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祝!あかつきの金星軌道再投入成功(+ベーシックインカム)

1.祝!金星探査機あかつきの金星軌道再投入成功

2015年12月7日に、金星の金星探査機「あかつき」(PLANET-C)は、5年前の金星軌道投入に失敗して以来最後のチャンスとなる金星軌道への再投入を試みました。そして、その二日後の12/9にJAXAは、あかつきが順調に金星軌道上を飛行しており、軌道再投入は成功したことを発表しました。
PK2015120702100121_size0.jpg
機体が損傷して惑星の周回軌道投入に失敗した探査機の復活は世界初の快挙とのことです。一度の失敗にめげず、努力と執念で奇跡的な成功をつかみ取ったJAXAの皆様、本当におめでとうございます!!

あかつきが金星への最初の軌道投入を試みた2010年は、小惑星探査機はやぶさが奇跡の生還を遂げて盛り上がった年でもありました。最初は、一部のマニアの間だけでしか話題にならなかった"はやぶさ"の帰還でしたが、ネット上では話題になり、このことが世界的にも賞賛されていることが分かるに従い、日本のマスコミにも取り上げられ始め、その不屈の奇跡のような生還ストーリーが広く知られるようになってから、はやぶさ人気に火が着きました。しかし、このはやぶさ人気は当時の日本を覆っていた息の詰まるような暗い閉塞感も関係していたことは間違いないと思います。当時の政権与党だった民主党のあまりの経済無策で円高は天井知らずとなり、日本の名立たる輸出企業の業績は軒並み悪化、大学新卒の就職率はなんと史上最低の60%を切る57.6%となり超氷河期と呼ばれていたのが2010年の頃でした。そんなときに登場した、はやぶさの粘りと努力で奇跡を引き寄せたストーリーは、日本人の心の琴線にビンビン響くものがあり、多くの人に夢と希望を与えてくれました。もちろん自分もその一人で、当時、営業も兼ねていた自分は、客先からのキツイ値引き要求にゼイゼイしていたところを、はやぶさの不屈のストーリーに随分心を明るくしてもらったものです。

そのはやぶさの奇跡の生還から半年後、今度は金星探査機あかつきの金星への軌道投入が試みられることになり、このあかつきの金星探査もその当時大いに盛り上がったものです。しかし、残念ながらこの試みは失敗となり、まぁそうそう奇跡は続かないよななどと自分は簡単に納得してそのまま終わってしまっていたのでした。しかし、JAXAの"あかつき"チームの面々は、この失敗にへこたれず、粘り強くこのプロジェクト継続の可能性を探し続けていたのでした。

そして奇しくも5年前の失敗と同じ日付の12月7日に最初で最後の再挑戦となる軌道再投入を試み、それを見事に成功させたのです。しかし、この奇跡のように見える成功も、もちろん唯の偶然ではなく、最初の失敗についての詳しい調査と、そこから得た情報を元に細かく地道に対策を積み重ねた努力の結果から掴み取ったものだったのです。

以下に、その金星探査機"あかつき"の誕生と運用の軌跡を簡単に紹介してみたいと思います。

1) "あかつき"による金星探査計画
金星探査機"あかつき"(PLANET-C)は、火星探査機"のぞみ"(PLANET-B)に続く日本による惑星探査計画で、金星の大気の謎を解明することが目的です。
金星は「地球の兄弟星」と言われてきました。その理由は、金星の大きさや太陽からの距離が地球に近く、太陽系の創生期に地球と似た姿で誕生した惑星と考えられているからです。
     atmosphere.jpg
ところが現在の金星は高温の二酸化炭素の大気に包まれ、硫酸の雲が浮かぶ、地球とはまったく異なる環境です。
上空では時速400キロに達するスーパーローテーションと呼ばれる暴風があまねく吹いています。なぜ金星がこのような姿をしているのか、それがわかれば、地球が金星と違って穏やかな生命あふれる星となった理由や気候変動を解明する手がかりが得られます。 つまり地球環境を理解する上で重要な探査対象なのです。
circulation.jpg

