ静電モータ(直径 100μm) ちょうど多数のアリがー阿ずつ1'1 11'. して動き,お互い 2 C a l4 ビ ッ ト デ パ イ ス の 全 体 図 C b l1 図2 ビ ッ ト 分 の 拡 大 図 静 電 ア ヲ チ ュ エ ー タ を 用 い た 機 械 式 デ ィ ジ タ ル ア ナ ロ グ 変 換 器 協力することで大きなエサを述ぶように .ft いマイク で し た 。 ま た , セ ン サ , ア ク チ ュ エ ー タ , 制 御 | 蔚 絡 を ロシステムを多数配 -ill し,お Ii いに iili絡しあって助け 組 み 込 ん だ モ ジ ュ ー ル を 平 図 的 に 放 べ た , 分 散 鍛 送 シ 合いながら一つの仕事を実行させようとするものです。 ス テ ム を 作 っ て い ま す 。 綴 送 シ ス テ ム の 新しい γ ステムの考え方として最近注闘されている向 体 を 望 み の 律分散ンステムのマイクロ版です。 物 体 の 形 状 に よ る 分 別 作 業 を マ イ ク ロ マ シ ノ ン チ ッ プ と アレイ状に:;IJi.べた多数のアクチュエータでシリコン VLSI l句 き を 合 わ せ る 作 業 や . チ ッ プ だ け で 実 行 さ せ る 研 究 を 進 め て い ま す 。 3 . 3 チップを述搬しました。人..L繊毛システムは,熱膨援 tに 載 せ た 物 t立i世 に 巡 び , そ の ナノテクとバイオへの応用 科学技術娠興事業|引の戦略的基礎研究「極限物理現 によりパイメタルのようにたわむ 7 '7チュエータを, 1正敏J二に並べたもので'す。このアクチュエータは,銀 象」の一環として,局所的で極めて強い~1lW. 'll におけ 動するカンチレバーをこっ向き合わせて 2 自由度を実 る版子や分子の振る舞いを可被化観測する耐究をして 現したもので. 1313 に示すように交互に動くことでよ います。具体的には.マイクロマシニング技術により に償いた仮を支えたり一方に送ったりします。二つの 微小な走査トンネル顕微鏡 (STM) を作り.それを透 動くタイミングを逆にすれば,逆方向にも!IV)かせます。 過型fE子顕微鏡中で作動させ,ティップ先端における 実際には肉4のように,長さ 500μm. 阿 100μm. さ 6μm のカンチレバーを交互に組み合わせ. トンネル現象,原子の移動,鎖状高分子の'Ilt気・機繊 J写 (19特性の評価などを行う予定です。図 5 は. IOmm 郎 2本のナノ JJIこ 512本並べてあります。このうえに 2.6 X 1 .5X0 . 2 6 探針がお'/Iiーのように向き合った機迭です。針の A さは m m の 大 き さ で 重 さ lOOnm ,その先端の間隔は 3∞om。一つずつの針は独 2.4 mg の シ リ コ ン 基 板 の 一 片 を 置 き , そ れ を 迎 び ま し た 。 搬 送 述 ! 立 は , ア ク チ ュ エ ー タ 立に動かせるので,ずj立お若ーのように DNA分子を自 の 動 作 周 波 数 に つ れ て 速 く な り . 20Hz の 持 O.5 mm/s 仰に操作したり,カーボンナノチューブを調べたり, 半導体 £1子構造の特性を明らかにしたり,いろいろの + m E Z更 正立 o~ {斗」 F ∞~ ~ m昌 更 a 図3 応用が考えられます。 車主竺土 豆~ ~ ~ 竺竺竺 E Eヰ アクチ 3 エータ 函4 人工繊毛システムの動作原理 人 工 繊 毛 シ ス テ ム 内υ 喝 細胞の大きさや DNA分子の長さは,数ミクロンか ら数十ミクロンであり,マイクロ構造と同程度の大き さです。このためマイクロマシンはバイオ工学のツー ルに最適です。直後 5μm ,長さ 30μm の微細な中~ 針のアレイを作り,それを細胞の集合体に刺して, 0 NA を注入することに成功しました。また,特定のタ ンパクを認識する分子を悶定した微細電極のアレイを 作り,そこにターゲット細胞だけを選択的に吸活する 研究もすすめています。(ふじた・ひろゆき) h t t p : / / w w w . f u j i t a 3. ii s . u t o k y o . a c . j p / 図5 ツ イ ン ナ ノ 探 針 。 寄 々 の 探 針 は 個 別 に 駆 動 可 能 。 … ヲ お 知 ら せ 責 宇 宙 学 校 の お 知 ら せ 今 年 度 も 宇 宙 学 校 を 下 記 の と お り 開 催 し ま す 。 [A会場] [B 会場] 日時 平成 13 年 1 月 27 日(土) 日時 平成 13 年2月 4 日 場所 相t草原市立産業会館 場所 東京大学教養学部 (相絞原市中央 校長 3-12-0 (目黒区駒場 小山孝一郎先生 校長 (EI) 13 号館 1323 教室 3-8-1) 的川泰主主先生 [時 1m 割] 第 1 時限惑星と生命 (9: 4{) -11:30) -世界の月係変 III 中 -地球のいきもの・宇宙のいきもの 泉 谷 ・映画 第2時限 智 先 生 1明 美 先 生 『私たちの太陽系』 ロケットと未来の宇宙開発 (12:10-14 ∞) • M-V ロケットと日本の宇宙科学の未来 的 川 泰 宣 先 生 ・火星探査俊「のぞみ」の異常段悦と診断 橋 本 正 之 先 生 ・映画 rr のぞみ」と惑星探査』 第3時限宇宙の謎に銚む (14:30-16:20) -激しく活動する宇宙を探る 高 橋 忠 幸 先 生 -太陽系の電気の世界 松 | 湖 彩 子 先 生 ・映画 IH] 合せ先 f プラックホールをさぐる J 字術科学研究所庶務W-fu l凶・広報係 TEL:042-759-8 ∞B 食シンポジウム システム計画研究会 開催日 宇宙輸送シンポジウム 1 月 9 日(火) 開催日 場所宇宙・科学研究所本館2階会議場 宇宙エネルギーシンポジウム 開俄日 場所 2月 1 日(木) -21ヨ(金) 場所宇宙科学研究所本館2階会議場・ 1 階入札室 衝繋放シンポジウム 2月 16 日(金) 開俄日 宇宙科学研究所本館2階会議場 3月 8 日(木) -10 日(土) 場所宇宙科学研究所本館2階会議場・会議室, 1 階入札室 大気圏シンポジウム 開催日 3月 IS 日(木) -16 日(金) 場所宇宙科学研究所本館2階会議場 問合せ先 宇宙科学研究所研究協力諜共同利 nH担当 TEL:0 4 2 7 5 9 8 0 1 9 4- *ロケット・衛星関係の作業スケジュール( 1 月・ 2 月) 1 相 模 2 月 INDEX:PM 噛合せ試験 (1 2/ 11-2月中旬), (PM:ProtoModel 原 度 PM 姿勢系民験 (2月初旬 -3月下旬), 月 TTM 試験 (2月中旬~下旬) (TTM:ThermalT e s tMode , 開 発 モ デ ル ) M-V-5 1 /2段接手分離試験 l , 熱 真 空 試 験 モ デ ル ) i ・: 2 児 2 4 島 能 NAL-735 地上燃焼試験(日程暫定案) 代 2 0 3/8 まで ,<;y;トヲIt ζ万テ二割、ア 問I U S 伝 日 ζ二 日 出 事 相 \ " \ 三 ~ I j ASTRO-F TTM 鼠 験 今 春 行 わ れ た 術 進 モ デ ル に 引 き 続 い て 熱 モ デ ル (MTM) ( T I M ) ク ラ イ オ ス タ ッ ト 外 壁 を 放 射 冷 却 に よ っ て で き る だ け 試 験 低 掘 に す る こ と で す 。 