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天宮1号、来年1月か2月に地球に落下
China's Tiangong-1 falls to Earth

2016年3月に制御不能になった中国の軌道上実験モジュール、天宮1号は、現在1日に約160mずつ高度を下げています。10月11日の中国の発表によると、現在の平均高度は311km(近地点297km、遠地点325km)で、大気圏再突入は2018年1月か2月と予測されています。

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天宮1号は全長10.4m、重量8.5tで、大気圏に再突入した際、大部分は分解し、燃えつきてしまいますが、破片の一部は燃えつきずに海上または地上に落下する可能性があります。1997年には、電源に原子炉を使用していたソ連の衛星の一部がカナダに落下したことがあります。また、1998年にはアメリカの宇宙実験室、スカイラブの破片がオーストラリアに落下しました。

天宮1号の軌道傾斜角は43度です。したがって、赤道をはさんで北緯43度から南緯43度の間のどこかに破片が落下する可能性があります。大気圏再突入の直前にならないと、どこに落ちてくるかはわかりません。北緯43度というと、北海道の一番南にあたりますので、本州、四国、九州、沖縄が落下領域に含まれます。ただし、日本に落下する確率は1000分の1以下です。

天宮1号は主に神舟宇宙船のドッキング・ターゲットとして用いられた軌道モジュールです。実験装置や観測装置を多数搭載していたわけでなく、燃えつきずに落下してくる破片が多いとは考えられません。また破片は1箇所に落ちてくるのではなく、落下する経路にそってばらばらと落ちてきます。したがって、破片による人命被害や物的被害を過度に心配する必要はありません。

天宮1号の姿勢制御や軌道変更を行うロケットエンジンは、燃料にヒドラジンを使用しています。ヒドラジンは強アルカリ性の有害物質で、これに触れると、皮膚や粘膜はただれたり火傷のような状態になったりします。また、吸いこんだ場合には肺の組織が損傷したり、呼吸困難におちいったりします。1996年には中国の長征3号Bロケットの打ち上げが失敗し、ロケットは発射直後に近隣の村に落下しました。燃料のヒドラジンによって多数の死亡者が発生しました。

天宮1号の燃料タンクにはまだヒドラジンが残っている可能性がありますが、大気圏再突入の際、燃料タンクは破壊され、ヒドラジンはすべて燃えてしまいますので、地上に影響を与えることはありません。

天宮1号のような大きな宇宙構造物は、運用終了後、太平洋に制御落下させるのが常識です。2001年、ロシアはソ連時代から運用していた重量120トン以上のミール宇宙ステーションを、南太平洋に制御落下させました。燃えつきなかった破片は海上に落下しましたが、何の被害もありませんでした。中国は今後、独自の宇宙ステーションの建設を計画しています。運用終了後の軌道モジュールを安全に制御落下させる能力をもつことは、中国の宇宙開発にとって大きな課題です。
映画『ドリーム』:アフリカ系アメリカ人女性たちとNASA
Hidden Figures

NASA の初期の有人宇宙計画に大きな役割を果たしたアフリカ系アメリカ人女性たちを描いた映画『ドリーム』を観てきました。

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とてもよくできた映画です。この映画に登場するキャサリン・ジョンソンさん、ドロシー・ヴォーンさん、メアリー・ジャクソンさんは実在の人物です。この映画をきっかけに多くの人が宇宙開発に興味をもってもらえればと思います。1950年代後半から1960年代初めにかけてのなつかしいアメリカ車や女性たちの素敵なファッションを楽しむこともできます。

残念なことといえば、プログラムの日本で書かれた解説部分に、マーキュリー計画の背景説明に正確ではない個所が多々あったり、映画として脚色された部分が事実と混同されかねない書き方をされていたことでしょうか。

彼女たちの成功を「ポジティブな考え方」や「あきらめない心」のせいにするのは、物事の一面しか見ていないことになるでしょう。そのような美談からはほど遠く、彼女たちを取り巻く環境はきわめてきびしいものでした。第二次世界大戦の時代から戦後、そして1958年にNASA が発足してからも、アメリカ社会には深い人種差別がありました。それでもなぜ、彼女たちがNASA で大きな業績を成し遂げることができたかといえば、それは彼女たちの能力と努力のたまものであり、そして、キャサリン・ジョンソンさんが最近のインタビューで語っているように、NASA が1つの目標にむかって皆で進んでいく組織だったからでしょう。

この映画に興味をもたれた方はマーゴット・リー・シェタリーの原作“Hidden Figures: The American Dream and the Untold Story of the Black Women Mathematicians Who Helped Win the Space Race” を読むことをお勧めします。映画ではキャサリンさんのマーキュリー計画での仕事が中心になっていますが、原作の最初の3分の1は、ドロシー・ヴォーンにささげられています。

