特集

【宇宙×カガクの最前線!】宇宙の不思議が身近になる!?ロケットと暮らしとカガクの話【宇宙×カガクの最前線!】宇宙の不思議が身近になる!?ロケットと暮らしとカガクの話

そら見上みあげてみよう。
ロケットがいきおいよく姿すがた宇宙船うちゅうせんなかをふわりと移動いどうする宇宙飛行士うちゅうひこうし
地球ちきゅうのまわりをまわ人工衛星じんこうえいせい――。
「いつか宇宙うちゅうってみたい!」そんなゆめっているひとも、きっといるはず。
ひとむかしから宇宙うちゅうにあこがれ、いまもその不思議ふしぎっている。
それは、宇宙うちゅう研究けんきゅうが、わたしたちのらしをすこしずつ、便利べんりに、おもしろくえてくれるから。
そして、とお宇宙うちゅうと、地上ちじょうきるわたしたちをそっとつないでくれるのが、「カガク」のちから
さあ、化学かがくがどんなふうに宇宙うちゅうのとびらをひらいてくれるのか、ノックしてみよう。
わったあと、夜空よぞらほしがちょっとだけ、ちがってえるかもしれないよ。

「きみラボ」をんでいるみなさんへ

宇宙うちゅうったことは、あたらしいゆめはじまり

わたしどものころから理科りか実験じっけんきでした。学校がっこう理科室りかしつでの実験じっけんはもちろん、学習雑誌がくしゅうざっし付録ふろくについてきたさまざまな科学実験かがくじっけんセットなどにも夢中むちゅうになってんだのをおぼえています。また、絵本えほんやマンガをつうじて宇宙うちゅう世界せかいゆめてきました。「ロケットにって宇宙うちゅう飛行ひこうをしたい」という漠然ばくぜんとした未来みらいのイメージが、大人おとなになってからの宇宙飛行士うちゅうひこうし挑戦ちょうせんにつながったのだとおもいます。
実際じっさい宇宙飛行士うちゅうひこうしになってからは、国際宇宙こくさいうちゅうステーションでさまざまな宇宙実験うちゅうじっけん担当たんとうしました。あたらしい材料ざいりょうつく実験じっけん地上ちじょうとはちが性質せいしつ物質ぶっしつ実験じっけん、ときには自分自身じぶんじしんからだ変化へんかさぐるための医学実験いがくじっけんなどにも参加さんかし、文字もじどお宇宙うちゅう不思議ふしぎ体験たいけんすることができました。
宇宙うちゅうから帰還きかんしてから「ゆめがかないましたね」とよくわれました。どものころからのゆめ舞台ぶたいであった宇宙うちゅうけて、わたし本当ほんとうしあわせだとおもいます。しかし、宇宙うちゅうきたいというゆめは、自分じぶんっている可能性かのうせいひろげて、人間にんげんがどこまでけるかりたいということだとおもうのです。その意味いみでは、宇宙うちゅうったことはゆめわりではなく、あたらしいゆめはじまりになるのでしょう。
つぎ時代じだいひらくみなさんも、自分じぶんたちの未来みらいがさまざまな可能性かのうせいゆめちていることに気持きもちをけてほしい。そして、自分じぶんまわりの人々ひとびともみんな一人ひとりひとり、さまざまな可能性かのうせいゆめってきていることに気付きづいて、他人たにんたいする敬意けいい社会しゃかいたいする連帯感れんたいかんかんじてきていってほしいとねがっています。

野口 聡一|宇宙飛行士 / 東京大学特任教授野口 聡一|宇宙飛行士 / 東京大学特任教授
1965ねん神奈川県かながわけんまれ、博士はかせ(学術がくじゅつ)。3かい宇宙飛行うちゅうひこう成功せいこう世界せかいはじめて3種類しゅるい宇宙帰還うちゅうきかん達成たっせいした宇宙飛行士うちゅうひこうしとしてギネス世界記録せかいきろく2部門ぶもん認定にんてい。2021ねん宇宙うちゅうからのショパン生演奏なまえんそう動画どうがなどでYouTube Creator Award受賞じゅしょう国際こくさいNPO「Genius 100」財団ざいだん選出せんしゅつする「世界せかいの100にん」に選出せんしゅつ宇宙うちゅう帰還後きかんご体験たいけん死生観しせいかんげた「宇宙うちゅう当事者とうじしゃ研究けんきゅう」により日本質的心理学会論文賞にほんしつてきしんりがっかいろんぶんしょうなど受賞じゅしょう。ボーイスカウト特別功労賞とくべつこうろうしょう株式会社かぶしきがいしゃ国際社会経済研究所こくさいしゃかいけいざいけんきゅうじょCTO、株式会社かぶしきがいしゃIHIアカデミーちょう、カップヌードルミュージアム名誉館長めいよかんちょう立命館大学学長特別補佐りつめいかんだいがくがくちょうとくべつほさ東京大学特任教授とうきょうだいがくとくにんきょうじゅ国連こくれんWFP協会顧問きょうかいこもん国際経済こくさいけいざいフォーラム(ダボス会議かいぎ上級じょうきゅうフェロー、宇宙財団理事うちゅうざいだんりじ趣味しゅみ料理りょうり、キャンプ、作詞さくし (Sony Music Artists契約けいやく)、飛行機操縦ひこうきそうじゅう

