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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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空飛ぶタクシーも夢じゃない 官民一体となって進む「空飛ぶクルマ」の移動革命

吉田直子

2020年8月に、日本政策投資銀行等から39億円の資金調達を受けたことを発表した株式会社SkyDrive。産業用のカーゴドローンと並び、人を乗せて飛べる大型ドローン「空飛ぶクルマ」(SD-03)の開発で大きく注目されている。同機はこの夏、すでに有人実証実験も成功させた。エアモビリティ社会の実現を誰よりも待ち望む編集長・杉原行里が、SkyDrive代表の福澤知浩氏に「空飛ぶクルマ」の未来図を聞く。

「空飛ぶクルマ」にこだわるワケ

杉原:はじめに、人を乗せて飛ぶドローンについて伺いたいです。僕は福澤さんが描いているような未来を待ち望むひとりなのですが、一般への浸透具合としてはまだまだ「ドローンに人を乗せて飛べるの?」「ヘリコプターと何が違うの?」という方も多いので、初歩的なところからお聞かせいただけますか。

福澤:まず初めの質問、ドローンに人を乗せて飛べるか?というところでは、飛べます。通常、ドローンは5kgくらいですが、我々がいま開発しているカーゴドローンは、30~40kg程度運べます。プロペラの面積に比例して推力がほぼ決まるので、プロペラが大きいほど重いものが運べます。我々の製品は結構大きくて、人が乗っても問題ない推力になります。ですから、技術的な面から言えば、飛べるという答えとなります。

SkyDrive社の空飛ぶクルマ「SD-03」。2020年8月に、愛知県豊田市の豊田テストフィールドにて有人飛行試験が行われた。
©SkyDrive/CARTIVATOR 2020

ただ、やはり安全性が一番の懸念ですので、まずは、どんなシステムトラブルがあったとしても、飛び続けられるということを目指しています。その安全性レベルをボーイング、エアバスレベルに上げていくと、航空機とみなされて、一般の方を乗せて飛べるようになる。当社は2023年度にそこまで到達することを目指しています。

2つ目の質問、ヘリコプターとの違いをお伝えするために、まずヘリコプターが優れている点を挙げると、遠くまで行ける、重いものを運べるという点ですね。それに対し、空飛ぶクルマの利点は、電動なのでエンジンがなくて静か、着陸スペースが少なくて済むこと。ヘリコプターは斜めに降りたりしますが、空飛ぶクルマは完全に垂直に降りるので、離発着のスペースが確保しやすい。また、ヘリコプターはホバリングがかなり難しいのですが、空飛ぶクルマはホバリングが自動ですから、行きたい方向だけ操作すればいい。ヘリコプターのラジコンよりもドローンを操縦できる人が圧倒的に多いというのと同様に、空飛ぶクルマの操縦は簡単で自動化もしやすい。そのあたりが強みですね。

杉原:「エアモビリティ」「共生社会」などの表現もありますが、御社が空飛ぶクルマという表現にこだわっている理由はありますか?

福澤:理由は2つあります。飛行機はハレの日に使うモビリティで、それに対して、車は日常的に使えるモビリティですよね。車のように使えるということで、「クルマ」と名付けています。もう1つは、今は飛ぶだけの機体を作っているのですが、サイズがコンパクトなので、実は地上も走れるんです。地上も走って空も飛べる、現在の車の延長線上という位置づけです。

杉原:今、一気に世界各国でエアモビリティ競争が始まっています。その中で御社が掲げた「2023年度に人を乗せる」という目標は、市場調査などを見たなかではかなり早い方だと思いますが、それは可能なんでしょうか?

福澤:そうですね。可能だと思っていて、僕たち以外にもいくつかのプレイヤーがそれを目指しています。モーターやバッテリーを中心とする部品の成熟度と、それの組み合わせが要素だと思うのですが、ここ3~5年くらいで急激に部品の成熟度が上がってきて、さらに、スマホの普及で精度の高いセンサーの価格が100分の1とか10000分の1とかに落ちている。

杉原:今の質問は意地悪な意味ではなくて、僕は必ずエアモビリティ社会は起きると信じているんです。世界的には同じような競合他社がすでにサービスを展開したりしているんですか?

福澤:人を乗せている会社は、今はないです。ただ、我々が認識している限り、2020、23年あたりにスタートすると宣言している会社が2、3社あります。といいつつも、この手の開発分野のものはだいたい遅れるのですが(笑)。

杉原:宇宙開発と一緒で、遅れますよね。

福澤:はい。それで、みんなが同じようにスタートするとしたら、僕たちもトップ集団にはいるかなと。最初は運航の環境を限定して、安心・安全をキープしながらデータを蓄積しつつ改善し、アップデートしていくのが早いのではないかと思います。100%の機体を作る、そのぶん遅くなっても仕方ないという考え方もありますが、やはりベンチャーなので早めに出して回しながら圧倒的に拡げていくほうが当然よいと考えています。

杉原:それはそうですよね。だって大企業ができないことをやらないと意味がないですよね。大企業はエビデンスがないことに対して投資できない、稟議を通せない。でも、稟議なんて、我々のような規模の会社だったら福澤さんや僕だけじゃないですか。

