米国の「はやぶさ」

日本で「はやぶさ」というと、加藤隼戦闘隊、じゃなくて、新幹線や小惑星探査機を思い浮かべるよね。
特に「リュウグウ」に向けて地球スウィングバイを成功させたので、宇宙の「はやぶさ」が熱いのだ。
でも、実は、米国にも宇宙の「はやぶさ」があるんだ。
それは、スペース・エクスプロレーション・テクノロジーズ社、通称「スペースＸ」社が開発したロケットの「ファルコン」。
これまでの米国のロケットは、米国航空宇宙局（ＮＡＳＡ）か国防総省（ＤＯＤ）のプロジェクトとして開発されたものがほとんどだったんだけど、最近は民間主導のロケット開発が活発化してきているんだよね。
さらに、民間開発と言っても、軍用技術の大陸弾道弾（ＩＣＢＭ）を改良したようなものが多かったんだけど、このスペースＸのファルコンは、全く新規の民間開発なのだ！

このスペースＸ社の設立者は、インターネット決済でおなじみのPayPalのもととなったX.comを始めた実業家のイーロン・マスク氏。
スタイリッシュな電気自動車を送り出すテスラ・モーターズの会長としても有名なのだ。
テスラ。モーターズは、赤字覚悟ですべての特許をオープンにし、電気自動車の普及に貢献しようとしていることでも有名だよね。
そのように、マスク氏は普通の人が想像もできないようなビジネスプランを持っているのだ。
それが宇宙技術で結実したのがスペースＸ社というわけ。

スペースＸのロケットであるファルコンは、燃料にケロシン（高精度のガソリン）を使っているんだけど、これは技術的には伝統的なもの。
日本のＨ－IIＡロケットや退役したスペースシャトルでは、液酸液水といって、液体水素を燃料に使うんだけど、これは技術的には難しいし、ロケット・エンジンの構造も複雑になるんだ。
そうなると、作るのにコストもかかるわけ。
そこで、十分に実績が積み重ねられてきたケロシンを燃料とするロケット・エンジンの「枯れた技術（十分に使い込まれてトラブル対応も含めて確立された技術）」を使った、ものすごくシンプルな構造のエンジンを開発したのだ。
それがファルコンに搭載されているマーリン・エンジンだよ。
その開発に当たっても、軍やＮＡＳＡの技術者を呼んでくるのではなく、優秀な大学院生をスカウトしてきたというのだから、ここもそれまでの宇宙開発の常識から外れているのだ。

スペースＸは、エンジンを１基だけ搭載した小型のファルコン１ロケットでエンジンの技術実証を行い、今度は、エンジンを９基クラスタリングした大型のファルコン９ロケットにつなげたのだ。
ファルコン９はすでに国際宇宙ステーション（ＩＳＳ）への物資輸送も成功させるなど、実績も出しているのだ。
でも、何よりすごいのがそのコスト。
ロケット１機あたり100億円をきる価格で、これは宇宙業界としては信じられない数字なんだって。
日本のＨ－IIＡががんばって100億円くらいだからね。
さらに、第一段ロケットを回収することにより、さらに安くしようとしているのだ。

サンダーバード３号のように、一度発射したロケットが再び垂直に着地するんだよ！
そのために「脚」もついているのだ。
これをつけること及び帰り分の燃料をとっておくために、ロケットの打上げ能力は低下するんだけど、価格がぐっと安くなるので十分に競争力がある、という考えなのだ。
これまではスペースシャトルのように有人機の上段が再使用されることはあったんだけど、一番コストがかかる割に使い捨てになっていた第一段をリサイクルしようというのがすごいのだ。
誰もが構想はしていたんだけど、通常に海に着水してしまうので回収も大変だったものを、狙った場所に落とすだけじゃなく、うまく着陸させることについに成功したんだからすごいよ。
しかも、洋上のプラットフォームという戻り先が移動できるのとは違い（これまではこっちで試験をしていたのだ。）、今回は地上の射場に戻しているのだ。
これは宇宙技術の大革新。

ち なみに、スペースシャトルのオービターは一度宇宙空間に出て、また大気圏を通って戻ってくるため、摩擦熱による損傷・摩耗が激しいのだけど、ファルコン９ ロケットの場合は、通常よりも低い高度である80～90km上空で第一段を切り離し、あとは第二段ロケットで目的の軌道まで届けるのだ。
打上げ能力は大きく低下するけど、熱の影響がかなり抑えられるので、第一段を再利用しやすくなるのだ。
できない理由を並べるのではなくて、どうやったらできるかを考える、というのを実行した結果、そういう結論になったんだよね。
それが実現できるところがすごい。

日本もさらに効率的なロケット開発を狙っているけど、ここまで来ると大きく発想を変えないとね・・・。
米国では、次期の有人ロケットに向けたロケット開発はしているけど、現時点ではＩＳＳに宇宙飛行士を送るのはすべてロシアのロケットに頼っている状況なのだ。
しかも、衛星を打ち上げるロケットにしても、アトラスＶのエンジンはロシア製なんだよね。
そういう状況下で、多少政府の支援を受けているとはいえ、民間主体でここまでやったスペースＸは、確かに宇宙業界を変革しているのだ。
この先、想像もつかないようなことがさらに起こるのかも。