宇宙をとびだす“カガク”の力最前線!宇宙をとびだす“カガク”の力最前線!

宇宙うちゅう活躍かつやくするあたらしい技術ぎじゅつが、さまざまな会社かいしゃからまれているよ。
うしのふんからつくるロケット燃料ねんりょう超小型ちょうこがた人工衛星じんこうえいせい月面げつめん活用かつようするあたらしい素材そざい――。
宇宙うちゅうむずかしい問題もんだいにチャレンジするなかで、未来みらいらしに役立やくだつヒントもつかっているんだ。
そんな6つの最新技術さいしんぎじゅつ紹介しょうかいするよ!

うしのふんがロケットの燃料ねんりょうに!?

エア・ウォーター株式会社かぶしきがいしゃ

北海道ほっかいどうでは、うしのふんや尿にょう使つかってロケットの燃料ねんりょうつくみがはじまっているよ。がけているのは、エア・ウォーターという会社かいしゃ。ふん尿にょう発酵はっこうさせて、地球ちきゅうにやさしい「バイオメタン」という燃料ねんりょうつくっているんだ。てられるようなものが宇宙うちゅうへのチャレンジに役立やくだつなんて、おどろきだね。

Q1なにがすごいの?

バイオメタンは、うしのふんや尿にょう発酵はっこうさせてできるガスからつくられるエネルギー。エア・ウォーターは、このなかのメタンという成分せいぶん液体えきたいえる技術ぎじゅつ開発かいはつしたんだ。うしのふんから液体燃料えきたいねんりょう液化えきかバイオメタン)をつくるのは、日本にほんはじめてのみ。しかも、ロケットの燃料ねんりょう使つかうチャレンジは民間企業みんかんきぎょうでは世界初せかいはつ日本にほんおおくのエネルギーを外国がいこくにたよっているけど、うしのふん尿にょう使つかうことで国内こくないでもエネルギーがつくれるようになる。だから、注目ちゅうもくあつめているんだ。

Q2将来しょうらい、どんなことができそう?

ロケットをばすだけでなく、バイオメタンはいろいろな場面ばめん活躍かつやく期待きたいされているよ。たとえば、工場こうじょううごかすちからになったり、トラックやふね燃料ねんりょうになったり、みんなのいえ使つかうガスにもなるんだ。さらに、うしのふん尿にょうからつくったエネルギーを使つかって牛乳ぎゅうにゅうつくるといった、資源しげんがぐるぐるまわるしくみをつくることもかんがえているよ。自然しぜんとうまくつきあいながら、生活せいかつ産業さんぎょうささえる。そんな社会しゃかいつくるうえで、バイオメタンは大事だいじなエネルギーになりそうだね。

ロケットをすパワーのもと!

株式会社かぶしきがいしゃカーリット

ロケットが宇宙うちゅうつには、おおきなパワーがかせない。その推進力すいしんりょくのもとになる「固体燃料こたいねんりょう」には、特別とくべつな「こな」が使つかわれているよ。カーリットがつくるそのこな名前なまえは「過塩素酸かえんそさんアンモニウム」。酸素さんそがない宇宙うちゅうでモノをやすには、自分じぶん酸素さんそすしくみが大切たいせつになる。そこで、この過塩素酸かえんそさんアンモニウムが酸素さんそわりになって、ロケットをまえへと、してくれるんだ。

©JAXA

Q1なにがすごいの?

過塩素酸かえんそさんアンモニウムは、たくさんの酸素さんそをふくんでいるから、えるとおおきなエネルギーをせるよ。おも人工衛星じんこうえいせいをロケットが宇宙うちゅうまではこべるのは、この物質ぶっしつがあるからこそ。カーリットでは、過塩素酸かえんそさんアンモニウムのこなのつぶのかたちおおきさをきれいにそろえて生産せいさんしていて、それによって安定あんていした燃焼ねんしょうができ、安全性あんぜんせいたかまっているんだ。その品質ひんしつたかさが、日本にほんのロケットげを力強ちからづよささえているんだよ。

Q2将来しょうらい、どんなことができそう?

