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宇宙ゴミの問題を解決!若手リケジョ研究者の挑戦

富山英三郎

GPSや通信、放送、気象観測など、今や我々の生活に欠かせない人工衛星からの情報。その利便性を脅かす存在として世界的な問題となっているのが、スペースデブリ(宇宙ごみ)である。そんな課題に取り組んでいるのが、日本の宇宙スタートアップ企業である株式会社ALE。同社の取り組みについて紹介するとともに、将来のビジョンについても語ってもらった。

持続可能な発展を妨げる
宇宙のゴミ問題

ジェフ・ベソスやイーロン・マスクなど、世界で1、2位を争う富豪たちが注目している宇宙関連ビジネス。その勢いは、「ITの次は宇宙」と言われるほどだ。その一方で、さらなる発展を阻害する要因となりそうなのがスペースデブリである。

スペースデブリとは、耐用年数が切れて使用済みとなったものや、故障してしまった人工衛星やロケットの部品、さらには衝突してバラバラになった破片など、宇宙に漂うゴミのこと。長年、世界各国が大量の人工衛星やロケットを飛ばしてきたこともあり、大量の宇宙ゴミが軌道上をぐるぐると回り続け、ときに運用中の衛星に衝突する事故が起きている。

その量は10cm以上のもので約3万4000個、1~10cmのものが約90万個、1mm~1cmのもので約1億2800万個もあると推定されており、総質量は9400トンを超える。

宇宙空間では、小さな破片であっても秒速10~15kmとなるため、当たりどころが悪ければ深刻な事故となってしまう。また、多くの人工衛星はその目的に最適な位置がほぼ同じ軌道のため、広大な宇宙とはいえ密集してしまうという問題もある。

実際、2009年にはアメリカの通信衛星にロシアの使用済み衛星が衝突して大破。最近も、ISS(国際宇宙ステーション)のロボットアームに、スペースデブリが衝突した痕跡が見つかったばかりだ。

事前に取り付ければ、
スペースデブリにならない

宇宙空間の利用を持続可能なものにするためにも、スペースデブリの除去は喫緊の問題。そんな中、日本の宇宙スタートアップであるALEは、JAXA(宇宙航空研究開発機構)や神奈川工科大学、東北大学などと共に宇宙デブリ化防止装置(EDTを利用したデブリ化防止装置)を開発している。

「現在、スペースデブリを除去する技術は世界各国で研究されています。メディア等で取り上げられてきたものの多くは、専用の衛星を打ち上げ、大型のデブリを狙って捕まえて除去するというものです。弊社が開発しているものは、打ち上げる前の人工衛星にあらかじめ搭載することで、衛星等の運用期間が終わったら自ら大気圏に突入させて燃やして廃棄する装置です」。そう語るのは、ALEのスペース システム エンジニアである三橋結衣氏。

推進剤等の燃料も使わず
機構も小型で軽量

この仕組みの基本的な考えは、JAXAが2016年に「こうのとり」6号機に搭載した導電性テザーにある。導電性テザーとは電流が流れるヒモのこと。これを宇宙空間に垂らすと、地球の磁場と反応して電子が集まり電流が流れ始める。さらに、地球の磁場と作用し、衛星の進行方向に対して逆方向にローレンツ力(荷電粒子が磁場中を運動するとき、磁場により受ける力)が発生する。すると衛星にブレーキがかかり降下していくという仕組みだ。

また、高度600kmあたりまで下降すれば薄い空気があるため、空気抵抗によっても下降が促進されるという。共に自然の力を利用するため電源や燃料をほぼ必要とせず、小型軽量化できるというのもポイントだ。

「この実験はあまりうまく行かなかったそうなんです。しかし、その時に蓄積された知見をお借りし、弊社はJAXAや神奈川工科大学、東北大学と共に、より効果的な装置を開発しています」

一番大きな違いは、カーボンナノチューブを電界放出エミッタとして用いる、電子放出デバイスが追加された点である。カーボンナノチューブは、直径がナノ単位と非常に細く、化学的安定性や強度にも優れているため、エミッタ(電界放出電子源)に最適な材料であった。これにより、導電性テザーを流れる電流量が大きく向上した。また、従来はヒモ状であったものを帯状にすることで空気抵抗も高めている。