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ドロシーさんは当時NASA で働いていた多くの黒人女性たちのパイオニアといえる存在でした。1943年12月、バージニア州ファームビルの高校教師だったドロシーさんがグレイハウンド・バスに乗って、NASA の前身であるNACA(アメリカ航空諮問委員会)のラングレー・リサーチ・センターに向かうところから、すべての物語がはじまるのです。

ドロシーさんはラングレー・リサーチ・センターの西エリア計算ユニットに配属されます。「人間コンピューター」として計算尺や機械式計算機を用いて航空分野の計算をするのが仕事でした。ドロシーさんたち黒人女性と、同じ仕事をする白人女性たちの仕事場は分けられており、ドロシーさんたちが隔離されていた建物が西ユニットでした。1949年にドロシーさんは西ユニットのスーパーバイザー(監督者)になりました。黒人女性のスーパーバイザーはNACA初のことでした。彼女の役職は1958年10月にNACA がNASA に改組されるまで続きました。NASA がスタートすると、黒人女性を隔離していた施設はなくなり、それとともにドロシーさんは新しいコンピューター部門に移りました。ドロシーさんは1971年にNASA をリタイアし、2008年に亡くなりました。

ドロシーさんが長をしていた西エリア計算ユニットにメアリー・ジャクソンさんが雇われたのは1951年でした。2年後に超音速風洞実験の部署に配属されたメアリーさんは、これをきっかけにエンジニアになる道を目指します。

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メアリーさんが黒人女性として初のNASA のエンジニアになったのは1958年のことでした。メアリーさんは1985年にNASA をリタイアし、2005年に亡くなりました。

キャサリン・ジョンソンさんが西エリア計算ユニットにやってきたのは1953年の夏のことでした。2週間後、ドロシーさんは彼女を飛行研究部門に異動させます。キャサリンさんはそこで航空機の計算や航空機事故の調査に携わりました。ソ連との宇宙競争がはじまり、1958年にNASA が創設されると、有人宇宙飛行を目指すスペース・タスク・グループがラングレー・リサーチ・センター内に組織され、マーキュリー計画がスタートします。キャサリンさんがそこで重要な役割を果たすことは、映画で描かれた通りです。

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ただし、映画で描かれたキャサリンさんに対する差別には、かなり脚色された部分があります。当時のラングレーでは白人用のトイレと黒人用のトイレは分かれていましたが、キャサリンさんは白人用のトイレを使っていました。その理由は、トイレが白人用と黒人用に分かれていることを知らなかったためでした。白人用のトイレには「白人用」という表示がなかったからです。数年たってキャサリンさんはそのことを注意されましたが、彼女はそれを無視し、白人用のトイレを使いつづけたとのことです。当時、差別を感じることはあまりなかったと、キャサリンさんは語っています。

キャサリンさんは1986年にNASA をリタイアしました。2015年、オバマ大統領はキャサリンさんに対して大統領自由勲章賞を授与しました。また、2016年9月にラングレーにオープンした計算センターは、彼女の業績をたたえ、キャサリン・ジョンソン・コンピュテーショナル・リサーチ・センターと命名されました。

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キャサリンさんは現在99歳ですが、とても元気です。最近のインタビューで、キャサリンさんは「私は1日も無駄にしませんでした。私に与えられた仕事は質問に答えること。そのために私は常に全力をつくしました。それが私の考え方です」と答えています。また、「NASA の若いエンジニアへのアドバイスは?」と聞かれて、「その仕事を好きになってください。そうすれば、あなたはベストをつくすことができます」とも語っています。

原作者のマーゴット・リー・シェタリーは、原作と映画で一番違っているところはどこかと聞かれて、「実際にはたくさんの黒人女性がチームで仕事をすることで、成果は成し遂げられたのです」と語っています。「しかし、登場人物が300人もいる映画をつくることができないことはわかります」。

カッシーニ・ミッション終了
Cassini ends its 13-year mission

土星探査機カッシーニは9月15日、土星大気に突入して、そのミッションを終えました。

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カッシーニは次第に濃くなる土星大気の中で分解し、燃えつきました。カッシーニからの電波は9月15日午後8時55分ごろに停止しました。土星から地球まで電波が届くのに約1時間23分かかるので、カッシーニは日本時間の午後7時32分ごろに通信機能が失われたことになります。

カッシーニ探査機は1997年10月15日に打ち上げられました。2004年に土星周回軌道に入り、以来13年にわたって土星とその衛星、そしてリングの観測を続けてきました。

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2017年4月26日、カッシーニのミッション終了に向けた軌道変更が行われました。土星を22周回後、9月15日に土星大気に突入させるための軌道変更です。タイタンやエンケラドスなど生命存在の可能性のある衛星に落下して環境を汚染しないよう、軌道変更の燃料があるうちに行われた措置でした。