過塩素酸かえんそさんアンモニウムを使つかった固体燃料こたいねんりょうは、なが保存ほぞんができて、力強ちからづよいのが特長とくちょうだよ。あらかじめロケットにれておけるから、天気てんきわりやすい日本にほんでも、発射はっしゃのチャンスをのがさずにげられるんだ。さらに、おも人工衛星じんこうえいせいはこべることで、気象観測きしょうかんそく災害監視さいがいかんし地球環境ちきゅうかんきょう研究けんきゅうなど、おおくの場面ばめん活躍かつやく期待きたいされている。この素材そざいが、未来みらい宇宙開発うちゅうかいはつ可能性かのうせいひろげていくかもしれないね。

ミニ衛星えいせい地球ちきゅうをチェック!

セーレン株式会社かぶしきがいしゃ

セーレンは、もともとシルク(きぬ)の加工かこうをしていた会社かいしゃ。130年以上ねんいじょう研究開発けんきゅうかいはつつづけ、なんといまでは超小型ちょうこがた人工衛星じんこうえいせいつくっているんだ。そのおおきさは、2Lのペットボトルよりちいさいくらい。こんなにちいさな人工衛星じんこうえいせいが、宇宙うちゅう地球ちきゅうのようすを観察かんさつするなど、おおきな役割やくわりになっているよ。

Q1なにがすごいの?

セーレンが開発かいはつする超小型ちょうこがた人工衛星じんこうえいせいは、たて10cm、よこ10cm、たかさ30cmほどと、とてもコンパクト。かるくて場所ばしょをとらないから、一度いちどおおくの衛星えいせいげることができるんだ。ちいさいぶん、開発かいはつ必要ひつよう時間じかんみじかく、おかねをあまりかけずにつくれるのも特長とくちょう大学だいがく企業きぎょうがこの衛星えいせいにカメラをつけて、地球ちきゅうのようすをくわしく観察かんさつしているよ。そうしてあつめられたデータは、教育きょういく研究けんきゅう社会活動しゃかいかつどう役立やくだてられているんだ。

Q2将来しょうらい、どんなことができそう?

超小型ちょうこがた人工衛星じんこうえいせいは、わたしたちのらしや地球環境ちきゅうかんきょうまもるためにも、おおきな力ちから発揮はっきしているよ。たとえば、もり火事かじ大雨おおあめによる洪水こうずいはやつけて、被害ひがいちいさくするだすけができるんだ。農作物のうさくぶつそだ具合ぐあいそらから調しらべて、効率こうりつよく農業のうぎょうおこなうこともできる。また、おおきな災害さいがい地上ちじょう電話でんわやインターネットが使つかえなくなったときに、衛星通信えいせいつうしん使つかって情報じょうほうとどける役割やくわりも。ちいさくても、宇宙うちゅうからわたしたちのらしをささえていくよ。

つくりやすく、パワフルな燃料ねんりょうへ!

日油にちゆ株式会社かぶしきがいしゃ

宇宙うちゅう人工衛星じんこうえいせいはこぶロケットには、「液体燃料えきたいねんりょうロケット」と「固体燃料こたいねんりょうロケット」の2種類しゅるいがあるよ。日本にほんH3エイチスリーロケットは、この2つをわせておおきな人工衛星じんこうえいせい宇宙うちゅうはこぶんだ。日油にちゆがけるのは、固体燃料こたいねんりょうロケットに使つかわれる「固体推進薬こたいすいしんやく」。かたくかためた燃料ねんりょうで、ねらった方向ほうこうにしっかりロケットをばせるのが特長とくちょう宇宙開発うちゅうかいはつささえる、大事だいじなエネルギーげんになっているんだ。

Q1なにがすごいの?

ロケットは、げるときのたかさやスピードがすこしでもズレると、人工衛星じんこうえいせい目的もくてき場所ばしょはこべなくなってしまう。だから、宇宙うちゅうロケットは、まるではりあなとおすように、正確せいかくうごくことがもとめられているんだ。その正確せいかくうごきをささえるために、固体推進薬こたいすいしんやくはとてもこまかく、ていねいにつくられているよ。しかも、げのときにかかるおおきなちからにも、こわれないつよさをちゃんとそなえているんだ。

Q2将来しょうらい、どんなことができそう?