2) "あかつき"の仕様諸元
あかつきの基本システムは「はやぶさ」のものを踏襲し、衛星本体の重量は500kg程度となっています。モーメンタムホイール(MW)を使用した3軸制御にて姿勢を安定させ、MWは、はやぶさの3個より1個多い4個を搭載します。
 spacecraft.jpg
【主な推進器】
・2液式軌道投入用スラスター500N(OME, Orbit Maneuvering Engine)
・姿勢制御用ヒドラジンスラスタ(23N x 8 , 3N x 4)
【搭載アンテナ】
・高利得アンテナ(HGA, High-Gain Antenna:ラジアルライン給電スロットアレイアンテナ)
・中利得アンテナ(MGA, Middle-Gain Antenna:ホーンアンテナ)
・低利得アンテナ(LGA, Low-Gain Antenna:超広角レンズアンテナ)
【搭載機器】
IR1(近赤外カメラ1),IR2(近赤外カメラ2),LIR(中間赤外カメラ),UVI(紫外イメージャー),LAC(雷/大気光カメラ),USO(超安定発振器)

3) あかつきの打ち上げから最初の軌道投入の試み
あかつきは、計画当初M-Vロケットによって打ち上げられる予定でしたが途中で計画が変更になり、2010年5月21日にH-IIAロケット17号機によって打ち上げられました。打ち上げ機に余力があったため、月や地球を利用してのスイングバイは行わずに、直接金星に向かうことになりました。
H2A_2.jpg

その後順調に飛行したあかつきは、12月6日に金星周回軌道投入を行うための姿勢変更を実施し、OMEを進行方向正面に向けました。このOMEを予定通り12分間噴射した場合、あかつきは約4日で金星を周回する長楕円軌道に投入され、その後何度かの軌道修正で最終的に公転周期約30時間の観測軌道に入る予定でした。

12月7日に、あかつきは予定通り逆噴射を行うことよって減速を開始し、あかつきは地球から見て金星の向こう側に隠れて、地球との通信が途絶えました。
予定通りにこの逆噴射が行われれば、あかつきは、MGA(中利得アンテナ)から電波を発しながら金星の裏から現れるはずでしたが、地球側が実際に受信した電波はLGA(低利得アンテナ)からのものでした。調査の結果、あかつきは太陽電池パドルと片方のLGAを太陽に、もう片方のLGAをその反対方向に向けたまま低速で回転する「セーフホールドモード」になっていることが判りました。これは機体に重大なトラブルが発生した場合、電源確保とそのための姿勢の維持を最優先するモードにあかつきの制御が移行していることを意味していました。解析を行うために、3軸制御モードへの復帰とテレメトリの取得を行った結果、あかつきはOME噴射開始から約2分30秒後、横方向に異常な力が加わって姿勢が大きく乱れ、直後に噴射を中止してセーフホールドモードに移行していたことが判明しました。このトラブルにより、減速が不十分となり、あかつきの金星周回軌道への投入は失敗しました
AS20151201002517_comm.jpg

4) 最初の軌道投入失敗の原因
軌道投入失敗の3週間後、JAXAは、トラブルの原因は加圧用のヘリウムタンクから燃料タンクへの配管に設置された逆止弁(逆流防止用の弁)が閉塞したためと発表しました。

akatuki2.jpg
通常の燃焼では酸化剤に対して燃料を多めに混合する様に調整していましたが、逆止弁が閉塞したことから燃料タンクの圧力が低下してスラスタへの燃料供給が滞り、酸化剤と燃料の混合比がより効率的となって想定よりも高温になり、これにより異常燃焼が生じて機体に想定外の回転モーメントがかかると共に想定外の高温でスラスタの一部が破損した可能性が推測されました。

2011年6月、JAXAは地上試験の結果、逆止弁閉塞の原因は燃料と酸化剤が反応して生じた硝酸アンモニウム結晶である可能性が高いと発表しました。
酸化剤側逆止弁のシールに用いられていた樹脂材料がを酸化剤の材料を透過する性質を持っていたために、酸化剤が徐々に燃料側逆止弁に向って拡散、燃料と反応して生じた結晶が弁を詰まらせたと推定されました。また、異常燃焼によるセラミックスラスタの破損も再現され、再度スラスタを点火すれば損傷がさらに拡大する可能性も確認されました。これによって、金星軌道への再投入にメインスラスタが使えない可能性が高いことも分かりました。