し か し , 実 際 に 宇 宙 空 間 で ク ラ に よ る 熱 イ オ ス タ ッ ト 各 部 の 共 空 試 験 が 行 わ れ ま し た 。 写 真 は ス ペ ー ス チ ェ ン パ ー 内 に 鎮 座 し , 主 が 閉 め ら れ る 前 試 験 で 確 認 し て み な い と わ か り ま せ ん 。 こ の た め , ク Ii 可 の 様 子 ラ イ オ ス タ ッ ト に 液 体 ヘ リ ウ ム を い れ , ス ペ ー ス チ ャ で す 。 上 部 の 円 筒 形 の 部 分 が 液 体 ヘ リ ウ ム ク ラ イ オ ス タ ッ ト で 内 部 に 口 筏 ン パ ー 外 か ら 真 空 ポ ン プ で タ ン ク を 減 70 セ ン チ の 望 迷 鋭 と 観 測 装 慨 が 納 写 真 で 本 体 の 右 側 に 見 え る 配 管 が 減 圧 ラ イ ン で す 。 1 源 等 の ~ 二 通 機 ま た , ク ラ イ オ ス タ ッ ト が 大 き し か っ 複 雑 な た め 器 が 入 っ て い る パ ス 郎 で す 。 A S T R O j工 し , 液 体 ヘ リ ウ ム を 超 流 動 状 態 に し た 上 で 熱 真 空 試 験 を 行 い ま し た 。 め ら れ て い ま す 。 ト ラ ス 機 造 で ク ラ イ オ ス タ ッ ト と 結 合 さ れ て い る 下 部 が 通 信 , 姿 勢 制 御 , I創 立 が ど の よ う に な る か は 熱 瓦 窓 内 郎 の 淑 度 分 布 が 定 常 に な る の に か な り の 日 数 を 要 し ・Fで は 液 体 ヘ リ ウ ム の 寿 命 を で き る だ け 長 ま す 。 こ の た め , 通 常 の 熱 真 空 試 験 に 比 べ て 試 験 期 限 く す る た め に 様 々 な 工 夫 が さ れ て い ま す 。 そ の 一 つ が j が 長 く , チ ャ ン パ ー の 巡 転 は l I 2 0 1 3fi\l f j 8 日 か ら 2 7 日 ま で の に も な り ま し た 。 ¥ い 試 験 は 順 調 に 進 み , 宇 宙 空 間 を 僕 擬 し た 試 験 が 2種 行 わ れ . こ の 結 巣 は ASTRO-F t1 ill な デ ー タ を j~} る こ と が 出 来 ま し た 。 FM 製 作 に 反 映 さ れ ま す が . こ れ に よ り が よ り 信 頼 度 の 商 い シ ス テ ム に な る も の と 忠 わ れ ま す 。 ( 絵 本 敏 雄 〕 世 宇 宙 学 校 た け お さ る II 月 II E I( 土 ) , 佐 ~ 県 の 武 雄 il に お い て 「 宇 宙 学 校 」 が 俄 さ れ た 。 九 州 で は 初 め て の 試 み で , 延 べ 3∞ 人 の 参 加 者 だ っ た 。 l 日、 !HN ( 秘 的 湾 総 忠 , 松 澗 ) , 智 ム 探 谷 ) , 3時 限 目 「 ロ ケ ッ ト と 米 米 の 宇 宙 開 発 」 2時 限 目 「 惑 ! i ( 的 ) I , 総 本 IE) 目 「 宇 宙 の 謎 に 挑 む 」 J. と 生 命 J ( 問 中 と い う プ ロ グ ラ ム で , 素 朴 で い い 質 問 が 述 発 さ れ た 。 好 例 を 挙 げ れ ば , r光 に は . i l l さ が あ る ワ J r太 陽 風 は ど う し て 地 球 を よ け る の ヲ J rよj は 何 色 ワ J r字 街 か ら 帰 っ た カ エ ル は 跳 べ る の つ J r人 工 衛 星 に 貼 つ で あ る 金 色 の 肢 は 何 ヲ J rス ペ ー ス シ ャ ト ル の 中 の 空 気 は ど う や っ て 提 供 さ れ て い る の つ J な ど 。 「 木 星 に 火 を つ け た ら 爆 発 し ま す か ヲ 」 と い う 質 問 に は , 講 師 も 5 ー j支 ) I f ! を 抜 か れ た 。 ( 的 ) I I ) と い う 運 営 会 社 が 行 っ て い ま す 。 こ の 会 社 は 名 前 の 通 り 昔 は 石 炭 採 掘 の 会 社 だ っ た そ う で , こ こ の お 姉 さ ん た ち は 売 店 の レ ジ か ら 除 勺 や ら 散 髪 や ら 篤 く こ と に 航 空 管 制 ま で 一 人 で 何 役 も こ な し ま す 。 ニ ー オ ル ス ン は 島 の 西 洋 Kongsfjorden と い う 湾 に 面 し て い て 対 岸 に は 雪 を か ぶ っ た と が っ た 山 が 並 び . III と 山 の IIll を 氷 河 が 海 に 流 れ 込 む 雄 大 な 最 色 が 挑 め ら れ ま す 。 た だ し 太 陽 が 昇 れ ば の 詣 で , 今 回 の ニ ー オ ル ス ン 滞 在 の 実 験 艇 の 内 3人 は 2年 前 の 調 査 で 明 る い と き の 機 子 を 見 て い ま す の で , 暗 い 中 を こ っ ち の 景 色 は こ う , あ っ ち は こ う す ご い と 説 明 し ま す が 他 の 大 半 の 実 験 班 に は な に や ら 不 満 で す 。 氷 河 の 先 端 か ら 海 に 務 ち た 氷 が 港 に プ カ プ カ 浮 か ん で く る ( 水 面 の 上 で も 家 よ り 大 き L、 ) の を 見 て 青 い 氷 に 氷 河 の 名 残 を み る の が 精 一 杯 で し た 。 こ れ は み ん ~t総 79度は本当に 791且で,あと 1 1ll'で 801.ll'.あと II 度 で ~t幅 l;~ です。学校で習ったことがその通りに起きます。 