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NASA Means Business Competitionに参戦!(XXKB)
NEWS
『NASA Means Business Competition』に
参戦! 惜しくも決勝には進めず… (No.1/1)

NASAが学生をターゲットに行うCompetition  『NASA Means Business Competition』、今回のお題は『今後20年間の火星探査プログラムを通して、それが人々の生活にどう役立つか』。このCompetitionにNASDAサマースクール2001メンバーが挑みました! が、決勝には進めず。次回、無念を晴らすべく、プランを徹底的に見直そう!

■Team Leader:松原美樹☆(2001年11月14日掲載)


>>JUMP TO... ■DiscussionのContentsへ。(11/17更新) 


【NASA Means Business Competitionとは?】
 NASAが学生をターゲットに『NASA Means Business Competition』というのを過去4年ほど企画しています。基本的には火星探査のビジネスプランを作って、他の大学と競うわけです。最終選考に選ばれた6チームは、5月にテキサスのジョンソン宇宙センター(JSC)での会議で発表できます。賞金は$1000。さらにグランドチャンピオンに選ばれれば、もっといい賞がもらえるかも? 詳しくはhttp://www.tsgc.utexas.edu/nmbまで。

 ちなみに学部4年生の時に、似たようなプログラム(HEDS-UP program)で、私(松原)もJSCに行きました。このcompetitionの準備で勉強した事は多いです。例えば違うバックグラウンドのチームで計画をたてるとか、プレゼンテーションの準備をするとか。それこそ本当に宇宙開発の現場で行われている事をシミュレーションする事ができます。
 もし選ばれてJSCに行くと、他の大学の人の発表を見ても刺激になるし、現役のNASAのお偉いさんに会えたりするのでそれもいい機会です。ちなみに私のチームの学部1年生はその場で夏のインターンが決まってしまいました。


 今回、NASDAサマースクール2001のメンバーは、松原美樹さんをリーダーとして『NASA Means Business Competition』に取り組んでいます。どのような意見でもいいので、なにか「こんなidea面白いんじゃない?」「私はこんな事知ってるから情報提供してあげる」みたいな感じでご協力を心待ちにしています。
 

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Basic Tactical Plan (Brain Storming in Japan)

1. 精神面からのアプローチ(新コミュニティでの生活を通じて実体験)
2. 教育面からのアプローチ(将来の意思決定者としての若年層へのアプローチ)
3. ビジネス面からのアプローチ(資金、企画 例:ロボットによる火星探査)
それ以外に
(1) Human Experience、(2) Knowledge、(3) Space Commerce、(4) Services
などのアプローチが考えられる。

□Output from our brain storming >>
■Plan.1→Equivalent to Technical Approach
・太陽発電衛星(SPS = Solar Panel Satellite)を用いたエネルギー供給システムの構築
■Plan.2→Equivalent to Technical Approach
・火星移住計画を実現するため、火星にロボットを送り込み、データを取得・解析
■Plan.3→Equivalent to Space Commercial Approach
・太陽発電衛星(SPS = Solar Panel Satellite)に搭載するソーラーパネルへの個人、団体など単位は問わない出資
■Plan.4→Equivalent to Educational Approach
・教育プログラム
■Plan.5→Another Approach
・その他

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■Plan.1→Equivalent to Technical Approachについて

・太陽発電衛星(SPS = Solar Panel Satellite)を用いたエネルギー供給システムの構築
【目的】火星で稼動するロボットなどへのエネルギー供給


■地球軌道上でのSPSはエネルギー問題解決の切り札 01/11/11 (日) 18:52
 有人火星探査では、探査船はブロック毎に分割されて地球衛星軌道に打ち上げられ、軌道上の基地で組み立てられた後、火星へ出発する事になると思われる(アポロ月計画のように直接地上から火星に向けて出発するのは現実的ではないだろう)。
 探査船が火星へ向かうと、探査船が帰還するまでの1〜2年間、軌道上の基地では余剰電力が生じるだろう(探査船が帰還するまで、軌道上の基地を放棄しておくわけにはいかないので)。その余剰電力を地球にマイクロ波送信する本格的な実験が行える。
 また、火星探査中の電力も、火星衛星軌道上の太陽発電衛星から供給される可能性が高い(巨大な太陽電池パネルをつけたまま火星に着陸するのは現実的ではないだろう)。火星探査船が出発する前に、地球軌道上から地表に向けての送電実験は、かなり本格的に行われると思われる。地球軌道上から送られるこの電力は、地球の資源・環境・エネルギー問題の根本的解決への第一歩になりうる。