5) 金星軌道再投入への挑戦
あかつきは結果的に金星でパワードスイングバイを行う形となり、公転周期224.7日の金星よりやや内側を203日で公転する軌道に移りました。これは、太陽の周りをあかつきが約11周する間に金星は約10周する軌道となり、その場合、あかつきと金星は2015年12月と2016年1月に両者は再び接近することがわかりました。

JAXAは、この金星とあかつきの接近日に再び軌道投入することを目標に定め、軌道投入用スラスタ(OME)が再び使えるかどうかを調べるためにごく短時間の噴射テストを行いました。しかし推力が想定の1/9しか得られないことが判明したためOMEの使用は、断念されました。

その代わりに考案されたのが、姿勢制御用の小型スラスタ4本を同時に使用する方法でした。しかし、この小型スラスタ1基当たりの推力は主エンジンの約1/20であり、通常は短時間しか噴射しない代物で、しかも、推力不足を補うため4基を20分間も噴射させる必要があるという今まで挑んだことのない荒業を使う方法でした。しかし、この方法で再挑戦することを決定したJAXAは、重量を軽くするためにOME用の酸化剤を全投棄を実行し、小型スラスタの噴射試験も複数回行い、着実に準備を進めていきました。

また、軌道再投入のための噴射プログラム(VOI-R1:Venus Orbit Insertion)も念入りに計画されました。この軌道再投入時には機体上面にある4基の姿勢制御スラスタが使われますが、この姿勢制御スラスタは元々あかつきの姿勢を変更するために取り付けられている物で噴射の方向は機体の中心を通っているわけではなく、4本スラスタの推力が異なればあかつきの姿勢が崩れてしまうことが想定されました。あかつきは自律的に姿勢を保つ機能を持っていますが、その自動補正を超える変化が機体に加わった場合、噴射は止められることとしました。しかし、この場合のリカバリー処置として、この最初の噴射が成功しても失敗しても、必ず決められたタイミングで機体をほぼ反転させるようにプログラムされ、最初の噴射が失敗した場合は、機体下面の4本の姿勢制御スラスタを使って追加噴射をする対策(VOI-R1c)も取られました。
VOI-R1.jpg

あかつきは、金星軌道の内側を回って金星を一度追い越して、金星の前方を飛んでいる状態でしたが、このあと12月1日ごろになると、あかつきは金星の軌道よりも外側に出るため、自然に速度が落ち、金星が追い付いてくることになっていました。そして12月7日になると追い越されるため、この瞬間を狙ってスラスターを噴射し、探査機の速度を落とすことで、金星の周りを回る軌道に入ることが可能でした。この軌道再投入の事前操作として、2015年7月17日(DV4-1)、24日(DV4-2)、31日の3回(DV4-3)の計7分半に渡って姿勢制御用エンジンを噴射して再投入の為の軌道修正が行われました
orbit1.png

そして、12月7日8時51分から、あかつきは金星周回軌道投入のため4本の姿勢制御用エンジン同時噴射を開始しました。
実は、あかつきは、設計寿命4.5年という前提で製造されていたため、この時点ではすでに耐用年数を超えており、いつどこかが故障してもおかしくはない状態にありました。しかも、最初の投入に失敗したことで、当初想定していなかった近さにまで太陽に近付く軌道を回ることになってしまい、太陽に最も近付く近日点を9回通過による熱で探査機の全体に貼られている金色の断熱材の劣化も進み、機体には想定以上の疲労が溜まっていました。
しかし、あかつきの機体は、想定外の4本の姿勢制御スラスタによる20分間の同時噴射に耐え抜き、12月9日に、あかつきの金星軌道再投入は無事成功したことが確認されました。
orbit2.png

6) 今後のあかつきの運用
今回再投入された"あかつき"の新軌道は、当初計画された約30時間の軌道周期から、8~9日とかなり長い周期のものとなりました。
その結果下図に示すようなメリットも出た反面、デメリットも出てきているようです。
l_yx_akatsuki_08.jpg

しかし、そこは、幾多の困難をくぐり抜けて成果を出してきた不屈のJAXAですから、お互いをうまく組み合わせて良い測定データを収集してくれることと思います。そして、もうすでに今まで見たこともない金星の雲の写真があかつきによって撮影されたとの報道もありました。