北極星はほぼ点上にあり哀の大三角は地面を突き刺すよ うに立ったままぐるーっと一周します。 JJ は地平線のす ぐ七を績に進んでこれも沈まず一周します。単に傾きが 変わっただけと納得するも,なんだか別の l世界に来た気 分になります。真昼でも太陽は地平線の下 10肢にあって, 天気の良い円で 1輔の山の鎗郭が少しだけ分かる斜度に漸 く光が hli きます。実際は'Hりや雪の日が多くて要するに -II'1' 真附です。 極峨|占空の太目品ー胤と地球磁場の相互作用によって発生 す る と さ れ る 上 府 大 気 中 の イ オ ン の 地 球 外 へ の 流 出 俊 構 の 解 明 を 目 指 し て , 縦 割 IJ ロ ケ ッ ト SS-52 Q- 2 >j 僚 は ノ ル ウ エ ー 領 ス バ ル バ ー ド 諸 品 ス ピ ッ ツ ベ ル ゲ ン ぬ ニ ー オ ル ス ンから 10 ∞kIDの上空へ縦割 シ ョ ン は 来 年 NASA な で 市 で 港 へ 行 っ て ヘ ッ ド ラ イ ト で 照 ら し て 眺 め ま す 。 あ と は オ ー ロ ラ で す 。 実 験 期 間 中 に 昼 間 も 含 め て 赤 や ら IJ 訟 を 打 ち 上 げ ま す 。 こ の ミ ッ 総 や ら 何 同 も 出 ま す が , 実 験 車 が 同 種 の ロ ケ ッ ト 実 験 を 計 画 し て い の ~ が 甚 だ し い こ と と 知 り ま し た 。 外 で 見 る の は 望 書 い の る こ と も あ り , 是 非 と も 今 回 の 成 功 が 望 ま れ ま す 。 高 度 千 キ ロ を 越 え る の が 実 験 主 任 と の 約 束 で す が . は い え 発 射 上 下 象 の 現 れ る 南 西 の 2段 式 と です。 111 を 相 吋 日 く す る 必 要 が あ る こ と と , 現 さ て 実 験 は II 月 13 日 か ら . 発 射 地 上 設 備 や 追 跡 を 但 当 す る ノ ル ウ エ ー 側 ア ン ド ー ヤ ロ ケ ッ ト レ ン ジ の 述 中 と 輸 }j 向 に 打 つ た め グ リ ー ン ラ ン ド や ア イ 送 俊 材 の 点 検 , 聞 欄 か ら M i め , 輸 送 時 の 温 度 や J J ; ! 境 の 記 ス ラ ン ド , ノ ル ウ エ 一 本 土 を 脱 ん で 務 下 域 の 設 定 に 気 を 泣 う な ど そ れ ほ ど 楽 な 打 ち iニげではありません。 M ロケ y 録 を 点 検 し て よ し ょ し 予 定 通 り , と ま ず は 安 心 。 ス エ ズ 卜 の ノ ズ ル 材 料 の 止 良 の た め の 設 計 手 法 の 検 誌 の 役 目 も 巡 河 を 通 る と き の ロ ケ ッ ト の 温 度 環 岐 に つ い て の す っ た あ り 通 常 の 観 測 ロ ケ ッ ト と は 緊 張 の 度 合 い は ず い ぶ ん 逃 も ん だ や ら , 哨 合 わ せ で の ト ラ ブ ル や 武 践 で の 出 荷 時 の ゴ タ ゴ タ と か , い ろ ん な こ と が あ っ た 割 に は あ っ さ り と います。 作 業 開 始 。 以 後 組 み 立 て . 動 作 チ ェ ッ ク , ラ ン チ ャ 装 才 ス バ ル バ ー ド 諸 ぬ は ノ ル ウ エ 一 本 土 か ら 北 へ 約 千 キ ロ 。 こ の 地 域 ま で 流 れ 込 む メ キ シ コ 湾 流 の た め に 気 温 は 7 イナス 12-3 12 月 の 平 均 1ll'で緋度の割には暖かく,今回の 打 ち 上 げ を 行 っ た ニ ー オ ル ス ン と い う 町 は 岱 は 世 界 最 北 の炭坑だったのですが.現{£では極域の生態調査や科学 観担 IJ の盆地として研究-/'I'が常駐できる小さなコミュニティ と し て 維 持 運 営 さ れ て い ま す 。 日 本 か ら も 極 地 研 の 出 店 が あ り ま す 。 今 回 の 実 験 期 間 中 の 町 の 人 口 は 我 々 実 験 班 を 合 め て Eの 中 で も こ れ を 見 る 態 度 40 人 か ら 週に 2度 の 定 期 便 が 町 の イ ン フ ラ は 炭 坑 の ω人 と い っ た と こ ろ で し た 。 こ の 時 期 I回 飛 ぶ と 人 口 が 何 割 l も変わります。 l時 代 か ら 引 き 継 が れ た も の で , ロ ッ ジ か ら エ ネ ル ギ 供 給 , 食 事 , 飛 行 場 の 述 g sBayK u l lCompani (Kull は石炭,今は III 維 持 な ど Kin Iii に Kings Bay) 6 ー f 週に l 聞は Kings Bay のエアロピクス教室もあります。 「とほほ・・・おまえらは日本の誇りを背負って北極ま でロケットを飛ばしに来ておる。エアロビクスのお姉さ んをのぞくとはfPf'J助、?なに _I 一緒に踊っただと・ 情けない」 12月 40. 地上,上空,風の条件何とかよし,ただし 雪はやまな L 、。現象の現れるのを待つうちいよいよう陸験 主任ゴーサインで発射。雪と氷の地面を照らしながら 88-520-2号機は降りしきる勺の中を雲の向こうに消えて ゆきました(表紙写真)。ロケットの飛刻正常。係敵機 *i,縦割IJ :l*動作もすべて正常。追跡受信も射点を合めロ ングイヤーベン,ノルウエ一本土の 3 カ所とも正常。約 20分後ほぽ予定通りの的感で実験終了。頂点高度は千キ ロを余俗で上回りあとは紛ってから PIの皆さんに良いデー タを出してもらうだけ・・・と長 L 、 10 日間の待ちの苦労 も吹き飛び実験終了。録後はうろうろしているトナカイ やシロクマや キツネカq旬遭っ て食べて腹を こわさないよ などきわめて順調。準備の良さと調査の完壁さを誇るロ ケット斑チーフ。こういう時はさらりと流すものだとた うに,射長の しなめる実験主任。この後に始まる長い長い「待ち」の 周りに飛E織っ ことなど想像もできず・・・予定通り II 月 25 日の打ち上 たケープルや ロケットの保 げ初日に臨む体制ができあがりました。 "Wecontin 凶 to HOLD." 淑材やらの破 ずっと続く実験主任の歓送。 6 片を舗もった PI は 雪の中で回収 毎朝 15 時からスケジュールに入り打ち上げ体制を作って 時過ぎから昼まで良い観測条件を待つ。実験主任と 地上観測とデータ 初除。ここは自然と動物が一番偉いところです。 QL で町で待軽量。ロケット組は射点近 くのプロックハウスに缶詰。