No.441, August30, 2019, 航空宇宙工学の夢に向かってwith Toyo-san

日本の中学校は2学期の始まり

U-Cは少し涼しくなり、夏もそろそろ終わりです。夏休みにイリノイに滞在し、Harukana Showに出演してくれたRakutoくんのお母さんRuiさんから、嬉しいメッセージをいただきました(HS No.438へ)。Rakutoくんは、日本へ戻ってから「山のような宿題」と格闘し、中学校の2学期の始業式を迎えたそうです。日本の季節や学校の様子も、いつでも、またお便りください(haruwa@me.com or harukanashow@gmail.com) 。

新年度の始まりに航空宇宙工学のお話 with Toyoさん、初出演!

今週のゲストは、イリノイ大学航空宇宙工学専攻博士課程1年生のToyoさんです。高校までサッカー少年だったToyoさんが、どんなふうに「宇宙」を夢見て、いきなりアメリカへ留学したのか。航空宇宙工学って何?そんな素朴な質問もしながら、Toyoさん、Ryutaさん、Mugikoの3人で、とっても楽しくトークをしました。

Part1, Toyoさんの自己紹介、Ruiさんからの嬉しいメッセージ11m15s

Part2, U-Cイベント情報、からいろいろ脱線16m10s

Part3, サッカー少年Toyoさんが、航空宇宙工学を学ぶためにアメリカへ!21m36s

自己紹介

今年度からイリノイ大学航空宇宙工学科で博士課程を始めました,山内豊史と言います。高校までは日本で育ち,大学からアメリカで生活しています。学部はアラバマ大学ハンツビル校航空宇宙工学科を5月に卒業しました。ラジオで出演するのはこれが初めてだったので,うまく喋れずに悔しい思いをしました。反省を踏まえてできるだけ丁寧にまとめてみたつもりです。もし良かったら読んでください。by Toyo

なぜ米国に来たのか?

高校生3年の夏にサッカー部を引退してから初めて進路のことを真剣に考え始めました。子供のときに見たサンダーバード*1のかっこよさや宇宙開発のロマンに惹かれ,大学では航空宇宙工学を勉強しようと決意しました。決意したものの,当時の学力では1、2年受験勉強に費やしてようやく航空宇宙工学科に入れるかどうか,というのが現実的なラインでした。そして,その時間がもったいない,自分はきっと待ちきれないだろうと思いました。

そんなとき,アメリカの大学に進学するという進路がたまたま目に入り,仮にアメリカで卒業に5年かかっても日本で一浪して4年で卒業するの変わらないと思いました(そして実際に5年かけて学部を卒業しました)。航空宇宙工学という分野において,アメリカは世界をリードする存在であり,日本と比べると多くの人や会社が関わっています。また,自分が周りの雰囲気に流されやすいということも自覚していたので,学部生が勉強に真剣に取り組むアメリカのほうが自分の性格に合っているとも思いました。これらの理由を元に両親を説得し,アメリカ進学を決意しました。

*1 イギリスのテレビ局が1965-1966年に放送した人形劇のTV番組。かっこいいロケットやメカがたくさん登場します。日本でも何度か放送され,2004年には実写映画化もされました。アメリカのアマゾンプライムビデオでリメイク版のThunderbird Are Go!が視聴できるのでアマゾンプライムに加入している方は是非。

なぜイリノイに来たのか?

アメリカで勉強を始めた時は授業でいい成績を残していけば卒業する頃には立派なエンジニアになれる,という根拠のない自信がありました。しかし,専門的な授業を取り始めると周りの優秀な学生との差が浮き彫りになって来ました。アメリカでは,優秀な学生は授業だけでなく課外活動を通してどんどんと専門知識をつけていきます。この差を痛感し,3年生の頃から電気推進という分野の研究を始めました。これは当時取っていた授業の先生に相談したのがきっかけで,当時は電気推進で博士課程まで進むつもりは全然有りませんでした。院生の先輩がやっていた実験のお手伝いから始まり,後に自分の研究プロジェクトを持たせていただき,最終的には学会で発表する機会を得ることも出来ました。(学部時代の研究室のHP。この研究室にYoutuberの方が取材に来たときのVideo。)

研究を通じ電気推進という新たな視点を得ることが出来たのは大きな収穫でした。また研究という,“まだ人類が知らないこと”を“知っていること”に広げる過程がとても楽しいと感じました。そして,より高いレベルの研究環境を求めイリノイ大学進学を決意しました。(イリノイ大学での研究室のHPです。)

学部時代に開発した小型イオンエンジン。右は実際に動作しているところ。場所: Huntsville, AL 日時: May 27, 2016 撮影者: 山内豊史

航空宇宙工学(Aerospace Engineering)とは?