「弊社の宇宙デブリ化防止装置は、衛星等が役目を終えると、自動で導電性テザーを垂らす仕組みになっています。垂らすテザーの目安となる大きさは、小型衛星向けのもので最大幅20cm、最大長さ300m程度の帯状のものとなります」

ALEは今年度中(2021年)に実証実験をおこない、その成果を踏まえて早い段階での実用化を目指すという。

天文学博士が宇宙ベンチャーALEを創業した理由

ALEは、宇宙デブリ化防止装置の開発を目的として生まれた会社ではない。設立のきっかけは、人工流れ星を作ることであった。こちらも2023年の実用化に向けて開発が進められている。

同社の創業者であり代表取締役は、東京大大学院理学系研究科天文学専攻の博士号を持つ岡島礼奈氏。彼女は天文学の探究に勤しむ一方、学生時代からプログラミングの会社を設立するなど、ビジネス的な感性にも長けていた。卒業後はゴールドマンサックスに就職している。

「私は基礎科学こそが人類を発展させる大事な要素だと思っています。しかし、日本では基礎科学が軽視される風潮がある。そこで、将来的には公的資金に頼らない研究方法を探らねばと思ったわけです。綺麗事を言っても科学や天文学はお金がかかりますから、まずは資本主義の最先端を見てみようと思ったんです」と、岡島氏は語る。

ゴールドマンサックス退社後は、新興国向けのコンサルティング会社を設立。ここで海外との実務的なやりとりを磨きながら、並行して、学生時代からの夢であった人工流れ星の開発をスタート。2011年にALEを創業した。

「弊社のミッションは、“科学を社会につなぎ宇宙を文化圏にする”こと。科学の力を生かして人類が持続的に発展していければと思っています」

現在は人工流れ星と前述の宇宙デブリ拡散防止装置などに取組んでいるが、この研究を続けることで将来的に大きな発展の可能性があるという。

「人工の流れ星ができることで、天然の流れ星と比較することができます。そうすると、天然流れ星に含まれているタンパク質などの成分を観測できるかもしれない。また、我々は人工流れ星の観測や小型衛星で大気のデータを取得していく予定ですので、それが気候変動のメカニズム解明や、異常気象の予測精度を上げることに役立ちそうです。その他にも、さまざまな広がりがあります」

女性こそ起業をして新たなルールを作るべき

最後に、女性起業家としてこれから何かビジネスを始めようとしている女性たちにメッセージをもらった。

「女性こそ起業すべきだと思います。話を伝え聞く限り、既存の会社にはさまざまなバイアスがあり、女性が活躍できる機会はまだまだ少ないだろうなと思うんです。それならば新しくルールを作る側になったほうがいい。私が起業をおすすめする理由はそこですね」

岡島礼奈(おかじま・れな)
東京大学大学院理学系研究科天文学専攻にて博士号(理学)を取得。卒業後、ゴールドマン・サックス証券へ入社。2009年から人工流れ星の研究を開始し、2011年9月に株式会社ALEを設立。現在、代表取締役社長/ CEO。「科学を社会につなぎ 宇宙を文化圏にする」を会社のMissionに掲げる。宇宙エンターテインメント、大気データの取得、宇宙デブリ防止装置の開発を通じ、科学と人類の持続的発展への貢献を目指す。

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(text: 富山英三郎)

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義足のスペシャリスト臼井二美男は、なぜ“走る”にこだわるのか【the innovator】後編

長谷川茂雄

日本におけるスポーツ用義足作りのパイオニアとして知られ、義肢装具士として30年以上活動を続ける臼井二美男氏。かつてまだ日本でスポーツ用義足が普及していなかった1980年代から、自ら情報を収集し、数々のプロダクトを生み出した臼井氏は、オリジナルのクラブチームを発足させ、走ることの楽しさも伝え続けてきた。そこから多くのパラリンピック選手が生まれ、現在も日本代表選手たちの総合的なサポートを行っている。なぜ臼井氏は義足を作り、走ることの重要性を説くのか? 同氏が所属する鉄道弘済会義肢装具サポートセンターを訪ねた。

約170人が繋がっている
“スタートラインTOKYO”