以下,天気,風,打ち上げ 時間生活 25 泊のキャンペーンは M-V-4号機で l別けた多 条件ベストの日のアンドーヤの連中との会話(ロケット 媛な年の最後を締めくくることができました。何とか 21 の都合で打てなかった日のことは忘れている) :r サイエ ンスの奴らはどこまで欲張りだ 9 いつも 120% を狙う J 「いや 5∞%だJ r今までのアンドーヤでの待ちの記録は? 位紀を迎えられます。実験班の皆さんお疲れさま。ほか に書くことは L 、っ It ~、ありますが紙面がつきました。ま J た別の機会に。 rNA8A の奴らが 23 日待って打てなかった。この時もサ 計画会議に始まり足かけ 3年,計画の延期やロケ γ 卜 イエンテイス卜が GOを出さなかった。次に出直して来 の設計変更,改修などいろいろなことがありましたがご たら初日に上げて失敗だった Hそりゃかっこ惑いな」・・- 支援いただいた多くの皆さんのお陰で無事に乗り切るこ 「おおいシモセ行くど J r今日はヲ J rl 時間自体育. 時|間目玉突き,晩飯 3 時間自体育,サウナ. 2 i n c hclub , とができました。ノルウェー側の協力や実験に著書 IJII され なかった多くの関係の管さんにもお礼申し上げます。来 夜食 J r はいはい J r 今日は PI の若いのをいっちょもん 年はもっと良いことがありますように。 (稲谷芳文) でやろう」・-打ち上げ待犠中の毎日の昼食後の会話, -7 ー 着火・燃焼ともに正常,計測・光学も良好なデータ, 貴 INDEX衛星の MTM モデル振動衝撃鼠験 II 月 21 日から 12月初旬にかけて宇宙研の町DEX 衛 星の MTM モデルの振動衝撃試験を. 記録を取得できた。 I~'~ 圧燃焼に備え採用された ( I n t e g r a lT h r o a t Entrance) C練で行ってい ます。 INDEX衛星は,他の科学衛星と巡い,インハ 入 日 告 ~ や 低 目 付 CFRP 方 式 ノ ズ ル の ウス ν ステムをその目標のひとつにしており,大衛星 も 非 常 に 小 さ く , 今 年 度 末 に 予 定 さ れ て い る タ の 燃 焼 , 試 験 の 成 功 を 予 感 さ せ る の に 卜 分 で あ っ た 。 般旅の取付を,樋口先生,奥泉 JjiJ手を始め,宇宙研若 ま た , ノ ズ ル か ら 排 出 さ れ る ア ル ミ ナ 粒 子 の 捕 集 に も 手?が一喜一憂しながら,行っている所です。 成功したが,燃焼終了後,ある指Ii集JlJ金属製たらいが 実 験 班 H-DA のピギーパック待I 星として 2∞2年頃に打ち上げられる. 50kg級で衛星コストが4 11 の気分を:f1 製 製 1m 口 部 ラ イ ナ の 焼 損 の ! l [ 合 い メーカーさんのカを 1 tJりずに待度パネルの融l丸ダミ一 INDEX衛星は. ITE 3D-C/C M-25 モ ー 1ま せ る 挙 動 を と っ た こ と を 付 記 し て お く 。 ( 峨 必 ー ) 億円程度の小型衛足です。小型といってもいろいろ工 夫をこらした 3軸姿勢安定衛足です。 現在の字 Hi liJfの科学術 )J[ では,計ll'!iVfJ 始から 10~1:以 上たってからでないとその成果が符られない長期化の 弊害が JHJ 題になっています。また,そのコストも,打 上コストを合めて 15則立円以上となります。この点を 改め,新規開発した衛星妓柿i をいち早く軌道上で:J<.liE し,かっ,タイムリーに科学的成果が得られる.f!ll学観 測のチャンスを与えるために,問DEX 衛星は徒系さ れました。 l 号機には,オーロラの微細情造を極軌道 から鍛影するカメラ 3fi と粒 f センサーが鋳載されま す。尚i卓 (60加国 z) な制御, プロセッサによる術1rl,の統{t的 リチウム flI池,向効患な反射厳つき太陽パネ ル等の工'芋的技術の災証も行 L 、ます。待i)註システムの 肯 MUSES-C 設計もlIf能な 'N り所内でおこない,挑戦ソフトはすべ MUSES-C て所内で開発しています。(蔚藤宏文) 搭 載 予 定 の SSV 開 発 中 止 計 画 は 米 11~NASA れ て い る が , そ の ー っ と し て あ っ た MUSES-C JPL の 超 小 明 ロ ー パ ー Vehicle) NASA と の UI ] で 協 力 が 進 め ら の 開 発 を へ 熔 載 予 定 で が 断 念 す る こ と と な っ た 。 の 説 明 に よ れ ば , 開 発 中 止 の 1 ! P . 算 の 大 幅 な 庁 ltl は [tIlt l 却l の た め で あ り , そ の NASA/JPL S ep a r a b l e (SSV:Small N A S A 及 び 予 1Y 対 に は 紋 近 の の 火 1 J J . ミ ッ シ ョ ン の 相 次 ぐ 失 敗 が あ っ た と の こ と で あ る 。 火 1註 ミ ッ シ ョ ン 31iil .i.'l!絞失敗の後, JPL で 事 u正 進 行 中 の 全 て の 計 阿 に つ い て の 見 出 し が 行 わ れ た 結 果 , 現 状 の 判 定 さ れ SSV は 巡 JH I: の リ ス ク が 大 き い と . -JJ る に は 見 な る そ れ を お Vに 汗 さ れ た E皇 内 で 解 決 す f t!.li' 1 が 必 要 な た め , 中 I I.: I上 む 無 し と 決 定 さ れ た も の で あ る 。 SSV MUSES-C 女 M-25 SIM-3 大気燃焼鼠験 M-v 'l'l ロケット第 2段M-24 モータの改良型 タの 1/3 .5縮尺のシミュレーションモータ の燃焼試験がヰ 過去 2 回の紛 J~ 耳目モータの燃焼試験で既に ことを,そして 星 と し て の iii" 躍しており,ノト問はう信俊なみに )J で燃焼,試験を行った。 [nJ きともに巾し分のない条利子 なお. l上 は 残 念 で は あ る が , 工 学 実 験 衛 MUSES-C 社 両 全 体 の 成 功 と い う 観 点 か ら , 1011 寺30 Fで行われ, MUSES-C に お い て は 他 に も サ イ エ ン ス 及 び DSN (深'-=j :!'IE 通信網)による追跡支援等の協力関係 l lO§,\IJミ b: 火は午前 l旦 | っ て 俗 織 の 司 視 宇 宙 研 と し て も こ の 決 定 を 受 け 入 れ る こ と と し た 。 