その名の通り,”航空”と”宇宙”に関する工学の一分野です。例を上げると,ジェット機,ヘリコプター,ドローンなどは航空工学,ロケット,人工衛星,宇宙探査機などは宇宙工学というようにカテゴリー分けできると思います。

電気推進(Electric Propulsion)とは?

電気推進を一言で説明すると,”電気の力で動くロケット”のことです。一般的なロケット(化学推進と呼びます)よりずっと燃費がよく,パワーが弱い*2という特徴があります。(ガソリン車と電気自動車の違いのようなものです。)

一般に地上から飛んでいくロケットは宇宙機を地球周辺までしか運べません。それよりもっと遠くの静止軌道*3や月,火星まで行くためには別のロケットエンジンを宇宙機に予め取り付けておく必要があります。ところが化学推進というのはものすごく燃費が悪いので多くの燃料が必要になってしまいます。ここで燃費がいい電気推進を使うと少ない燃料で同じ距離移動することが出来ます。

地上から宇宙に物を運ぶには1kgあたり100万円*4くらいかかります。燃料を1kg節約するだけで100万円も節約できると考えると燃費の重要性が伝わるでしょうか。たとえばはやぶさで電気推進の一種類であるイオンエンジンが使われていますが,このイオンエンジンの代わりに化学推進を使うと大体450kgくらい多くの燃料が必要になると計算できます。電気推進を使うことによって4億5000万円も節約したという言い方もできるでしょう。*5

*2 重さでいうと1グラム位のものしか支えることが出来ず,あまりに弱すぎて地上では自分で動くことが出来ません。空気抵抗のない宇宙に行って初めて活躍します。

*3 周回速度が地球の自転速度と一致する高度にある軌道のこと。地表から35,786 km。ちなみに月は約380,000 km,火星とは近くて約50,000,000 km,遠い時は約380,000,000 km離れています。ちなみに国際宇宙ステーションは高度400kmのところを飛んでいます。

*4 番組内では1億円と言っていましたがこれは100kgの人工衛星一台の打ち上げにかかる値段です。いつも100kg一億円と覚えていたので勘違いしてしいました。すいません。

*5 化学推進の比推力300sで計算しました。実際にはロケットの値段はもっと様々な要因が関わって決まるのですが,今回はわかりやすくするために数字を出してみました。

以上、今日のトークの専門的なお話をすべて、Toyoさんがわかりやすく、まとめてくださいました。ありがとうございます!

U-Cイベント情報

今度の月曜日(9月2日)はLabor Dayで祝日ですが、アーバナではその日、パレードが行われるのをご存知ですか?7月の独立記念日のパレードに比べると規模が小さく、時間も短いですが、アットホームな感じがします。by Satomi

Champaign County Labor Day Parade & Picnic:9/1(月)10:00am-The parade will begin at Lincoln Square Mall, proceeding south on Broadway, east on Washington St. to Lieman St . The picnic will follow at Prairie Park.

イリノイ大学のキャンパス内では、来週の木曜日(9/5)クラナートセンターにて2019-20シーズン開始を告げる、オープニングパーティーが開かます。by Satomi

Opening Night Party with Toko Telo, Bombino, and Samantha Fish with Luther Dickinson: 9/5(木)5.30pmー@Krannert Center

Matsuri@Japan House:9/8(日)12:00-9:00pm The 5th annual Japan House Matsuri Festival:Matsuri originated as a traditional solemn temple festival in Japan, but now brings people together to celebrate the end of summer with Asian-inspired food, performances, art, crafting, dance and more.

■The Barry Gray Orchestra「Thunderbirds (Main Theme)」■ Busted「Thunderbirds Are Go」■サカナクション「Music

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