臼井氏が発足させたクラブチームとは、“スタートラインTOKYO”のこと(発足時の名称は、ヘルスエンジェルス)。28年前から欠かすことなく義足で走るための“練習会”を開いてきた。

「今は練習会をやると70人ぐらいが集まりますよ。そのうち義足を履いている人は50人ぐらいです。多分規模的には世界一だと思います。グループLINEでは約170人が繋がっていて、北海道の方も佐賀県の方もいるんですが、遠方の方も月に1回は基本的にいらっしゃるんですよ。ここ6年ぐらいは、週に1回、近郊に住んでいる方を対象にした練習会も開いています。クラブチームは、年配の方は若い人と交流できるし、逆に若い人は年配の人から知恵を得られる。そういう交流も面白いですよね。人数が多いと大変だと思われるかもしれませんが、規制や決まりごとを作り過ぎないようにしていますから、こちらも参加するほうもストレスなく続けられています。いつの間にかチームが生き物のように勝手に進化するようになったのですが、それも興味深い現象です」

スタートラインTOKYO”には、難しい練習メニューなどはまったくなく、基礎的なストレッチをしたりウォーキングをしたりしながら、徐々にランニングを楽しんでいくという。どちらかというと1時間ほど自由に体を動かすイメージに近い。少しずつ大きなクラブチームに成長し、興味を持った関係者が全国から見学に訪れるようになった。今では同じような練習会を主催する病院や自治体が増えているという。実際にそこからパラリンピック選手も生まれている。

スタートライン TOKYOの参加者は、老若男女問わず、スポーツ用義足をつけて走ることの楽しさが体験できる。それは、さまざまスポーツにトライするきっかけにもなると臼井氏はいう。

「東京はもちろん、大阪や三重からも世界で活躍する選手が出てきています。だからといって練習会の目的は、パラリンピック選手を育てることではありません。もちろんパラリンピック出場を目指すというのは、モチベーションとしてはいいことだと思いますが、練習したからといって、誰でもパラリンピックに出られるわけではないですから。“スタートラインTOKYO”は、義足を履いていてもスポーツが楽しめるということを知るための入り口にしたいんです。陸上競技に固執しているわけではないのですが、走ることはすべての基礎になるので、それを薦めているのです。走れれば、卓球だって野球だってできる。しかも身体能力も上がりますし、気持ちも変わってくる。そういう人が増えることが、一番重要だと思っています」

たまたま義足の調整で訪れた村上さやか選手(長谷川体育施設陸上競技部)。東京2020パラリンピック日本代表候補の一人である彼女の義足も、臼井氏が長年手掛けてきた。

ニーズに応えるには
義肢装具士が試行錯誤するしかない

もはやスタートラインTOKYOの取り組みは多くのメディアに取り上げられ、30年近い臼井氏の活動は、大きなムーヴメントになろうとしている。加えて臼井氏は、パイオニアとして走るための義足開発も行ってきた。ランニング用の義足がまだ一般化していなかった時代から、いち早く研究、開発をしてきた経緯がある。

「自分が義足作りを始めた80年代は、全然情報がなかったですね。あるのは、義肢業界の学会誌とか、パーツメーカーからもらう冊子とか、そういうものでした。たまにアメリカ人やドイツ人が義足でパラリンピックに出場したとか、そういう記事を目にするぐらいで、どんな経緯で作られた義足がどのように活用されたとか、そういう細かな情報はありませんでした。スポーツ義足を作るにあたっては、もちろんいろんな前例を調べて自分なりに研究を進めてきましたけど、スポーツ用に限らず、義足は一人一人ニーズが細かく異なるので、結局は担当の義肢装具士が、それを実現させるために独自に試行錯誤するしかありません。ダンスをやりたい、バイクに乗りたい、泳ぎたい、というようにみなさんの想いは違う。それを叶える小さな約束を果たすのが、義足作りのような気がします。その積み重ねでここまで来ました」

家にいるのは1年で3日ぐらいです(笑)

あらゆるユーザーの希望に真摯に向き合い義足作りをしながら、クラブチームの運営、国際大会に出場するトップクラスの選手の相談にも乗る。臼井氏の活動はとにかく幅広く、驚くほど多忙に見える。実際、還暦を過ぎた今も仕事量は増えているという。