CFRP モータケースが|・分に機能を米ー を越える陀 ht 表面を!fiJ)き 及 び よ 外 カ メ ラ に よ る 「 そ の 場 」 観 測 を 行 う 予 定 で あ っ た だ け に そ の 附 発 中 .90 気圧弱 4つ の 車 輸 を 持 ち , が 小 惑 星 に 接 近 し た 際 に 探 査 機 本 体 か ら 切 り 離 さ れ て 心 地 , 小 惑 ・3 F 是!jj!jりの推進性能を示す たすことを 分,天候,風 M-25 モー M-25SIM ι成 12 年 11 r! 27 日,成功裏に終了した。 での圧力ドで供試モータが は 手 の ひ ら サ イ ズ な が ら があるため,現在これら協力の今後の進め方について 協議を行っているところである。(上杉邦滋) -8 ー t字'i)志 第 20 回 保守 シリコ ンマイクロストリップセンサー 深沢泰司 IOMeV よりエネルギーの高いガンマ線光子は,電 全天の 20%) ,観測時間の効率化にもなる。これによ 子陥ill子対生成を利用して検出する。発生した m子・ り, GLAST は EGRETの 50倍の感度で全天をくまなく 勝 HI子対は,エネルギーが高くなると検出総中でカス サーベイする画期的なガンマ線衛星となる。 GLAST には,東京大学(現 ケードシャワーを発生する。これらのカスケードシャ 広島大学)の袋江氏が ワーや入射粒子の飛跡を高精度で測定することによっ 加速総笑験で世界のト y プレベルの SSD設計技術i を持 て,ガンマ線の到来方向を決めたり有打E粒子起甑のパッ つ広烏大学の大杉氏と共開設計し,浜松ホトニクスの クグラウンドを除去することができる。エネルギーが 協力を得て開発した SSDが採用されることが決まって 1 ∞GeV より大きくなると発生したシャワー粒子群が おり,それは 6 インチという大面積の FZ高低抗ウエー エネルギー測定用カロリメータ内で完全に吸収されに ハーで製作に成功したものである。感度のある領域が くくなり, 8 7. 5X87 .5m田2 で 384本 /1 伎のストリップが含まれる また IOMeV 以下ではコンプトン散乱が主 検出過程になってくる。このため, IOMeV-Iα>GeV領 (図 I)。この SSDが全体で約 l 万枚も用いられる予定で 1970年代から ある。この大きさにもかかわらず,不感チャンネル比 SAS-2 やCOS-B により宇宙ガンマ線観測が行われてき 率が0.1%以下という高品質である。大面積化,商品 た。そして, 1990代は Compton 衛星第戦 EGRET によ 質化のおかげで不感部分の大幅削減,および検出稼の り,検出天体が270 にもなった。まさに大きく発展し 組み立ての大幅能率化になり,出IJ定務全体の信頼度向 ようとしているエネルギー領域である。 上が期待される。 1999年に笑際に全体の 16分の 1 の単 域がガンマ線の中でも観測感度が良く, 従来は, fE子陽fE子飛跡測定のために,ガスの中に 位モジュール検出総が試験則に組み立てられ(悶 2) , ビーム試験に成功している。 ワイヤーを張ったスパークチェンパーが用 L 、られてき GLAST衛星は,検出天体の数が I 万を越えると予想、 たが,ワイヤーの位 i丘精度や数で性能が制限され,ま たガスを消耗するために測定時間が制限された。とこ され, ろが,半導体の実装伎術の進歩によりンリコンウエー 線な興替をガンマ線領域で与えると期待されている。 X線領域で Einstein 衛坐が科学者に与えたと同 ハー上にストリップ(縞)状の p電極を lμm の精度で実 そして.これまで主にパルサーや BLAZAR に限られ 装できるようになり,シリコンストリップセンサー ていた MeV/GeV ガンマ線天体が, (SSD) として開発され, 体,巨大分子雲,超新昼筏骸,近傍銀河,銀河団,ガ 19列代に入ると加速~実験で トランジェント天 広〈使われるようになった。現在建設中の実験装置で ンマ線パースト,超長I弥性粒子など多種多線に広がる。 は 1 つのプロジェクトで数万枚の SSD が用いられてい GLAST と競合する他の衛昼計蘭も同時期には存在し る。そして,このおDが米日伊仏共同の次期l ガンマ線 ないため,世界的にも注目されており, 衛星GLAST(Gamma-ray La r g eAreaS p a c eTelescope, に参加l しようとしている。 2∞5年打上げ予定)で初めて本絡がJ に宇宙観測に利用 SSD は, 日本が積極的 MeV領域のマルチコンプトンカメラや硬 X されることとなった。 SSD を斤H 、ることにより,飛跡 線倣域の搬像検出総としても噌ー一円 の決定fi'IIlrが l旬 t してガンマ線源の位置fi'lJ.!£が格段に JV]待されており,我々のグルー |古] I:する (GLASTでは 0.5-20分角)。また,検出 ~;i の高 プも含めて現在その開発が行 さを低くして視野を大きくすることができ(G LAST は われ始めている。 (広島大学ふかざわ・やすし) 図 1 シリコンストリ y プセンサー。 大きさは 87.5X87.5mm 日 図2 ビームテストモデ'"'左のように SSD15枚(本物は 16枚の予定) が並んだユヱットが,鉛の板とともに 32層重ねられて右の 1 つ のタワーになる。本物同 16 タワーで構成する。 -9 ー i l . . _ A 主義 L'i タ イ 王 国 で 象 を 撫 で た 小 林 康 徳 11 月 4 日 か ら 活 く が , 会 議 中 の 行 事 で そ の 闘 境 近 く の 象 の 餓 育 公 闘 10 日 間 , タ イ 王 国 チ ェ ン マ イ 市 の ホ テ ル で 開 俄 さ れ た 第 の 一 つ を 訪 れ た 。 そ し て , 初 め て 割 6問 国 際 ヒ ー ト パ イ プ シ ン ポ ジ ウ ム (6 fH PS) に 参 加 し , 帰 途 パ ン コ ヲ 市 の AIT 工 科 大 学 〕 に 立 寄 っ て き た 。 6IHPS 2人 掛 け の ス キ ー リ フ ト に 日 似 た 木 枠 の 中 に 収 ま る わ け だ が , 背 上 か ら 眺 め る と 象 M a l で 第 5 恒l 白 の 背 中 は 馬 の 背 の よ う に 丸 く も 広 く も な い こ と に 気 が つ い た 。 も ち ろ ん 馬 よ り ず っ と 胴 幅 は あ る が , 背 中 あ W I 旬 ア ジ ア ・ 環 太 平 洋 地 域 の 国 々 に 開 催 地 が 広 げ ら れ た 。 I裂 な る 象 の 背 中 に 乗 っ た 。 