宇宙での移動はエネルギー効率が肝心！　宇宙モビリティを開発する

宇宙空間を移動する技術

打ち上げロケットの技術はほぼ限界まで向上していることから、宇宙開発に関する研究は、ロケットを打ち上げる技術から、宇宙空間で移動する技術に注目が集まるようになりました。宇宙空間での移動・輸送は、燃料補給や修理ができず、地上とは異なる過酷な環境で行われます。
機体は、化学燃料を燃やして地球の重力や大気の抵抗を突破する膨大なエネルギーの生成よりも、エネルギー効率や機体の耐久性が重視されます。その中心を担う技術が「電気推進」です。

電気推進のエンジンを研究

電気推進のエンジンには、「イオンエンジン」「ホールスラスタ」などがあります。キセノンなどのガスを推進剤として電子とイオンに電離したプラズマを作り、そのイオンを電場、磁場の作用で高速噴射することで進みます。非常に燃費が良く、化学ロケットよりもはるかに少ない推進剤で、1～2年と動き続けることができます。JAXAの小惑星探査機「はやぶさ」が長い宇宙の旅を成功させたのも、イオンエンジンのおかげです。
電気推進で注目されているのが、希少なキセノンに代わる、安価で資源量の豊富な貴ガスであるクリプトン、アルゴン、またはヨウ素や水を代替推進剤とする研究です。今後、多くの宇宙機を利用するには、大量の推進剤が必要なためです。

月を走るタイヤ、火星を飛ぶドローン

宇宙開発の研究では、試験をすると時間がかかる宇宙機の耐久性について、シミュレーションで素早く評価するソフトウエアも開発され、宇宙開発のスピードアップに貢献しています。今後は、人間が宇宙で活動する時代を視野に入れ、現地資源を活用した月面車のタイヤ開発や走行実験、火星など大気のある惑星で飛ばすドローンの開発が進められます。ほかにも、宇宙での酸素供給やものづくりの材料を確保するため、月や火星の砂（レゴリス）に多く存在する酸化アルミニウムを還元して、酸素とアルミニウムを作る研究が行われています。

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先生情報 / 大学情報

大阪産業大学システム工学部システム工学科教授中野正勝先生

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航空宇宙工学

メッセージ

私の研究室の自慢の一つは、宇宙空間を再現した真空チャンバーなどの実験装置が日本でもトップレベルで豊富にあることです。学生たちもそうした装置で自分の研究の実験に取り組んでいます。宇宙開発に限らず、実験、開発は失敗の連続です。計画通りをめざすより、いい意味であきらめが悪いこと、つまり失敗してもへこたれずに粘り強く取り組めること、労をいとわず手を動かし、試行錯誤を楽しめる能力が大切です。また、新しいモノを作るには、「突拍子もない」発想も必要です。

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ドローンやロボット、電気自動車に鉄道など、私たちの生活を支える便利な機械は、全てソフトウェアで制御されています。一方、これらの機械を製作するためには、力学などのものづくりに関する学問が必要です。
私たちシステム工学科では、ものづくりに関する知識と、それを制御するソフトウェアの知識を、それぞれ関連付けて学ぶことができます。その結果、これまでの工学分野の枠組みを超えてソフト・ハード両面の技術を修得したエンジニアになることが可能です。皆さんも一緒に楽しく学びましょう。