■RE:いきなりの地球軌道上での実験には疑問 01/11/14 (水) 10:15
 私は、衛星設計コンテストで「金星に気球を浮かべ太陽光発電衛星で気球に電力を送信して金星上空で長期間の浮遊を可能にする」というアイディアで出場しました。しかし、衛星のマイクロ波送信アンテナの口径などに大変な問題点があり、審査員の先生方に見事に突っ込まれてしまいました……。火星の地表面で動くロボットなどにエネルギーを送信するという点では、類似していると思うので何か協力できたら嬉しいです。
 私も太陽発電衛星(SPS)プロジェクトに賛成で、事業団や三菱電機などでSPSのシステム設計を開始するようですが、いきなり地球上で実験するのはどうかと思っています。なぜなら、今まで地球上に無かったエネルギーを地球以外のところから無理やり地球に送ることによって地球のエネルギーのバランスが崩れてしまう恐れがあるから。というのが1点、もう1点はやはり環境問題。そのほかにも不安要素は幾つかあるのですが、その不安要素も含め、他の惑星で実験的に運用することが必要だと思っています。地球軌道上ではそれからでは遅いのでしょうか? ということで火星軌道上でのSPSについて大賛成です。


■RE:太陽発電衛星について 01/11/14 (水) 23:40
 マイクロ波送信アンテナの問題というのは、大きさですか? どの位の波長を使うんでしょうか? 金星大気ではどの位のロスを予想しているのでしょうか? 手元に資料がないので…スミマセン。
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なぜなら、今まで地球上に無かったエネルギーを地球以外のところから無理やり地球に送ることによって地球のエネルギーのバランスが崩れてしまう恐れがあるから。
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 この点だけについては、杞憂ではないでしょうか。化石燃料を燃やす(化学エネルギーとして眠っていたエネルギーを開放する)ほうが、よほど、地球上に無かったエネルギーを無理やり地球上にバラ撒いているような気がします。二酸化炭素や硫化物や紛争までバラ撒いてるし……。効率という点でも、電力として使われるエネルギーと地球上に放たれるエネルギーの比を考えると、マイクロ波送電のほうが環境に優しいという気もします。もちろん楽観的すぎると言われればそれまでですが……。
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他の惑星で実験的に運用することが必要だと思っています。
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 『運用』という点では異存はありません。私もいきなり地球上で本格運用する事に関しては、大きな不安があります。ただ、いきなり、火星軌道上で実験するにはコストもリスクも大きすぎるので、研究室レベルの研究→気球による予備実験→地球軌道での実験→火星軌道での運用試験、という流れになるのではないかなぁ……と思うのですが。で、初の有人火星探査を考えた時、関連して、地球軌道上でSPSの実験をする事は、十分検討されるべき事ではないかなぁ……と思います。


■RE:太陽発電衛星について 01/11/15 (木) 20:15
 送信アンテナ、周波数、金星大気での減衰についてですが、私の場合、SPSを金星の高度8500kmの円軌道に乗せるので、そこから100W近くの電力を直径1mの気球に送信するためにはアンテナの口径が数百kmになってしまいます。そこで、いろいろ試行錯誤はしてみたのですが、うまく説明する(ごまかす?!)事ができず、突っ込まれてしまったわけです。周波数は2.45GHz。これは現在、地球上での実験で用いられている周波数です。金星大気での減衰はハッキリ言ってわかりません。金星の硫酸の雲による減衰などについての実験データがないからです。今回は地球と同じ減衰率と仮定して計算しました。
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いきなり、火星軌道上で実験するにはコストもリスクも大きすぎるので、研究室レベルの研究→気球による予備実験→地球軌道での実験→火星軌道での運用試験、という流れになるのではないかなぁ……と思うのですが。
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 私もそのつもりでしたが言葉が足りませんでした。
 余談ですが、太陽光発電衛星(SPS)はSolar Panel SatelliteではなくSolar Power Satelliteではないでしょうか? それとも何か意図があるのでしょうか?


