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宇宙開発に挑む姿勢制御を支える技術者たち 宇宙開発に挑む姿勢制御を支える技術者たち

この記事は2013年10月三菱重工グラフに掲載したものであり、記事中の部署名等は当時のものです。

技術力[ 陸・海・空、宇宙開発 ]

宇宙開発に挑む
姿勢制御を支える技術者たち

国産技術が衛星・惑星探査機の一翼を担う

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世界で初めて小惑星からサンプルを採取した小惑星探査機「はやぶさ」や、太陽のメカニズム解明に貢献する太陽観測衛星「ひので」。
三菱重工はこれらの姿勢制御を行う化学エンジンを手がけています。
そして、国家プロジェクトとしての大きな期待を背負いながら、化学エンジンの開発・設計を担っているのが高見や浦町です。
ロケットが運ぶ惑星探査機や衛星が宇宙で活躍するためには、彼らのような設計者たちの手腕が欠かせません。

  • 上部写真:防衛・宇宙ドメイン 特殊機械部、 写真左:高見 剛史  写真右:浦町 光

新しい可能性を切り開く姿勢制御装置の技術

気象衛星などの人工衛星や宇宙の謎を探求する惑星探査機が多数活躍するなど、宇宙科学技術はまさに日進月歩の発展を遂げています。なかでも数々の世界初を成し遂げた小惑星探査機「はやぶさ」の活躍は記憶に新しいところです。三菱重工が手がけているのは、それら最新鋭宇宙機の姿勢制御装置(化学推進系(注1))です。宇宙機は姿勢の制御により、太陽電池パネルを太陽に向けて電力を確保し、地球との高速通信アンテナが送受信可能な向きへの調整を行います。また小惑星への離着陸に使用するなど、宇宙機の活動に絶対不可欠な存在です。キャリア23年の高見は開発・設計者として、これまで5基の衛星や惑星探査機、ロケットの姿勢制御などに携わってきました。
「JAXA(宇宙航空研究開発機構)ではロケットや人工衛星、探査機などを開発しています。それらはつねに世界初への挑戦であり、私たちはその挑戦の一部を担っています」。
高見とともに入社3年目の浦町も開発・設計担当として、図面作成から製造後の試験検証、顧客との折衝まで行っています。「この仕事は、関われる範囲が広いのが面白いところです。つくったものが形となり、その成果を確認するところまでやりきる。作業は山のようにありますが、やりがいを感じます」と高見は言います。入社以来、責任範囲の広い業務に誇りを感じていた高見は、2000年、後に世界中から歓声を浴びた「はやぶさ」を担当することになりました。

  • 1触媒で化学分解した燃料ガスなどを噴出し、その反力で姿勢制御する小型エンジン。

地の利を生かして開発された国産初

2010年、感動的な帰還劇を演じた小惑星探査機「はやぶさ」。そのプロジェクトでも三菱重工は、姿勢制御を担う化学推進系と、主推進機関であるイオンエンジンの燃料供給系(注2)を担い開発・製造を行いました。「化学推進系では、国産初の小推力2液スラスターを実現しました。ゼロからのものづくりは難しいものですが、ここ(長崎造船所)では近接する長崎研究所の協力を得られ、さまざまな局面で助けられました」と高見は当時を振り返ります。
はやぶさ完成後には、3カ月間にわたり打上げ前の作業にも携わりました。「打上げ前、内之浦宇宙空間観測所(当時)での射場作業の間、緊張で手がパンパンに腫れていました。打上げ翌日、それが嘘のように引いて、プレッシャーの大きさを改めて実感しました」。
しかし、姿勢制御装置を担当する高見の仕事は打上げ後も続きます。宇宙機は宇宙空間ではトラブルが発生しても部品を修理できないため、解決法を探るのも開発担当者の役割です。「夏の休暇中、突然JAXAのプロジェクトマネージャーから電話があり、微小姿勢制御用の装置が故障したため代用として化学推進系を使いたいという依頼を受けました。化学推進系は微小な姿勢制御は想定していませんでしたが、急いで地上試験用エンジンで試験を行い、可能な限り小さい制御力となる噴射時間を確認しました」。その後、宇宙空間を航行するはやぶさでも噴射を確認し、小惑星イトカワへのタッチダウンに成功。高見はそのときの喜びは今でも忘れないと語りました。

  • 2供給のためのバルブと燃料を蓄える超高圧タンク
社内の試験装置で検証を行う様子
設計を担当する高見や浦町も立ち会いの下、社内の試験装置で検証を行います。

化学推進系の信頼性を高め宇宙の解明に貢献

2014年度に打上げ予定の「はやぶさ2」に、高見は開発・設計プロジェクトの管理者として携わり、高見の下で開発・設計を担当したのが浦町です。大学で航空宇宙工学を学んだ浦町は、研究室の学生としてイカロス(注3)プロジェクトに関わり、入社後すぐに、はやぶさ2の設計担当となりました。そんな浦町でも、実際の現場に戸惑ったと言います。「宇宙機システムの基本的な技術や知識は学生時代に学びましたが、化学推進系の実際の作業は、材料適合性などの細かな部分を考慮して設計を進めなければならず、現場での仕事の緻密さを実感しました」。
はやぶさ2では確実なサンプル採取が至上命題であり、高い性能を確実に発揮する品質管理が要求されます。「先人たちが打ち上げてきた数多くの衛星や探査機のなかでも、うまくいかなかったケースの原因を見極め、対策を講じて信頼性を高め、新しいものをつくっていきたい」と浦町は言います。姿勢制御の役割は、衛星や惑星探査機が打ち上げられた後も、任務を全うするまで続きます。はやぶさ2も、その帰還は2020年度。2人の肩の荷が下りるのは、まだ先のこととなります。
「はやぶさでは、タッチダウンの影響で化学推進系が故障し、その機能を全うできませんでした。今度こそは確実に成功できるものをというプレッシャーを感じています」と高見は次のチャレンジへの意気込みを語ります。浦町は、「惑星探査プロジェクトには新しい試みが多く、やってみたいことがたくさんあります。化学推進系の信頼性を高めることももちろん、人体に害の少ない燃料を採用した化学推進系など、開発の可能性を追求していきたい」と夢を膨らませています。
地球から3億キロメートル先にある小惑星イトカワは、通信に片道約30分かかります。しかし、はやぶさを宇宙空間で見失ったときでさえ、プロジェクトチームはあきらめることなく呼びかけ続け、奇跡をもたらしました。その想いははやぶさ2にも後継され、高見や浦町があくなき探究心で手がけた機器たちが、きっと目覚ましい活躍を見せてくれることでしょう。

  • 32010年5月21日に打ち上げられた、小型ソーラー電力セイル実証機。
写真:はやぶさ
世界で初めて小惑星からサンプルを採取したはやぶさ
写真:宇宙機器のメンバー
はやぶさ2にて化学推進系の開発を行う宇宙機器のメンバー

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