宇宙へ 株式投資【三菱重工】029 三菱重工技報より⑩国際宇宙ステーション向け大型遠心実験装置の開発
著名投資家であるウォーレンバフェット氏の教え「その会社の社長になりたいと思えるような企業に投資せよ」・・・これに従い私も社長になりたいような会社を探しています。
私は小学生の頃からの憧れ・・・「宇宙」に関連した日本の株式会社「三菱重工」を会社四季報の中から見つけ出しました。この会社の社長になりたいくらい「三菱重工」という会社が大好きです。
もっと詳しくなりたいので、いろいろと調べ物をすることにしました。 今回のシリーズは次のような資料に基づいて情報収集を行っています。
・会社四季報（東洋経済） ・公式ホームページ（三菱重工）
・有価証券報告書（三菱重工） ・中期経営計画書（三菱重工）
・日本経済新聞
三菱重工の公式HP内に「三菱重工技報」の記載があるのを見つけました。ここには製品・技術に関するレポートがあります。そのうち「航空宇宙特集」というテーマが６件ありましたので、少しづつアップしてみたいと思います。
※ ちなみに猫の写真は内容と無関係です。私が猫好きなので選びました。
（029）三菱重工技報より⑩ 国際宇宙ステーション向け大型遠心実験装置の開発
Vol. 58 No. 4 (2021) 航空宇宙特集
国際宇宙ステーション向け大型遠心実験装置の開発
※ 上記論文をAIでまとめて以下前半に記載します。これは2021年現在の情報です。そして後半はこの論文から影響を受けて思いついたことを述べます。
三菱重工の大型遠心実験装置開発の概要
背景と目的
宇宙実験の重要性
重力が生命に与える影響を解明するため、人工衛星やスペースシャトルを用いた宇宙実験が盛んに行われている。
重力環境の再現
軌道上で重力以外の環境を同一にした対照実験を行うことで、重力のみの影響を特定することが重要。
ISSにおける実験
国際宇宙ステーション（ISS）の日本実験棟「きぼう」は、大規模な回転径を有する遠心実験が可能。
地上では困難な実験:
遠心力により、地上では実現できない1G未満の重力を長期間安定的に付加し、月面や火星の重力環境を模擬。
開発内容
CBEF-L (細胞培養装置追加実験エリア): ISSに搭載された大型遠心機。
回転半径: 従来の2倍以上（38cm）に拡大。
制御精度: 回転数制御の精度向上。
実験環境: 大型サンプルに対応、重力勾配の低減。
柔軟性: 実験装置の構成を大幅に変更可能。
主な機能:
温度、湿度、CO2濃度制御
0.1～2Gの人工重力環境提供
微小重力環境提供
電力供給、データ通信
初ミッション
マウス飼育実験。月面の重力環境を模擬し、マウスの長期飼育に成功。
特徴と貢献
大規模な遠心実験: ISS内で最大規模の遠心実験が可能となり、多様な実験に対応。
高精度な重力制御:
1G未満の重力を安定的に付加し、様々な天体の重力環境を模擬。
実験環境の柔軟性
実験装置の構成を自由に変更でき、多様なニーズに対応。
宇宙実験の低コスト化
迅速かつ低コストな製品開発により、宇宙環境利用実験の普及に貢献。
今後の展望
更なる宇宙実験の推進
開発された装置を活用し、様々な宇宙実験を推進。
宇宙環境利用の拡大:
宇宙環境を利用した研究開発の加速に貢献。
まとめ
三菱重工は、ISSに大型遠心実験装置CBEF-Lを開発し、宇宙における重力実験の新たな可能性を開拓しました。この装置は、生命科学分野の研究だけでなく、宇宙探査や宇宙開発にも貢献することが期待されます。
上記の論文を読んで頭に浮かんだことを書きます。感想でもなく、まとめでもなく、単にイメージ・連想した事柄です。以下事実と異なることがあるまもしれません。ご注意ください。
●遠心力について
遠心力を使って重力を感じる事は容易に想像できます。例えば、ヨーヨーの紐をもって振り回せば、その紐を持っている手に「力」を感じる事ができるし、ヨーヨー本体の丸い部分が空洞で、そこに自分が小さくなって入ってしまえば、これが「重力」だという気持ちになれるでしょう。
●重力について
重力と万有引力との違いがわかりませんでしたので、AIに質問してみました。
【重力と引力、そして万有引力の違いについて】
重力と引力の違い