あかつきは、今後、残りの燃料で2~4年ほどの観測を行い、燃料がなくなると、金星の重力に引かれて金星に落下するとのことです。さすがに、はやぶさの時のように地球に帰還とは行かないようですね。ちょっと、さみしい気がしますが、燃料が尽きるまであかつきの頑張りを応援したいですね。

2.ベーシックインカム
前の記事と全く関係ありませんが、かなり気になったので記事にしてみました。

先週、ネットニュースを見ていたところ、「全国民に毎月11万円(800ユーロ)、フィンランドが世界初のベーシックインカム導入へ」との記事が上がりびっくりしたと同時に、これはものすごいことになるかもと、かなりドキドキして、就業中にも関わらず周りの同僚にベーシックインカムについて話しを振ってみたりしてしまいました。なぜかというと、このベーシックインカムという制度は一見荒唐無稽のように思えて、でも利点をよく考えてみると実は素晴らしい世の中になるような気もしてくるし、でも現実的にはやっぱりうまくいかないよなぁと思いつつ、では完全に否定できる理屈があるのかというとそうでもないという不思議な制度なのです。
でも、結局、このニュースは直ぐに、フィンランド保険庁から「近い将来の導入を視野に入れながら、今年10月末に準備的な調査を開始したということで、導入を決めたわけではない。また、800ユーロなどという数字もまだ決まったものではない」とのコメントが出され、否定されてしまったので、ちょっと拍子抜けしてしまいました。まぁ、確かにこの制度を導入するのは簡単ではないので仕方がないですね。

このベーシックインカムとは、簡単に言うと、政府がすべての国民に対して最低限の生活を送るのに必要とされている額の現金を無条件で定期的に支給するという構想のことです。こんなふうに書くと、現在でも、社会保障費の高騰からの年金受給開始年齢の引き上げ問題とか、生活保護費の不正受給の問題などに頭を痛めている状況なので、本当にありえないという感じですよね。

でも、このベーシックインカムの利点を挙げていくと、なる程と思うことも多いのです。例えばこんな感じです。
1)働き方が多様化する
生きるのに最低限必要なお金が支給されれば、週に3回ほど働くゆるい就職、一年間は仕事を中断して旅行や勉強をするといった選択肢がより身近なものになる可能性がある。
この場合、フリーターや派遣社員で働くことは「負け組」ではなく単なる選択肢のひとつとなり、みじめな思いをすることもなくなる。

2)労働意欲の向上
ベーシックインカムは所得制限がないため、働けば働くほど収入が増える。そのため労働意欲が向上する可能性がある。
無条件でお金が手に入ると、人は働かなくなるということも考えられるが、生きるための仕事から解放され、やりたい仕事をやればむしろ人の労働意欲は高まる可能性がある。
逆に、現在は、真面目に働くより、全く働かず生活保護に頼るほうが収入が多くなる逆転現象が発生するため、現状の年金や生活保護の制度は労働意欲の低下をまねいている。

3)ブラック企業が消滅する
 ブラック企業に勤める人がいるのはなぜかというと、生きていくためにお金が必要だから。つまり、お金が無ければ生きていけないという弱みにつけ込んでブラック企業は人を奴隷のように働かせるというのが現状となっている。しかし、生活に最低限必要なお金を保障されれば、誰もブラック企業なんかで働くことはなくなり、ブラック企業は淘汰される。

4)辛くて大変な仕事の賃金が上がる
 世の中には「きついけど絶対に必要な仕事」が事実として存在する。 現状は、生活のためにそうした労働をする人が存在するが、ベーシックインカムが実現すれば、きつくて低賃金な仕事は誰もやらなくなる。しかし、その仕事が絶対に必要ならば、賃金を上げて労働力を確保するしかなくなる。よって、きついけれど本当に世の中に必要な仕事の価値は市場原理で上昇し、それに応じて賃金も上がる可能性がある。

5)より良い製品が生まれる
ベーシックインカムによって生活が保障されると、企業側も不要な人材、人件費を削減しやすくなり、雇用の流動化が加速する。そうなると、より本質的な競争、資本主義社会の到来が予想される。そして、そのその競争の中で良質な商品が誕生する可能性がある。
個人においても生活最低限のお金が保障されることで、お金になるか分からないクリエイティブなことに没頭できるようになり、面白いものが生まれる可能性もある。