乗 っ た と 言 っ て も の 会 議 は 元 々 , 本 で 組 織 し 開 催 さ れ て き た が , 諸 々 の か ら ( ア ジ ア 2年 後 { ま 斡 薗 で 第 た り の 勾 配 は 紡 桃 7回 目 が 聞 か れ る 予 定 で あ る 。 ~t な の で あ る 。 そ れ に 背 骨 子 環 境 汚 染 や エ ネ ル ギ ー 問 題 に 悩 ま さ れ て い る 事 情 は ど ン チ 位 高 く 突 き 出 て い て 歩 行 と と も に 大 き く 蛇 行 す る 。 こ の | 頚 や 地 域 も 閉 じ で . つ ら れ て 木 枠 も ゆ ら り ゆ ら り と 左 右 に 大 き く 綴 れ る 。 rヒ ー ト パ イ プ j と い う 熱 輸 送 デ ノ 〈 イ ス に 何 ら か の 期 待 を 寄 せ る 気 持 ち は ア ジ ア 地 乗 り 心 地 は 決 し て 良 く な 域 に は ま だ 強 ん に 人 ひ と り が 座 れ る ほ ど の 広 さ が あ る 。 こ の 特 等 ! 市 L、 。 い ま 世 界 中 に 出 回 っ て い る ほ と ん ど L、 。 象 の 闘 は 才 鎚 頭 で て っ ぺ 全 て の ノ ー ト プ ッ ク 型 パ ソ コ ン に は ヒ ー ト パ イ プ が 埋 に は 象 め 込 ま れ て い る が , そ の 供 給 源 は 日 本 と 台 湾 で ほ ぼ 独 背 に 列 を 述 ね て 小 一 時 間 , 占 し て い る 。 こ の よ う な 事 実 も ア ジ ア 諸 国 を 刺 激 し て 欧 道 や 小 さ な 沢 を た だ 黙 念 と ノ シ リ ノ シ リ 歩 い て く れ い る の か も し れ な し 、 。 会 議 は 名 で そ の 5日 間 , 参 加 I ~ 録 者 は ue い の 少 年 が 桜 掛 け る 。 !I I の 浅 瀬 を 渡 り , 森 の 中 の す と 今 日 の 稼 ぎ は 終 わ っ た の だ ろ う , 三 々 五 々 象 た ち ら 愛 し 尊 敬 し て い る 国 で あ っ た 。 総 じ て 人 々 は 溜 や か は ご 主 人 を で ゆ っ た り と し た 時 間 の 流 れ の 中 で 暮 ら し て い る と い 少 年 も 象 も い た っ て 無 口 で は に か み 屋 で あ っ た 。 マ イ 市 が 首 都 バ ン コ ク か ら ¥ ' 1 た こ と に も よ る だ ろ う 。 海 抜 310m な 生 活 風 習 , 土 i f I i 物 売 り の 子 供 述 の 必 死 な 悶 , 物 の に 位 白 し , 平 均 気 l支 は 低 い と し 、 う 。 f高 段 と 人 々 の 人 絡 を 混 悶 し 兼 ね な い 危 う さ を 党 え る 。 ま 201 世 紀 初 頭 に タ こ と , 私 は タ イ で 経 済 シ ス テ ム の か ら く り の ー 織 を 見 6∞ 年 の 康 史 と 独 自 の 文 E 車I) の 首 都 で あ っ た 。 年 1ft 諸 氏 に た 思 い が す る 。 こ れ ら の 物 tfA は お そ ら く バ ン コ ク に 拠 は ユ ル ・ プ リ ン ナ ー 主 演 の 「 王 様 と 私 」 の 映 画 目 ・ 演 劇 点 、 を 置 く ブ ロ ー カ ー 逮 を 介 し て , 何 倍 も の 尚 品 価 絡 に で お 馴 染 み の ダ ン ス 大 好 き 王 様 が 活 躍 し た 舞 台 で あ る 。 な っ て 日 本 市 場 に 流 れ 込 む の だ 。 バ ン コ ク を 中 心 に 推 現 在 の 人 口 は 約 定 20 万 人 も の 有 象 無 象 の 日 本 人 が は び こ る 所 以 で あ る 。 60 万 人 , タ イ で 二 番 目 に 大 き い 都 市 だ 仏 教 徒 の 悶 , タ イ ヱ 閏 は し か し , 私 た ち に ま だ ま だ 大 そ う た が , 国 の 総 人 口 の ー 舗 を 抱 え る 国 際 都 市 バ ン コ ク の 1/10 に 過 ぎ な L、 。 市 の 街 中 は 「 古 都 い な る 郷 愁 と 好 奇 心 を 抱 か せ る 興 郷 で あ る 。 チ ェ ン マ j か ら イ メ ー ジ す る 静 寂 や 消 新 な 雰 l 1 l i 気 と は 速 く , 綴 背 と イ i 1 J の 城 壁 や ア ユ タ ヤ 遺 跡 の 膨 大 な j i J : の 赤 レ ン ガ , Ij I の 排 気 IIl I 々 し き エ メ ラ ル ド 寺 院 , バ ン コ ク 郊 外 の 巨 大 な 食 料 品 卸 ガ ス で 淡 く 包 ん で い る 。 人 々 も 街 並 み も 地 味 な 色 彩 を 装 う チ ェ ン マ イ 市 内 に は し か し , 度 外 れ て 金 ピ カ で 売 り 場 の 雑 踏 と 異 臭 , 水 上 ラ ー メ ン j(~ 1 m な 寺 院 が 新 ! 日 大 小 . 合 わ せ て う 。 300 寺 ほ ほ ど あ る と い 'I' に 銀 座 す る 仏 陀 た ち も | 肱 い ば か り の 金 色 に 郷 い i長 の 珍 味 等 な ど 。 そ れ に , 夜 の バ ン コ ク は も う 一 つ の 'J~ 郷 が 現 れ る 。 務 し 暑 さ と 人 い き れ , 片 言 の 日 本 初 , 1!JI! 911~»J 瀦 と 踊 り ・ ・ ・ 。 日 本 人 は 融 い か 。 私 は タ イ の ま 線 と て い る 。 周 聞 の 街 並 み 嵐 長 と 際 立 つ コ ン ト ラ ス ト で あ る 。 象 が 担 担 当 日 な 動 物 と し て 祭 ら れ , 機 々 な 姿 態 の m像 人 々 と 拝 童 話 し た t渚 々 の 仏 陀 に 密 か に 合 本 し て 帰 路 に つ や 俊 樹 が 祭 ら れ て い る の も 特 徴 的 だ 。 上 仏 座 仏 教 の 正 い た 。 機 内 は 買 い 物 袋 で 膨 れ 上 が っ た ツ ア ー 容 で 満 席 。 体 を 知 り た く な っ た 。 座 席 の 窮 飽 き に 優 し い 気 分 は す ぐ に 吹 き 飛 び . 成 田 の チ ェ ン マ イ 市 を 北 西 に 向 か え ば 臨 線 距 離 ビ ル マ , 北 東 方 向 に II -Ii i の 物 や 労 賃 が 圧 倒 的 に 安 い こ と だ ろ う 。 北 部 住 人 の ' l ' I 索 6∞k m 北 に あ る 古 都 で あ っ イ 王 悶 に 大 問 問 結 す る ま で は lJ l に 釆 せ て 森 の 中 に 消 え て い っ た 。 