引力 と 重力 は、どちらも物体を引きつける力ですが、その範囲や意味が異なります。
引力:
広い意味: 物体同士が互いに引き合う力の総称です。
種類: 電気的な引力、磁力、万有引力など、様々な種類の引力があります。
例: 磁石が鉄を引きつける力、プラスとマイナスの電荷が引き合う力など。
重力:
限定的な意味: 地球と地球上の物体間の引力、特に地球の質量によって生じる万有引力と、地球の自転による遠心力の合力です。
特徴:
地球上の物体には常に重力が働き、物体を地面に引きつけます。
つまり、重力 は 引力 の一種であり、地球に限定された概念です。
万有引力と引力
万有引力 と 引力 の関係は、以下のようになります。
万有引力:
ニュートンの万有引力の法則: 宇宙にあるすべての物体は、お互いに引き合う力を及ぼし合うという法則です。
特徴:
物体の質量と距離に依存し、質量が大きいほど、距離が近いほど、引力は強くなります。
引力:
万有引力を含む: 万有引力も引力の一種です。
その他の引力: 電気的な引力、磁力など、万有引力以外の引力も存在します。
つまり、万有引力 は 引力 の一種であり、宇宙のすべての物体間に働く特別な種類の引力です。
まとめ
引力: 物体同士が引き合う力の総称。
重力: 地球と地球上の物体間の引力。
万有引力: 宇宙のすべての物体間に働く引力。
重力 は、地球という特定の天体がもたらす 万有引力 の一例であり、地球
上の私たちが最も身近に感じる引力です。
●無重力について
重力を感じない状態＝「無重力」を簡単に体験したりイメージしたりするにはどうしたらよいでしょうか。日常的に少しでも重力が軽減される事を考えてみました。
・プール
体が水に浮かぶから「無重力」だと勘違いしちゃいますが、水と体の関係に「浮力」があり「重力」とバランスしているからなのですね。しかし宇宙遊泳のような体験ができます。水は重く抵抗がすごいので、真空状態とは大違いなので、さぞかし本当の宇宙遊泳は強烈な体験ができるのでしょうね。
・エレベーター
エレベーターに乗って下の階に下がるとき、体重が軽くなったような気がします。どのくらい減量になるかは体重計があれば測定できますね。
・飛び込み台
オリンピックで見るような協議ではなく、大規模なプールに備えつけられている程度のものでも一瞬「無重力」のような気持ちになれます。
・坂道ランニング
下り坂なら多少は自由落下している時間があると思います。すごいスピードで走ることができます。
・ムーンウォーク
これはちょっと違いますね。マイケルジャクソンのダンスですが、観客は「無重力」のような気持ちになっていたことでしょう。
・宇宙戦艦ヤマト
私が小中学生の時、宇宙戦艦ヤマトというＴＶアニメが放映されていました。宇宙船なのですが、船の形をしています。船外の甲板や船内の通路では人間が歩いていました。宇宙空間での航行中は、足元に重力が発生するという設定なのでしょう。
●生物を使った宇宙実験について
人体への影響を実験するために「マウス」が使われているようです。しかし、私は「くまむし」が非常に気になっており、宇宙人ではないかと勘繰っていました。良い機会ですから「くまむし」についてAIに質問してみました。
今まで私が持っていたイメージとしては「クマムシ」は絶対零度でも真空中でも放射能の中でも生存できるということです。ちょっと大げさな記憶かもしれません。
【くまむしを使った宇宙実験について教えてください】
クマムシを使った宇宙実験、非常に興味深いですね。クマムシは、その驚異的な生命力から「最強の生物」とも呼ばれ、宇宙空間のような極限環境でも生き残れるのではないかという期待から、多くの研究が行われています。
クマムシの宇宙実験：これまでの経緯
2007年：欧州宇宙機関の実験
クマムシを宇宙空間に10日間さらす実験が行われました。
極度の温度変化と真空状態という過酷な環境下でしたが、一部のクマムシが生存し、地球に戻ってからも蘇生することが確認されました。
2019年：月の探査機に搭乗
イスラエルの民間団体が打ち上げた月探査機に、数千匹のクマムシが搭載されました。しかし、探査機は月面に衝突し、クマムシの生死は不明のままです。
クマムシが選ばれる理由