■RE:太陽発電衛星について 01/11/16 (金) 18:06
 アンテナの口径は指向性の問題でしょうか? 2.45GHzだと波長は12cmくらいですね。私が学生時代に考えたのは、口径1mで波長0.69μmの赤色レーザーを地球静止軌道(高度36000km)から発振すると地表での拡散は約2cmというものでした。ただ、この場合、大気中で15%ほどロスします。つまり、大気がそれだけのエネルギーを吸収してしまうワケで、環境にとっては最悪。「これは送電線使うしかないなぁ」と頭を抱えた覚えがあります(当時、マイクロ波を使うアイデアは思いつかなかった……。なお、大気中でのロスは高校地学の資料集の値を参照)。
 それにしても、すでに地球上で実験がされていたのですね。不勉強でした。
 ちなみに、直径数百kmのアンテナなんて、SF読んでれば、いくらでも出てくるのになぁ……。その審査員の先生方も夢がない(苦笑)。SF作家ロバート・L・フォワードのレーザー帆推進(地球軌道から超強力レーザーを宇宙船に照てその反動で宇宙船が進む)では、『恒星間』宇宙船の『帆』は直径1000km。約10光年離れた恒星の探査に、往復約51年(地球時間)かかる…というのもあります(驚嘆)。(『SFはどこまで実現するか(講談社ブルーバックス)』参考)
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余談ですが、太陽光発電衛星(SPS)はSolar Panel SatelliteではなくSolar Power Satelliteではないでしょうか? それとも何か意図があるのでしょうか?
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 そう言われてみれば……。何か意図があるのかな?
 私は、ただ単に、最初の『Basic Tactical Plan (Brain Storming in Japan) 』からコピー&ペーストしただけですので。でも、Solar Panel SatelliteだとSolar Power Satelliteよりも、太陽『光』発電というニュアンスが伝わりやすいかも知れませんね。

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■Plan.2→Equivalent to Technical Approachについて

・火星移住計画を実現するため、火星にロボットを送り込み、データを取得・解析
【疑問】
→ロボットを送り込む必要性は何か
→何に対してメリットがあるか
→火星への飛行期間はどのくらいか
【メリット】
→コスト(有人飛行を行なうよりコストを抑える事が可能)
→安全性(有人飛行の事前調査を安全に遂行する事が可能)
【成果物(取得・解析対象データ)】
→大気調査、地質調査
→サンプルリターン

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■Plan.3→Equivalent to Space Commercial Approachについて

・太陽発電衛星(SPS = Solar Panel Satellite)に搭載するソーラーパネルへの個人、団体など単位は問わない出資
→貧富の区別なく誰もが出資できる金額に設定し、若年層でも火星探査計画(強いては宇宙開発そのもの)への意識を高めることができる(→これは火星に関わらず、地球上でのエネルギー問題にも繋がる)。
※ビジネス的な観点から考えると、企業側からの資金提供にも限界があり、20年間の計画である火星探査計画への出資を継続させることは困難である。そのため、SETI@HOMEのような個人の資源、または個人から提供される資金を用いての作業を行うことで、長期的に活動を継続するというアイデアが現実的且つ実現可能性が高いと考える。


■火星探査版SETI@HOMEの実現大賛成! 01/11/11 (日) 18:52
 このアイデアは、サマースクールでの最大の収穫のひとつだと(私が勝手に)思っていますので、プレゼンではぜひ強調して欲しいと(個人的に)思っています。
 本番でいいプレゼンができるように、頑張って下さい!!

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■Plan.4→Equivalent to Educational Approachについて

・教育プログラム
(これについては昨年度マサチューセッツ工科大学(MIT)チームがproposalを提出)

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■Plan.5→Another Approachについて

■火星上での燃料製造プラントについて 01/11/07 (水) 20:26
 ビートたけしの番組で火星移住計画についての紹介がありました。それによると、この計画には当初約40兆円程度の費用がかかり、「これは、無理!」ということだったそうですが、あるアメリカの博士が、「まず、燃料を火星で製造するシステムを無人で打ち上げ、人間が別のロケットで到着する頃には、火星では必要な燃料はすでに製造し始めており、滞在中および帰還する時の燃料の心配もいらない」という計画を立てたところ、費用は約4兆円程度ですむことになったそうです。実現に一歩近づいたようですね…。


■RE:火星上での燃料製造プラントについて 01/11/08 (木) 7:20
 情報提供ありがとうございます!
 なるほど、火星の資源の利用に伴うコストの低減は実に興味深いです。しかも概算値まで出ているのはとても有り難いです。
 皆さんからも色々な情報をお待ちしてます。火星に関する情報から、宇宙開発事業の認知度向上に関するアイデアまで、思いつきベースでも構いませんのでよろしくお願いします。


■Space Plant実用化へのノウハウ蓄積 01/11/11 (日) 18:52
 これまでの宇宙ステーションは全てLaboratoryであって、将来的な目標は、実用的なSpace Plantの実現・運用化にあると言って良いであろう。
 有人火星探査では、探査船はブロック毎に分割されて地球衛星軌道に打ち上げられ、軌道上で組み立てられた後、火星へ出発する事になると思われる(アポロ月計画のように直接地上から火星に向けて出発するのは現実的ではないだろう)。
 すると、軌道上で探査船を組み立てる作業が必要になる。また、短期間に何往復ものロケットの往還が行われる事になる。これらのノウハウは、将来的に、Space Plant実用化の際の貴重なノウハウとなるだろう。

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