福澤:そうだと思います。

ドクターヘリの代替にもなり得る

杉原:例えば電気自動車が流行ってきた理由に、電源供給のポートがどんどん増えてきたことがあると思うのですが、日本のエアモビリティ社会でのポートはヘリコプターと共有ですか。それとも遊休地を使っていくのでしょうか。

福澤:僕らが最初に飛ばすことを考えているのは、大阪の海上飛行ルートなんですね。大阪湾周辺にはポートとして活用できるスペースと場所がいくつかあって、そこを転用しようと思っています。ある意味、遊休地ですね。川や海の上の方が非常時に着陸しやすく、住んでいる人たちの理解も得やすいという観点で選んでいます。それ以外はヘリポートだったらどこでも止まれますし、あとはヘリ―ポートほどの面積が不要なので屋上が余っているところなどを使えるのではないかと。

杉原:面白いですね。日本はヘリコプターを導入している実績が世界ランキングのトップ5、トップ10レベルだと思います。ですから、上空を飛ぶことに対する理解はあると思うのですが、さきほどおっしゃった周辺に住んでいる人たちの理解度という話でいえば、倫理観とかと戦っていかなきゃいけないと思います。そのへんは、どれくらいの早さで受け入れてもらえると思いますか。

福澤:2023年度に大阪で飛ばすことに関しては積極的に官民の関係者と協議を進めているので、実現可能にかなり近いと考えております。ただ、見上げたらたくさん飛んでいる状態になった時に「落ちてこないの?」「空が汚くなっちゃうね」「うるさいんじゃない?」という懸念が出てきますが、そこはなかなかコントロ―ルできません。「空飛ぶクルマ」という単語を使うのは、その観点でも利用者側のイメージが湧きやすく、新しい移動モビリティだけどなじみやすいと考えています。

杉原:僕は緊急性を有している所にイノベーションが起こりやすいと思っているのですが、御社は災害に対するアプローチはされていますか。

福澤:ドクターヘリの代替はあり得ると思っています。ドクターヘリは運航費だけで年間約2億円かかるのですが、空飛ぶクルマは1台あたり約3千万円程度を想定していて、買ってしまえば終わりです。俄然コストパフォーマンスがいいので、そういう観点ではアリですよね。

杉原:どんどん普及していけば価格が落ちて、その時に車と一緒で、軽自動車を買って、ハイブリッドを買って、スポーツカーを買って、みたいになると思うのですが、狙うところはどのへんですか?

福澤:やはり小型乗用車のトヨタ・ヴィッツ系ですね。誰でも簡単に乗れる手軽なものです。主婦のかたや子どもでも興味を持つようにしたいと思っていて、デザインも、クールなフォルムでありながら、日常になじみやすい感じをだすようにしています。

杉原:ということは、フェラーリやポルシェのようなものが出てくると、より比較がしやすくなりますよね。

福澤:そうなります。僕たちのゴールは、日常的に空を自由に使えるようになるということ。コンパクトで誰もが使いやすくて、買いやすいモビリティであり、サービスがいいなと思います。

杉原:今後もうひとつ必ず出てくるのが、ライセンスだと思います。ライセンスは、航空機を運転するときに付帯するラインセンスになるのか、それとも新しくライセンスを発行していくのか。

福澤:現時点では、ライセンスは不要にしたいと考えています。自動運転だからそもそもライセンスはいらない、という方向にしていきたい。逆に操縦者は誰かというと、遠隔のパイロットか、完全にAIか自動運転という感じになるだろうと。ただ、最初の数年間は安全性担保のためにパイロットライセンスを持った人が万が一のために操縦できるようにしたいと考えているので、新しいライセンス基準を作っていきたいと考えていますが、基本的にはドローンの操縦スキルと危険・緊急時の回避ができるスキルというふうにできると思うので、結構ライトなものになると思います。

誰もが気軽に
空を飛べる社会をめざして

杉原:2030年度くらいには多くのエアモビリティが地方や海上を中心に制空権をとりながら、2040年度くらいには当たり前の文化になっているとされています。結構遠いですね。もう少し早められませんか(笑)。

福澤:スマホと一緒でスマホが登場したのはもう10年以上前で、今は誰でも持っているじゃないですか。アーリーアダプターな人は購入も早かったと思うんです。ですが、そうでない方たちはこれでいうと「いまだに空飛ぶクルマっていう単語すら聞いたこともない」という人たちだと思うので、その方々が使うまでが2030年度と考えています。

杉原:最後に、御社のめざす未来というのをお聞かせください。

福澤:みんなが気軽に、安全に安心して空を飛べるという時代をもってくることですね。

杉原:ぜひ、早くお願いします!(笑)

福澤:はい。ぜひ2023年度に大阪で乗って頂けたら嬉しいです。

<プロフィール>福澤知浩(ふかざわ・ともひろ)
株式会社SkyDrive代表取締役。東京大学工学部卒業。トヨタ自動車にて自動車部品のグローバル調達に従事。同時に多くの現場でトヨタ生産方式を用いた改善をし、原価改善賞受賞。2014年にCARTIVTORに参画、共同代表に。2017年に独立、製造業の経営コンサルティング会社を設立後、20社以上の経営改善を実施。2018年にSkyDrive創業、代表取締役に就任。

(text: 吉田直子)

(photo: 増元幸司)

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