新しい航空輸送システムを目指すNASA

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    NASA’s Aeronautics Research

     

    NASAは将来の航空輸送システムの実現に向けて、数々の研究を行っています。

     

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    最近、大きな話題になっているがUAM(アーバン・エア・モビリティ)です。無人あるいは有人の大型のドローン、いわゆる「空飛ぶクルマ」による都市内交通です。各社が実用化研究に乗り出しており、エアバスやポルシェのような大メーカーも参入しています。UAMは大都市圏だけでなく、大都市の周辺あるいは郊外の小都市でも有効です。ただし、実用化には機体や運航の安全性の確保、さらにはUAM同士あるいは他の航空機、ヘリなどとの干渉を防ぐ運行管理ステムが必要です。

     

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    旅客機の分野では、電動航空機の研究開発が進んでいます。電動航空機には、バッテリーのみでプロペラを駆動するピュア・エレクトリック方式と、機上に設置したガスタービン・エンジンで発電して電動モーターを駆動するハイブリッド方式があります。ピュア・エレクトリック方式は小型機に適しており、NASAは小型電動航空機の試験機X-57 マックスウェルを製作しています。ハイブリッド方式の電動航空機に関しては、NASAはボーイング社と提携して研究用の機体を開発しています。

     

    航空旅客輸送には高速化の要望もあり、超音速旅客機の研究開発も、最近脚光をあびてきました。超音速旅客機コンコルドは、超音速飛行時に発生する衝撃波(ソニックブーム)が問題となり、陸地上では超音速で飛ぶことができませんでした。現在は、ソニックブームを抑制した静粛超音速旅客機の研究が進んでいます。NASAはロッキード・マーチン社と静粛超音速旅客機の試験機X-59 QueSSTを製作する契約を結んでいます。

     

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    VTOL(垂直離着陸)機や高速ヘリも期待されています。ヘリコプターを高速化するには、高速を実現するローター・ブレードの開発、プロペラを併用した機体設計などが考えられています。VTOL機や高速ヘリが実現すれば、都市圏の移動時間が短縮されるほか、災害時等の救援活動が効率化されるなどのメリットが得られます。


    久しぶりのNASAツアー

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      日本にいると、なかなかその感覚はつかめませんが、アメリカの宇宙開発は現在、疾風怒濤の勢いで進んでいるといって過言ではありません。そこで、NASAの現在を知るためのツアーを企画しました。

       

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      ツアーの詳細はこちら。以前は皆様と一緒にずいぶんNASAに行ったものですが、しばらく途絶えておりました。こうしたNASAツアーの企画は久しぶりのことです。ツアー参加者の皆さまと一緒に、アメリカの宇宙開発の今に触れたいと思います。


      アルテミス1用のSLSコアステージにエンジンを取り付け

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        Engines Are Attached to the SLS Core Stage for Artemis I Mission

         

        ルイジアナ州ニューオーリンズにあるNASAのミシュー組み立て工場で、アルテミス1に用いられるロケット、SLSのコアステージ(第1段)に、4基のRS-25エンジンが取り付けられました。

         

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        今後、この施設で試験が行われる予定です。アルテミス1では、SLSに無人のオライオン宇宙船を搭載し、月周回ミッションを行います。

         

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        アルテミス1の打ち上げは2020年の予定ですが、2021年にずれこむという観測もあります。


        スターライナー宇宙船が射点での緊急脱出試験に成功

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          Starliner Completes Pad Abort Test

           

          ボーイング社が開発中の有人宇宙船、スターライナー(CST-100)の射点での緊急脱出試験が成功しました。

           

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          この試験は発射直前に射点で緊急事態が発生した際に緊急脱出するシステムの試験です。試験の経過は以下のようでした。

           

          試験スタンドでスターライナーの4基の緊急脱出用エンジン、および姿勢制御スラスターに点火しました。緊急脱出用エンジンは計画通り5秒間燃焼、姿勢制御スラスターはさらに5秒間作動しました。宇宙船は高度1.4kmまで上昇し、パラシュートを展開しました。その後、クルー・モジュール(クルーが搭乗するカプセル)とサービス・モジュール(機械船)が分離されました。次にクルー・モジュール下部のヒートシールドが分離され、着地用のエアバッグが展開しました。95秒後にクルー・モジュールは着地しました。

           

          なお、スターライナーのパラシュート3基のうち1基は展開しませんでした。しかし、この点について、NASAはクルーの安全には問題がないと声明しています。

           

          この試験をふまえ、スターライナーは1217日に無人飛行試験を行う予定で、ケープカナヴェラル空軍ステーション、41発射台からアトラス5ロケットで打ち上げられます。スターライナーは国際宇宙ステーション(ISS)にドッキングし、その後地球に帰還することを目標にしています。飛行が成功すれば、次のミッションではいよいよクルーをISSに運ぶことになります。

           


          ドリーム・チェイサーの最終組み立て開始

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            Full Assembly of the Dream Chaser Spacecraft Starts