「今、同時進行で25人ぐらいの義足作りやケアをしているんですよ。もちろん若い人にも手伝ってはもらっていますが、正直、数年前より今のほうがさらに忙しいですよ(笑)。相談も増えていますし、スポーツをやってみたいという方も増えています。スポーツだけでなく、高価な義足を作ったけど、うまく歩けないとか、そういう相談も多いです。様々な要望に応えてイベントなどを企画していたら、ここ15年ぐらいまともに休みを取っていません(笑)。家に丸々いるのも年に3日ぐらいじゃないですかね。でもやりがいがあるんですよ。走れるようになって、みんなが元気になっていく姿を見るのはいいものです」

「ほぼ休みはない」と笑いながら話す臼井氏。全国から、あらゆる相談が絶えることはないという。

多忙を極める臼井氏の活動を見るだけでも、東京2020へ向けて、パラスポーツは盛り上がりを見せているように感じる。義足を履いていてもランニングを積極的にしたいという人が増えていると聞くと、日本は環境的にも充実しているような印象もある。ところが、現実はそうではなく、まだまだ課題が山積みだという。

「ウチに通っている義足ユーザーは3500人ぐらいいるのですが、スポーツに関わろうとして練習会に参加している方は、そのうちの100人程度です。全国で考えたら下肢切断者6〜7万人ぐらい。その多くが走ったりスポーツをしたりすることとは無縁の生活をしています。もっと競技用の義足に接する機会が必要ですし、話を聞いてくれたり提案をしてくれる義肢装具士の数も増やさなければならない。そうしないと次のステップに行けないと思います」

自分の満足度は、
まだ65点ぐらいですかね

スポーツ用の義足がどうやって手に入るかという情報も今はまだまだ足りていない。実際に履いてみると、どういう感覚になるのか? そういったことを体感できる機関も病院も少ないのが実情だ。もっと気軽にスポーツ用義足が体感できる環境があれば、積極的に体を動かすことを楽しむ人も増えるはずだ。そうなれば、必然的にパラアスリートを目指す人も増えるのではないか。

こちらは、臼井氏が手掛けた最新のランニング用義足。ミズノと今仙技術研究所が共同開発したもので、日本人の体型に合わせて、板状の足部の曲線をできるだけ小さく仕上げているという。

「パラリンピックに出場するようなトップクラスの選手には、もちろんスポンサーが付いたり支援の話も多いとは思うのですが、どちらかというとその前の育成のところをもっと充実させないと、パラスポーツ全体が伸びていかないと思っています。スポーツ用の車いすや義足が今よりも手に入りやすいシステムが必要ですし、義務教育の段階からスポーツをやりたい人たちが積極的にトライできるような行政や公費のサポートも大切です。“スポーツは趣味”というような捉え方は、改めていかなければならないと感じています」

日本で指折りのキャリアを持ちながら、今も現場で活躍している臼井氏。これからも後進の指導も含め、やりたいことは尽きないという。東京2020はもちろん、その先も義足の新たな可能性を追求することに変わりはない。仕事のペースや量を今よりも落としていくつもりもまったくないそうだ。

義足のパーツや試作品などが所狭しと置かれている研究室。臼井氏はこの場所とリハビリ室、製作室、屋上のランニング用施設などを日々休みなく動き回っている。

前編はこちら

臼井二美男(うすい・ふみお)
1955年、群馬生まれ。大学を中退後に、28歳で義肢装具士を目指し東京身体障害者福祉センター(現公益財団法人鉄道弘済会 義肢装具士サポートセンター)に入社。1989年から、それまで日本になかったスポーツ用義足の開発・製作を開始する。1991年、切断障がい者を対象としたランニングクラブ“ヘルスエンジェルス(現スタートラインTOKYO)”を設立。自らが先頭に立ち、義足ユーザーがスポーツすることの大切さを説いてきた。また、ランニングに関わらず、ユーザーの様々な要望(水泳、マタニティ、バイク、ファッションショーなど)に合わせた多くの義足を開発。2000年のシドニー大会以降は、パラリンピック日本代表のメカニックスタッフとして同行している。

(text: 長谷川茂雄)

(photo: 増元幸司)

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