天気予報てんきよほう災害対策さいがいたいさく通信つうしんなど、わたしたちの生活せいかつかせないものとなっている人工衛星じんこうえいせい。これからは、もっとおおくの人工衛星じんこうえいせいを、もっと手軽てがるげられるようになることが期待きたいされているんだ。そのためには、ロケットのげも、もっと簡単かんたんで、おかねをあまりかけないようにする必要ひつようがあるよね。日油にちゆでは、これまでよりも簡単かんたんに、たくさんつくれる固体推進薬こたいすいしんやく目指めざして、さまざまな技術ぎじゅつ開発かいはつすすめているよ。

かるくてつよい」でつきにチャレンジ

三菱みつびしケミカル株式会社かぶしきがいしゃ

月面げつめんはしるためにつくられた、超小型ちょうこがた超軽量ちょうけいりょう高強度こうきょうど探査車たんさしゃYAOKIやおき」。この車体しゃたいには、三菱みつびしケミカルが開発かいはつした「CFRP(炭素繊維たんそせんい強化きょうかプラスチック)」などの、かるくてつよ素材そざい使つかわれているんだ。2025ねん3がつ月面げつめん到着とうちゃく宇宙開発うちゅうかいはつに、素材そざいちからかされているよ。

Q1なにがすごいの?

つきまでモノをはこぶには、とてもおかねがかかる。たった1kgのおもさでも1億円おくえん以上いじょうすることがあるんだ。だから月面げつめん探査車たんさしゃは、できるだけかるく、しかも丈夫じょうぶつく必要ひつようがあるんだよ。三菱みつびしケミカルは、金属きんぞくよりもかるくてつよ素材そざいと、すくない部品ぶひんわせでモノを形作かたちづく技術ぎじゅつをあわせて使つかうことで、衝撃しょうげきにもつよく、かるくてシンプルな構造こうぞう実現じつげんしたんだ。すくない部品ぶひんおおきなちから発揮はっきする工夫くふうをしたり、素材そざい特性とくせいつくかたをうまくわせたりして、これまでにない月面げつめん探査車たんさしゃしたんだね。

Q2将来しょうらい、どんなことができそう?

これから宇宙うちゅうでの仕事しごとはどんどんえていくといわれている。三菱みつびしケミカルは自分じぶんたちの得意とくい炭素繊維たんそせんい特別とくべつなプラスチックなどの素材そざい使つかって、宇宙うちゅう役立やくだつものづくりをすすめているよ。YAOKIやおき開発かいはつでは、いろいろな部署ぶしょ専門家せんもんかちからわせて、おおきなチームでんだこともポイント。素材そざい技術ぎじゅつ、そしてひとをつなぎながら、らしや宇宙うちゅう課題かだい解決かいけつするチャレンジがはじまっているよ。これからは火星かせいやもっととお場所ばしょ目指めざ探査たんさにも、こうした技術ぎじゅつかされていくかもしれないね。

つきすなでエネルギー問題もんだい解決かいけつ

株式会社かぶしきがいしゃレゾナック・ホールディングス

月面げつめんには「レゴリス」というこまかいすなもっている。このレゴリスに樹脂じゅし特別とくべつなプラスチック)をぜてねつくわえると、ブロックじょう材料ざいりょうができるんだ。レゾナックは、このブロックを月面げつめん道路どうろ建物たてもの使つかおうとしているよ。つきでの資源しげん使つかい方かたやエネルギー問題もんだいなど、おおくの課題かだい解決かいけつするかもしれないんだ。

レゴリスにせてつくった人工じんこうすな樹脂じゅしかためた材料ざいりょう

Q1なにがすごいの?

つきではひるよるがそれぞれ14日間かかんずつつづく。よる太陽たいようひかりとどかず、太陽光たいようこう発電はつでんができないから、エネルギーの確保かくほおおきな課題かだいなんだ。そこでレゾナックは、レゴリスに注目ちゅうもく。レゴリスと少量しょうりょう樹脂じゅしぜてかためると、太陽たいようねつたくわえられるブロックになる。すなのままだとねつつたわりにくいけど、樹脂じゅしかためることでなかまでねつつたわり、たくさんのねつをためられるんだ。だから、ひるのうちにためたねつよるかすことができる。つきにある素材そざい活用かつようすることで、地球ちきゅうから資材しざいはこ負担ふたんらせるんだね。

Q2将来しょうらい、どんなことができそう?

このブロックだけで、つき必要ひつようなエネルギーすべてをまかなうのはむずかしいけれど、はいりやすく、たくさんつくれて、費用ひようやすくおさえられるのがいいところ。強度きょうどもあるから道路どうろ使つかえるし、ほかにも街路灯がいろとう電気でんきしたり、建物たてものあたためるための熱源ねつげんとして使つかったりと、いろいろな使つかかたかんがえられるよ。宇宙うちゅう使つか材料ざいりょうは、かるさやつよさだけでなく、れやすさがとても大事だいじ。こうした工夫くふうすこしずつかさねていけば、いつかつきでも、地球ちきゅうおなじように生活せいかつできる都市とし誕生たんじょうするかもしれないね。