クマムシが宇宙実験の対象として選ばれる理由は、その特別な能力にあります。
乾眠状態
水分を失い、代謝活動を停止することで、極限環境でも生き延びることができる状態です。
放射線耐性
高い放射線にも耐えることができ、宇宙空間の放射線から身を守ることができます。
極端な温度耐性
極寒から高温まで、幅広い温度範囲で生存可能です。
宇宙実験の目的
生命の限界を探る
どのような環境で生命が維持できるのか、生命の定義を再考するきっかけとなるかもしれません。
宇宙での生命維持技術への応用
将来的に、宇宙空間での長期滞在や惑星探査において、クマムシの能力が活かされる可能性があります。
地球外生命体の存在の可能性
地球以外の惑星にも、クマムシのような極限環境に適応した生命が存在する可能性を示唆するかもしれません。
今後の展望
クマムシの宇宙実験は、まだ始まったばかりです。今後の研究によって、クマムシの生命力のメカニズムが解明され、新たな発見が期待されます
●重力レンズ
重力レンズで遠くの銀河系を観察できたというニュースを見た記憶があります。同じくAIに質問してみました。
【重力レンズについて教えてください】
重力レンズについて
重力レンズとは、宇宙における壮大な現象の一つで、アインシュタインの一般相対性理論によって予言され、実際に観測されているものです。
重力レンズとは？
重力レンズは、巨大な質量を持つ天体（銀河や銀河団など）の重力によって、その背後にある天体からの光が曲げられる現象のことです。まるでレンズのように光を曲げることから、この名が付けられました。
重力レンズが起こる仕組み
時空の歪み: 質量を持つ天体は、周囲の空間を歪ませます。これは、アインシュタインの一般相対性理論で示されたように、質量とエネルギーが時空を曲げるからです。
光の経路の変化: 背後にある天体から出た光は、この歪んだ時空を通過する際に、重力によってその経路が曲がります。
レンズ効果:
観測者から見ると、あたかも光がレンズを通過したように、背後の天体の像が歪んだり、複数に見えたりします。
重力レンズの種類
重力レンズには、大きく分けて以下の種類があります。
強重力レンズ:
レンズ天体の質量が大きく、背後の天体の像が大きく歪んだり、複数の像に分裂したりする場合です。
弱重力レンズ:
レンズ天体の質量が小さく、背後の天体の像がわずかに歪む場合です。
マイクロレンズ: レンズ天体が恒星など、比較的質量の小さな天体の場合で、像が大きく歪むことはありませんが、光の明るさが増光する現象です。
重力レンズの観測と研究
重力レンズの観測は、宇宙の構造や暗黒物質の分布を調べる上で重要な手がかりとなります。また、遠方の天体の観測を可能にする「宇宙の望遠鏡」としての役割も期待されています。
銀河の構造:
重力レンズ効果を利用することで、遠方の銀河の質量分布や構造を詳しく調べることができます。
暗黒物質:
可視光を放出しない暗黒物質は、その重力によって光を曲げるため、重力レンズ効果を観測することで、暗黒物質の分布を推定することができます。
宇宙の拡大:
重力レンズ効果は、宇宙の膨張率を測定する上でも重要なツールとなります。
まとめ
重力レンズは、アインシュタインの一般相対性理論が正しかったことを裏付ける証拠の一つであり、宇宙の構造や進化を解き明かす上で重要な役割を果たしています。今後も、より高精度な観測装置の開発や、理論的な研究が進められることで、重力レンズの謎がさらに解き明かされていくことが期待されます。
●無重力を利用したアトラクションやスポーツ
何かできないか考えてみました。
月面での陸上競技は楽しそうです。そのまま飛んで行ってしまわないように、命綱が必要です。
２５メートルプールを何度もターンする競泳のように、壁から壁へターンして競争するスポーツはどうでしょうか。スカッシュのように６面を使用すると面白いですね。
ビリヤードはどうなるのでしょうか。空中に浮いている球をぶつけ合うのは難しいでしょう。そもそも自分自身が浮いているので球を狙うのも大変です。
地球上で行われているすべてのスポーツや作業を無重力や月面で行う場合を考えるとワクワクします。しかしキリがないので、このへんで止めておきます。あとは日向で妄想に浸ります。