             

            国際宇宙ステーション(ISS)に物資を運ぶシエラ・ネバダ社の新型宇宙船ドリーム・チェイサーの組み立てがはじまります。

             

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            先日、機体のベースとなる一次構造がテキサス州フォートワースにあるロッキード・マーチンの工場からシエラ・ネバダのコロラド工場に到着しました。ここで翼やカーゴ・モジュールの結合、アビオニクスなどの装置を設置する最終組み立てが行われ、2021年春に完成、その後NASAでの環境試験などを行い、2021年秋以降に初飛行の予定です。

             

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            シエラ・ネバダ社のドリーム・チェイサーはNASA ISS からの緊急帰還用のライフボートとして開発していたHL-20 をベースにしたミニシャトル型の有翼宇宙船です。全長9m、幅4.5mで、機体にはCFRP(炭素強化プラスチック)が多用されています。船内および機体後部に結合されるカーゴ・モジュールに合計5.4tの貨物を搭載することが可能です。打ち上げにはULA(ユナイテッド・ローンチ・アライアンス)のヴァルカン・ロケットを用い、帰還時はスペースシャトルと同じように滑空して着陸します。25回程度の再利用が可能です。

             

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            物資輸送用のドリーム・チェイサーは、下のように本体(上)とカーゴモジュール(下)からなり、両方に物資を搭載できます。

             

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            下は、ISS にドッキングしたドリーム・チェイサーの想像図です。

             

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            帰還時にはカーゴ・モジュールを分離し、本体が滑走路に着陸します。

             

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            NASA はスペースシャトルが退役する前年の2010年に、民間の有人宇宙船によるISSへのクルー輸送を実現するための計画CCPCommercial Crew Program)をスタートさせました。20129月に、ボーイング社のCST-100、スペースX社のクルー・ドラゴン(ドラゴンv2)、シエラ・ネバダ社のドリーム・チェイサーの3つが選定されました。しかし、2014年に行われた最終選定ではCST-100 とクルー・ドラゴンが選定され、ドリーム・チェイサーは最後の関門を突破することができませんでした。

             

            一方NASA2006年に、ISSへの物資補給を民間企業の宇宙船で行うための計画COTSCommercial Orbital Transportation Services)をスタートさせていました。こちらでは

            スペースX 社の宇宙船ドラゴンとオービタル・サイエンシズ社(当時、現ノースロップ・グラマン社)の宇宙船シグナスが選定され、現在、ISSへの補給サービスを行っています。

             

            NASA 2019年から2024年までのISSへの補給を行うCRS-2 Commercial Resupply Services 2)で、スペースX社、オービタルATK社(当時、現ノースロップ・グラマン社)に加え、シエラ・ネバダ社とも契約を結びました。これにより、無人型のドリーム・チェイサーは少なくとも6回の補給サービスを行いことになったのです。

             

            シエラ・ネバダ社は有人型のドリーム・チェイサーの開発も継続しています。

             

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            シエラ・ネバダ社によると、無人型と有人型では機体・システムの85%は共通とのことで、ISSへの補給サービスは有人型ドリーム・チェイサーの実現に大きなステップになると思われます。


            東京五輪のマラソンと競歩:札幌市開催は妥当な判断

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              東京五輪のマラソンと競歩の会場を札幌市に移すという国際オリンピック委員会(IOC)の決定は、東京の8月の気象条件を考えた場合、妥当な判断と思われます。下の画像は201881日の東京の酷暑を示すJAXAの気候変動観測衛星「しきさい」の観測画像です。

               

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              201881日の東京の最高気温は35.1℃ですが、「しきさい」の観測によると、東京の地表面温度が50℃以上と非常に高温となっていることがわかります。

               

              東京五輪のマラソンは女子が8月2日、男子が89日、男子50km競歩決勝は88日に行われます。今年の8月前半の東京の気象データは下の通りです。

               

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              気象庁 

               

              最高気温35℃以上の日が半分以上、最低気温が25℃以下になることはなく、雨はほとんど降らず、湿度は常に70%以上です。都心部はほとんどの土地が建物におおわれ、道路は舗装されているため、エアコンや自動車からの排熱でヒートアイランド現象が加わり、地表面温度はさらに上昇します。こうした気象条件の下での競歩やマラソンは選手の生命を危険にさらすことになります。

               

              日本ではあまり報道されませんでしたが、今年の夏は史上空前の熱波がヨーロッパを襲い、死者が続出しました。ヨーロッパの熱波はアフリカ大陸からの熱い風がもたらします。この現象はエルニーニョが発生している時期に起きることが多いのですが、今年はエルニーニョが発生していないにもかかわらず、熱波が襲いました。世界気象機関(WMO)はこの猛烈かつ広範囲の熱波は人為起源の気候変動のあらわれだと指摘しています。

               

              地球温暖化の傾向にストップはかかっていません。来年の東京の夏はさらに暑くなる可能性があります。



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