航空宇宙システム工学の誕生

缶ジュースのように小さな人工衛星

従来からあった「航空宇宙工学」に対して、「航空宇宙システム工学」という学問は、比較的新しい考え方です。これができたきっかけを紹介しましょう。
「カンサット」と呼ばれるものがあります。1998年にアメリカのスタンフォード大学のトィッグス教授が提唱した模擬人工衛星で、缶ジュースほどの小さなサイズに、電源や通信機、コンピュータなど、人工衛星の基本的な部品を詰め込んでいます。
このカンサットを地上4000メートルまで打ち上げて、GPS機能を利用して目標地点に着陸させる競技が、日本でも2000年ごろから広まっています。

うまく動いてくれない「カンサット」

カンサットを構成する主要部品は、せいぜい4つか5つくらいです。ところが、これだけ簡素な構造の人工衛星でも、思ったように動いてくれない場合があります。個々の部品を完全に作り上げることは簡単で、一つひとつの部品はちゃんと動作するのに、つなぎ合わせるとなぜかうまくいかないことが多いのです。
それはなぜなのだろう、と考えてみたところ、部品同士を最適な形でつなぐ「インターフェイス」や、全体を統括する「システム」の研究が、もっと必要なのではないか、という結論が出てきました。

最初に全体のシステムをデザインしていく

部品Aと部品Bを組み合わせたものが正常に動いていたとして、そこに部品Cを入れても、うまく動くとは限りません。AとC、BとCの最適なつなぎ方を考えたうえで、さらにAとBの組みあわせにCを入れても動くことを確かめなければなりません。一般に、n個の部品が組み合わせたときに正常に動作するかどうか確認するには、2のn乗に比例する作業が必要となります。100個の部品があれば、2の100乗もの組み合わせがあるということです。
こうなると、個々の部品を作ることから発想するより、まず全体のシステムをデザインすることから考えたほうが効率的です。「航空宇宙システム工学」とは、そのような「システムをデザイン」していく学問なのです。

参考資料

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先生情報 / 大学情報

東京都立大学システムデザイン学部航空宇宙システム工学科教授佐原宏典先生

興味が湧いてきたら、この学問がオススメ！

航空宇宙システム工学

メッセージ

高校時代は、勉強に限らず読書や部活動、旅行など、いろいろなことに興味を持ち、経験してください。幅広い知見は新しい発想の卵になるからです。また一つのことをやりとげ、人と人との関係について学ぶのも大切です。宇宙工学の現場は意外に体育会系で、みんなで協力し合うことが多いからです。21世紀の宇宙は、どんどん楽しくなりますよ。宇宙のことが一つわかったとしても、その向こうにはまた新たな未知の世界が見えてくるからです。新しいテーマはいくらでもあるので、柔軟な発想を持って飛び込んできてほしいと思います。

先生への質問

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