カッシーニは多くの成果をあげていますが、初期の成果のハイライトは、ホイヘンス・プローブをタイタンに軟着陸させたことでしょう。これによって、オレンジ色のかすみがかかった大気の下のタイタン表面を、私たちははじめて見ることができました。

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カッシーニはその後、何回もタイタンに接近し、タイタン全体の地形を明らかにしました。

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カッシーニのもう1つの大きな成果は、エンケラドスで発見した間欠泉です。これによって、エンケラドスの内部には液体の海があることが分かりました。

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下の画像は、カッシーニが地球に送ってきた画像の中でも、特に感慨深いものです。2013年7月19日に撮影されたこの画像には、私たちの地球が写っています。矢印で示されたリングの下の小さな点が地球です。

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長期間のミッションを支えたカッシーニ・チームにはご苦労様というほかはありません。
北朝鮮の弾道ミサイル:火星12と火星14
北朝鮮は9月15日、弾道ミサイルを発射しました。ミサイルは日本列島の上空を越え、3700kmを飛行しました。中距離弾道ミサイル、火星12 の可能性があります。

北朝鮮の中距離弾道ミサイル火星12 と大陸間弾道ミサイルとされる火星14 は、ここで書いたように、最近登場した新しい系列の弾道ミサイルです。火星12 は1段式、火星14 は2段式です。火星14 は火星12 に第2段を追加しただけのように見えますが、両者の画像を並べて比較してみると、違いがよく分かります。

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火星12 の全長は16.5m、火星14 の全長は19.5〜19.8mとされています。火星12 と火星14 の第1段は全長が約13.5mと同じですが、火星14 の第1段の直径は火星12 より大きく、火星12 の直径1.5mに対して、火星14 の直径は1.7〜1.85mです。火星14 の直径が大きくなっているのは搭載する推進剤を多くし、射程を伸ばすためです。

火星12 と火星14 の第1段エンジンは同じもので、ソ連時代のICBM、R-36 で使われていたRD-250 エンジンです。RD-250 は燃焼室が2基ペアになっていましたが、北朝鮮で使っているのは、燃焼室を1基にしたバージョンです。このエンジンを北朝鮮はウクライナのブラックマーケットを通じて入手した可能性があります。入手時期は金正恩体制になってからのことと考えられます。火星12 と火星14 の第1段には、さらに方向を変えるためのバーニアスタスター4基が取り付けられています。これらのスラスターも第1段の推力に寄与しています。このスラスターはソ連の潜水艦発射弾道ミサイル(SLBM)で使われていたR-27 のスラスターを用いている可能性があります。

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火星14 の第2段がどのようなエンジンを用いたものかは分かっていません。

火星12 は2017 年4月15日の軍事パレードで初めて登場しました。下の画像はその時の画像です。

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火星12 の弾頭部は小さく、小型化したブースト型原爆を搭載できるとしても、北朝鮮が水爆としているサイズの爆弾を搭載することは難しいかもしれません。

一方、火星14 の弾頭の形状は火星12 と大きく異なっています。下の画像は、火星14 を起立させる前の写真です。

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火星14 の弾頭基部の直径は1.3〜1.4mほどあります。これなら北朝鮮のいう水爆も搭載可能とみられます。実際に金正恩委員長が核開発の研究所を訪れた時の写真の背後に写っていたパネルには、火星14 に水爆を搭載した弾頭が描かれていました。

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火星12 は2017年4月に3回の発射実験を行ったようですが、いずれも失敗しました。しかし5月14日の発射実験では、高度2000km以上に達するロフテッド軌道をとり、水平距離787kmを飛行しました。また8月29日の発射では、日本列島を越えて水平距離2700kmを飛行しました。9月15日の発射では、飛行距離は3700kmに伸びています。

北朝鮮は火星12 の発射にあたって、推進剤の量を変えて飛行距離を調節しているようです。弾道ミサイルの射程は搭載する推進剤の量と弾頭重量によって変わるので、射程を正確に推定することは難しいのですが、地面との角度が30度〜45度のミニマムエナジー軌道で発射した場合、火星12 の最大射程は4500kmに達すると考えられます。

北朝鮮はすでに韓国を標的とした短距離弾道ミサイル、スカッドと、日本を標的とした準中距離ミサイル、ノドンを実戦配備しています。それよりも射程が長い中距離弾道ミサイルとしてはムスダンを開発してきました。ムスダンは2016年に8回、発射実験を行いましたが、そのうち1回しか成功せず、開発は難航している模様です。したがって、現在ではムスダンに代わって、火星12 が北朝鮮の中距離ミサイルの本命となっている可能性があります。

火星14 は2017年7月4日に最初の発射実験が行われました。高度2800kmに達するロフテッド軌道をとり、水平距離933kmを飛行しました。7月28日には2回目の発射実験が行われ、高度3700kmに達するロフテッド軌道をとり、水平距離約1000kmを飛行しました。火星14 の最大射程は1万kmに達するとみられています。