タ イ ヱ 尽 の 旅 で 受 け た 級 大 の イ ン パ ク ト は や は り 品 L、 。 こ れ は 多 分 , 私 た ち が 滞 従 し た チ ェ ン 化 を 持 つ ラ ー ナ タ イ ミ L、 。 は し ゃ い で い た の は 背 上 の 人 間 様 だ け 。 我 々 を 目 的 地 に 下 ろ タ イ 王 国 は 初 め て で あ っ た が , 評 判 通 り 王 線 を 心 か 泡 は バ ン コ ク よ り 数 10 頭 く ら い が 私 た ち を た 。 象 た ち は 迎 命 を 達 観 し て い る に 迷 い な 114 2/3 は 外 闘 か ら の 出 席 者 で あ っ た 。 う 印 象 が 強 I) が 10 セ 1∞k m 強 で 200km 寒 気 で 心 底 が 縫 え た 。 泉 郷 か ら の 帰 還 で あ る 。 ( こ ば や し ・ や す の り ) 稼 で ラ オ ス の 箆 撹 に た ど り -10- の 美 女 途 , .,'-とョ 惑星探査テクノロジー第 9 回 ぷ定~o.;ノ qぞ 極限環境と探査機技術 粛藤宏文 今回のお話は,惑星探査における極限的な環境とそ の 速 度 で 月 表 面 に 激 突 し て , 衝 撃 と し て は 10 ,α氾G が れを乗り越えて惑星探在を行う場合に必~な探査機技 数 ミ リ 秒 も 持 続 し ま す 。 技 術 的 な 難 し さ は , 向 性 能 の 術についてです。乎術研では,惑frl分野の:mJ学研究者 翌 日 学 セ ン サ ー や 電 子 医 と工学関係者が将来の惑星探査について,その科学的 る 技 術 に あ り ま す 。 ま た , 金 昆 バ ル ー ン で は お な意義と技術的な問題の洗い出しを行っています。そ に た え ら れ る 金 属 バ ル ー ン も 考 え ら れ て い ま す 。 の中で議論されている解決すべき惑星の極限1),1境とし ては,以下の様なものがあります。 ( I ) 高 温 l路 ' 1 f . を ポ ッ テ ィ ン グ し て 保 護 す fj ~、気圧 * ** ** * 本 本 刻ド 本 以上のような極限的な環境が惑星探査に見受けられ ます。椴造材料の分野では,ここに挙げたお温や衝撃 水 星 探 査 周 囲 衛 星 の よ う に 太 陽 か ら の 砲 射 光 強 度 が 地 は,推進系や再突入後,その他の織造物が経験する環 沫 の 績よりも恋やかであるといえます。その意味で.むし 10 倍 (14kW/m' げ も あ る 環 境 が あ り ま す 。 こ れ は 直 射 日 光 を 遮 蔽 す れ ば あ る 程 度 は , 避 け ら れ ま す 。 ろ,問題は屯子デバイス等の機能素子により大きな国 宇 宙 研 が 欧 州 と 訓 画 し て い る 水 星 胤 閲 探 査 機 Colombo Bepi て ' は , 基 本 的 に は 14kW 1m' の 太 陽 重量さがあるといえます。 ~l1 -f デバイスについて考えてみると . I直 射 光 を ~·~rJ..環療と放 探 査 機 表 面 で 反 射 ・ 遮 蔽 し て , 熱 制 御 し ま す 。 ま た , 射線1),1111 はある程度共通した研究課題であるといえま ノk 厄 ラ ン ダ ー や 金 星 低 高 度 気 球 計 闘 の よ う に 温 度 と し す。商品1環境下では,同体索子中の112子が低エネルギー て 400'(; に も な る 段 境 が あ り ま す 。 こ れ は , ガ ス や 表 [ 日 の 温 度 が 高 湿 な の で , 本 当 の 窓 味 で 高 温 ( 2 ) 1),1.t,'l で す 。 低 温 の状態、から高エネルギーの状態に熱的に励起されたり, 漏れ屯流を発生させます。一方,放射線が HIチデバイ スに!照射されても,余分な m子・正孔が発生したり, 太 陽 か ら 離 れ た 外 惑 星 探 流 機 で は , 太 陽 光 が 微 弱 な の もれ ~U流が生じます。ですから,耐高温性と耐放射線 性は,共通した研究開発で対処できます。 で 低 並 立 が | 問 題 に な り ま す 。 ま た , 月 惑 星 の ラ ン ダ ー が 夜 側 で 経 験 す る 温 度 は , その一例として. -I ∞ ℃ 以 下 に な り ま す 。 地 中 に 持 守 れ ば 熊 が 冬 眠 す る 様 に , 表 面 よ り は 暖 か L 、です。 ( S i l i c o non In suJator) ぺ 平 ト レ ー タ が 地 中 の 潜 り 込 む 利 点 の 一 つ は , こ こ に も確認試験をしましたが, ~1 しい説明は省略しますが, デ バ イ ス が あ り ま す 。 宇 宙 研 で 3∞ ℃ ま で 動 作 す る も あ り ま す 。 ア メ リ カ や ロ シ ア で は , い わ ゆ る 放 射 線 バイスがあります。また,この素子は. 同 位 元 素 ( ア イ ソ ト ー プ ) を 探 査 機 や ラ ン ダ ー に 篠 載 強 い 政 射 線 で も , び く と も し ま せ ん で し た 。 現 ( E , こ し て 熱 源 や の SOlデバイスが放射線に強い事を利用して,周波数 t起 源 に 使 用 し て い ま し た 。 し か し , 昨 今 で SOl SOlデ IMrad は , 1 ) , 1 境 問 題 か ら こ れ も 難 し く な り , 放 射 線 同 位 元 素 1 ∞MHz 以上の宇宙!H を 利 m し な い 探 査 が , 火 星 軌 道 ま で は 一 般 化 し つ つ あ うと剤耐しています。宇宙研のすべての科学衛星に, CPU を,数年以内に:)f り ま す 。 ま た , 低 淵 に 最 も 弱 い 徴 税 は バ ッ テ リ ー で す 。 ま た , 実 用 術 獲 に も 使 低 組 J ; ; 1 J ) ' l で は , エ ネ ル ギ 一 昔 話 確 保 と 低 温 に 耐 え ら れ る CPU に な る 予 定 で す 。 こ れ は , 惑 星 係 資 技 術 が 字 HI さ れ る よ う な 汎 バ ッ テ リ ー が 鍵 に な り ま す 。 全般に賀市 という JlI化しよ JIJ の 宇 宙 朋 Eli t できる,一つの好例です。 ( 3 ) 店主射線 (さいとう・ひろぷみ) 太 陽 フ レ ア ー 爆 発 に よ る 肱 射 線 は , 太 陽 に 近 い 水 星 等 で mJ 題 に な り ま す 。 