6)少子高齢化を防ぐことができる
 ベーシックインカムは家族単位ではなく、個々人に支給される。よって、子供を作る障壁や育てる負担が大幅に軽減され、かつ子供が多ければ多いほど家族に入る収入が増えることになる。

7)積極的な挑戦・失敗が許される
 生きるために必要なお金が保障されることで、お金が稼げるか分からないこと、お金を稼げなくてもよいことに気軽に挑戦できるようになる。失敗しても「食いぶちはある」という本当の意味で失敗が許される社会になる。(おそらく、これは間違いない)

8)資源の浪費を防げる
 ベーシックインカムで一元化することで、年金や生活保護費などの受給に関する不毛な問題がすべて不要になる。 当然、それらに従事する公務員も不要になり、公務員の人件費である税金も不要になるので、公務員の数も大幅に削減できる。
また、生きるためのお金が保障されていないと、人はお金を得るために、仕事が無くても、仕事を作るための仕事をするようになり、その結果、不要な建設物、製品、道路などを作るために自然環境が破壊され、有限な資源が浪費されることが起こる。しかし、ベーシックインカムが実現すれば不必要なものを無理やり作るといった不毛なインセンティブがほとんど0になる。

9)経済が活性化する
 無条件でお金が貰えるわけなので、当然消費が促進され、お金がよく回るようになる。

10)犯罪の減少
 貧困による犯罪が減少する。

といったような、ちょっとうまく行き過ぎなベーシックインカムの利点を挙げてみましたが、当然最大の難関は財源をどうするかです。
このアイデアを支持する人は、財源は探せばあるなどと言う人もいるようですが、それって、子ども手当の財源はあると言い張って、結局無かった民主党の主張みたいに見えてしまいますよね。また、相続税を100%にすると、それだけで月額7万円くらいのベーシックインカムは可能で、相続という名の不労所得を全員我慢すればベーシックインカムは今すぐにでも実行できるなどと言う方もおられますが、そんなことをしたら日本のお金持ちは、殆ど海外へ飛ぶでしょうね。まぁ、自分は親から相続するものは完全に0ですので、そうなっても何も困りませんが。

ただ、財源の話はともかく、結局のところこの制度は人間の性善説に基づき、基本的に働ける者は働くに違いない!が大前提となっているので、ズルをして、最低の金額だけ受け取れればいいなどと考える人が増えると成り立たなくなってしまうのですよね。現在は、働かないと食えない仕組みのなっているので、殆どの人が働くしかない状況になっているのですが、これは働いた分だけ賃金を貰うという昔から連綿と続く当たり前のシステムに乗っかっているので当然といえば当然なのですが。結局、ベーシックインカムの前に、現在働いていない人たちがかなりの数存在するという時点で問題のような気がします。おそらく、仮に、ベーシックインカムがスタートしたとしても、現在、ニートで働いていない人たちが急に働ようになるかと言うと、それは無いでしょうからね。逆に、現在、自分の意に反して無理やり働いているような人たちが、働かなくなるということが急増する可能性が高いので、まぁ少なくとも日本では実施不可能でしょうね。ただ、日本ほど人口が多くなく、地域のコミュニティが充実している(有り体に言えば、お互いが監視し合える)ような地域では、実現する可能性があるかもしれません。そういう意味では、北欧の高福祉国家などはうってつけのような気がします(しかも、フィンランドの世論調査では国民の60%以上が、ベーシックインカム導入に賛成というところがスゴイ)。

もし、本当にフィンランドがベーシックインカムを導入したら、その後の経済の成り行きに是非注目して行きたいですね。個人的には、やっぱりベーシックインカムは労働に関して理想の環境のような気がしますので。

PS.
ネットでの拾い物です。インパクトがかなり強かったので貼ってみました。
あたらしいみかんのむき方3あたらしいみかんのむき方1

      201012121418401cb.jpg
何だか、ものすごく煽っているけれども、みかんの皮剥きの絵本なのだそうです。

    あたらしいみかんのむき方2_4
なんじゃコレw

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