北朝鮮は金正日の時代からICBM としてテポドン2 を開発してきました。しかし、テポドン2 は発射台が必要な上に発射準備に時間がかかり、ICBM としては使えません。また、火星13 とよばれる別のICBM も開発していましたが、開発は進まず、計画はキャンセルされたとみられています。したがって、ICBM を保有することが必須の目標である北朝鮮にとって、火星14 の存在は非常に重要です。

火星14 のほか、火星13 も新しいICBM として開発計画が再開されている可能性がありますが、現在、北朝鮮が「ICBM に搭載する水爆の実験に成功」という場合のICBM は火星14 を指しており、金正恩委員長は一刻も早い火星14 の開発完了を目指していると思われます。火星12 の発射においても火星14 のためのデータを取得しているとみられますが、近い将来、火星14 の発射実験が行われるのは間違いないでしょう。
北朝鮮の核ミサイル開発はどのくらい脅威か(4):事態はもはや先送りが不可能な局面に
核とミサイルの開発を進める金正恩委員長の目標は、北朝鮮がアメリカ全土を大陸間弾道ミサイル(ICBM)で攻撃できる強大な核保有国家であることを、既成事実として世界に認めさせることにあります。したがって、北朝鮮がアメリカに体制維持の保証を求めているという考えに過度に重きを置くことは、事実を見誤る危険性があります。現在の北朝鮮にとって最も重要なことはアメリカによる承認ではなく、一刻も早くアメリカやロシア、中国と肩を並べる核強国になることです。ここここで見たように、北朝鮮は今、それを実現する一歩手前まできています。現時点での対話は、北朝鮮の時間稼ぎにしかならないでしょう。核とミサイル技術の進捗の度合いを考慮すれば、「対話のための対話は無意味」「最大の圧力を」という日本政府のスタンスは合理的といえます。

金正恩委員長は2013年、金正日時代の先軍政治(軍事優先の政治)を継承するとともに、経済発展と核・ミサイル開発の両方を優先する「並進路線」を打ち出しました。経済政策の成果は不明ですが、核とミサイルの開発はこの路線によって国家目標となり、その後目覚ましい発展を遂げています。2012年〜2015年は金正恩委員長にとって権力基盤を固める時期でした。それを実現した同委員長は、今や核とミサイル開発を最優先課題として加速化させています。2016年以降の多数のミサイル発射や3回の核実験がそれを如実に物語っています。金正日時代の核開発予算はそれほど多くなかったといわれています。また、中国に配慮する面もあり、2006年と2009年の核実験では、事前に中国に通告していました。しかしながら金正恩時代になって核開発予算は増大し、中国への配慮も一切なくなりました。

このような路線を支えているのは、金正恩委員長の周囲を固める新世代のテクノクラートたちです。核とミサイルの開発体制も、金日成、金正日時代のピラミッド型組織ではなく、各プロジェクトを担当する設計局を金正恩委員長が直接指示できるフラットな体制になっていると推測されます。そこで働く科学者や技術者たちも世代交代が進んでいます。その中核は東西冷戦の時代をほとんど知らない世代であり、金正恩委員長とのコミュニケーションも非常に取りやすくなっているでしょう。こうした新しい体制が、核とミサイル開発を効率的に進める基盤となっています。

アメリカ本土を攻撃できるICBM は、長距離を飛ぶミサイルを開発するだけでは実現できません。弾頭の再突入技術や精密誘導技術なども必要です。しかし、こうした技術開発にも着実な進展がみられます。再突入技術に関しては、ロフテッド軌道の発射実験等でデータを入手しているはずです。2017年5月に発射実験が行われ、KN-18 と名付けられたスカッドのヴァリアントは、大気圏再突入時にターゲットに向けた誘導が可能なMaRV であり、北朝鮮はすでにこの技術を一部習得しています。おそらく、多弾頭化の技術も開発しているでしょう。

今後、注目すべきは火星13(KN-08)の存在です。火星13は3段式とされていますが、そうだとすれば、移動発射と長期保管が可能な固体燃料式のICBM である可能性が濃厚です。アメリカとロシアでも3段式のICBM はすべて固体燃料です。固体燃料の技術を北朝鮮はすでに手に入れています。その技術を用いて、潜水艦発射ミサイル(SLBM)の開発も進めています。北朝鮮の潜水艦が日本やアメリカの潜水艦探知網をかいくぐることは困難と考えられますが、これもまた今後、大きな脅威になることは間違いありません。

特殊な地政学的位置にあるため、国際社会はこれまで北朝鮮の核・ミサイル開発を止められずにきました。しかしながら、事態は今、問題の先送りが不可能な局面に達しています。

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