し か し , こ れ は 時 々 発 生 す る 現 象 で あ り , 極 限 的 と い え る ほ ど で は あ り ま せ ん 。 む し ろ , . . . X 木 星 の よ う に 滋 場 を 持 っ て い る 惑 星 で は , 磁 場 に か ら み つ い て い る 高 エ ネ ル ギ ー 粒 子 に よ る 政 射 線 が 常 時 作 用 す る の で , ミ ッ シ ョ ン 期 間 中 に IOMRad 喝 合 会 ? 以 上 と い う と い う よ う な 大 き な は に な り ま す 。 ( 4 ) 衝 撃 や 圧 力 こ れ に は , 宇 宙 研 の る ベ ネ ト レ ー タ の は 入 LUNAR-A が 月 表 If可 に IT 入 さ せ l時 の 衝 聖 書 が あ り ま す 。 | 週 休 惑 星 探 慌 で は 重 要 な 探 査 手 法 で あ る の で , あ え て 極 限 環 境 と し て 挙 げ ま す 。 J-J の ペ ネ ト レ ー タ で は 3∞m/sec 11- 憧憶(憧れ) 荒井智典 「さわでい,かっぷ(クラップ) 「宇宙」への憧れを増幅させるからではないでしょうか。 !J タイでは挨拶は, 「おはよう」も「こんにちは」も「さようなら」もこれ 1 未知なるがゆえに自分の空想が真実かもしれぬという想 つでOKです。発音が難しいと日本人の方はいいますが, いが,なお一層少年連の血液を沸腿させるのだと。 2仮泊年の宇宙研の一般公開にはZ万人を超す人々が訪れ I 番大事なのは微笑みを添えるということらしいです。 いきなり宇宙とは無関係なお話で恐縮です。まあ,挨 たと聞いております。私もほとんど終わりかけの唱えちょっ 拶と ISAS ということでお許しを f 日本学術振興会バンコ とだけお邪魔しました。(そのとき駐車場係の方々には大 ク研究連絡センターの荒井でございます。お久しぶりで 変ご迷惑をおかけしてしまい,誠に申し訳ございません ございます。ご記憶の方もまだいらっしゃいますよね。 でした。このような場を借りてすみませんが,心からお 平成6~8年度に宇宙研にお世話になっておりました。たっ 詫び申し上げます。)多くの人にとって「宇宙J は,いま た 3年間ではございましたが,私にとりましては非常にエ なお未知なる興味深い世界であり, I少年の憧れ」であり キサイティングな日々でありました。仕事の内容もさる 続けていることを物語っていると思います。宇宙研での 3 ことながら,おそらく少年時代の終わりとともに閉じ込 年間は,そうした人々の憧れに非常に近い場所(距離的 めていた「宇宙」への狂おしいまでの憧憶(あこがれ) なものだけでなく)で何らかの関与を仕事として行える が宇宙研の先生方と接することで急に匙ってきたような 高揚感(初めて異性を意識した頃, 錯覚に後押しされたものだったのではなし、かと今振り返っ 手の娘の順番を頭の中で繰り返し繰り返し呪文のように フォークダンスで相 て思っております。 確認していたあの昂ぶりにも似た)でいっぱいでした。 現在宇宙研で働く全てのみなさまに,私は嫉妬します。 ちょっと前になりますが, TVのパソコンの CM で西洋人 の男の子がロケット(デパートの屋上なんかに設註されて どうか多くの人々の憧れの近くで働くことへの高揚感を いる子供用の乗り物で 10 円玉を入れると前後に揺れるだ 楽しんでくださ L 、。独立行政法人化や省庁再編による行 けのやっ)に乗り込むと本絡的な打ち上げのアナウンスが 政機関としての煩雑な種々の問題等,考えたら頭の痛く あり,満天の星空にロケットが向きを定め,少年の期待 なるような混沌とした状況ではありますが, が顔いっぱ L 、に広がった瞬間にガコガコと前後に揺れて 形であれ人々の「宇宙」への憧れが無くならない限り, 少年の失望した顔アップで終わるといった映像がありま 「宇宙研は永遠に不滅です! (長崎風に )J と信じましょう。 どのような 私自身も再度宇宙研で働ける日を未だに夢見ておりま した(実際にはここで知的好奇心を満足させるといった PC の画面に続くのですが)。誰にでも似たような記憶がある す。しかし, と思います。映像にはありませんが,おそらくロケット うものらしいです。(司E実,異動希望先として「宇宙研J を降りて両手を広げ肩をすくめながら首を横にふり(欧米 と記入した私は今タイにおります。タイも本人希望です 人が良くやる仕草)やれやれといった感じで現実に戻って けど。〕 いく少年が私で, I人事」とは願えば願うほど遠ざかってしま 最後に文中「少年」と限定した表現を連呼したのは, I なにくそ『それなら自分で作ってやる。」 と踏み出した少年が宇宙研の先生方ではなかったかと, 決して「少女」の除外を意図したものではありません。 この CM を見ながら思いました。誰もが一度は抱く「宇宙」 ただ荒井の媛小な脳みそのイメージで「少女の憧れ(=夢)J への憧れを今も持ちつづけている,そんな先生方に軽い イコール「宇宙」の数式が何故かしっくりいかなかった 嫉妬を覚えたのを今懐かしく思い返しております。 ので,敢えて「少年」とさせていただきました。お気に 触った女性の方には.ここでお詫びいたします。 こちらタイ王国におきましても,少年逮の宇宙に対す (日本学術振興会バンコク研究述絡センター る憤れは決して日本の子供たちに引けを取るものではあ あらい・とものり) りません。子供用の玩具売り場では,宇宙開辿(星閥飛 行ロケット等)の物は人気が高く, TV番組(子供向け) ⑫ でも宇宙ネタのアニメや CG物は非常に多いです。いいえ, むしろこちらの子供たちの方が強いといっても良いでしょ う。それは情報が日本の子供たちよりはるかに少なく, かつ現実(生活)が非常'に厳しいという環境が未知なる ISAS ニュース 先行 .4>:ニ 'r' Hi科学研究所(文 ~~W1 吋) N o . 2 3 7 2 0 0 0 . 1 2 @>2298510 神ぶ川県相 l校)i;idilll ISSN 0285 ・2861 野 h3 11 TEL0 42759-8009 TheI n s t i t u t eo fSpaceandA s t r o n a u t i c a lS c i e n c e zー ス に mすo~'I :rJ' ・冷 b-tr U, /:'/11 の ;ι 活 (j{f.Jj 事, mik t J l.i i i J ! ! i f, 再J ま で お 草 野 * な お , 本 ニ ュ ー ス は , イ ン タ ー ネ ッ ト で も ご 覧 に な れ ま す (http.//www.isas.ac.jp) 4 ・ 4 ・た1..-£九 m! ギJU;転 。 f& -F liJ) 1。4