なお、このロケットの名前の「ファルコン」は、マスク氏が好きだった映画のスターウォーズに出てくる「ミレニアム・ファルコン号」から来ているんだって。
ハン・ソロの「銀河最速」の宇宙船だよ。
でも、スターウォーズの新作が公開されるタイミングで、ファルコンロケットが大きな一歩を踏み出したというのはすごいタイミングだよね。

ぬらぬらコーティング

非常に興味深いニュースを見つけたのだ。
http://natgeo.nikkeibp.co.jp/atcl/news/15/121100361/
米国のアトランタ動物園の研究者が、長年謎とされてきた、ヘビの生態の手がかりを見つけたんだよね。
それは、ヘビのうろこの表面が資質でコーティングされていて、それが潤滑油となってヘビの運動を支えていると言うこと。
ヘビは脚がないのに地上をなめらかに移動し、木にも登り、とかなり運動性が高いのだけど、そこに一役買っているようなのだ。

ヘビが前進する方法にはいくつかあるんだけど、代表的なのは「蛇行」。
漢字だとそのままだよね（笑）
体をくねらせながら前に進んでいくのだけど、このとき、腹側のうろこが大きな役割を果たしているのだ。
鱗と鱗の間はかなり伸縮性があって、しかも、うろこはある程度角度をつけて立てることができるようになっているのだ。
これを利用して、うろこを少し立ててエッジにしてひっかけ、そこを「足がかり」にして後方の体を引き寄せるのだ。
まっすぐのままだと、体を引きつけるときに左右にぶれてしまってうまく進めないので、Ｓ字型に体を曲げておくことで、効率よく前進ができるようになるのだ。
まっすぐな時と比べて、進行方向と直行する方向でエッジが効かせやすくなるしね。

ミミズも同じような仕組みで、体表面に生えている剛毛を引っかけて、体を伸び縮みさせて前に進むのだ。
伸び縮みだけだと前にも後ろにも進む可能性があるのだけど、逆行しないように剛毛をスパイクのように滑り止めにしているのだ。
ミミズだけでなく、アザラシも似たような原理を使って前に進むのだ。
ひれ状の前足を使って前へ進もうとしても、滑り止めがないとうまく氷の上を進めないよね。
そこで、アザラシの毛皮は前方向にはなめらかに滑るけど、後ろ向きには引っかかるように毛が生えているのだ。
これを使って、スキー板の裏にアザラシの毛皮を張って、後ろ向きに滑らないようにしたものもあるんだよ。
これは山岳スキーで板をはいたまま山を登るときなんかに使うし、山岳警備隊が銃を撃つときも、普通のスキー板だと反動で後ろに滑ってしまうので、これを使うのだ。

そんなわけで、この滑り止めの機構についてはヘビでもよくわかっていたのだ。
ところが、問題はその先。
ヘビはいろんな場所をするするとなめらかに移動するので、このうろこの表面はすべすべでないと困るんだよね。
で、実際に、背側のうろこよりも腹側のうろこの方がすべすべであることはわかっているんだけど、うろこをいくら調べても、違いがわからないでいたのだ！
は虫類のうろこはケラチンなどの硬いタンパク質からなる角質化した皮膚なので、人間で言えば爪のようなもの。
磨けば光沢も出て、すべすべになるけど、ヘビのように年がら年中這いずり回っていれば、表面に細かい傷ができて滑りにくくなるはずなのだ。
ところが、世の中のヘビはみんなぬらぬら、すべすべなんだよね。

そこで、何かあるに違いないと、米国の研究者は、吸収端近傍X線吸収微細構造（ＮＥＸＡＦＳ）という、冥黒エレクトロニクスの分野で表面構造を解析する手法で調べたのだ。
物体にＸ線を照射し、その表面でどの波長のＸ線が吸収されたかをみることにより、その表面にどんな物質があるのかを探る手法なのだ。
エレクトロニクス分野では、薄膜がきちんとできているかどうかの検査などに使われるんだよ。
この実験では、カリフォルニアキングヘビ（コモンキングヘビの亜種）の脱皮した皮で調べたところ、うろこの表面がナノメートルの厚さで脂質でコーティングされていることがわかったのだ。
どうも、背側と腹側では脂質そのものが違うだけでなく、腹側ではより規則的に脂質の層が積層されているとのことで、より丁寧に脂質が「重ね塗り」されている状態だったようなのだ。

両生類や軟体動物などでは、体表面が粘液で覆われている例がよく知られているけど、これは触ったときにその粘液がつくからわかるんだよね。
ヘビの場合は、手で触ったくらいではこの脂質ははがれず、手にもつかないので、誰もコーティングがなされているとは気づかなかったのだ！
実際の生体でも、地を這ったり、木に登ったりといろんなところにこすりつけてもはがれないわけだから、当たり前と言えば当たり前かもしれないのだけど。
まだどんな物質かはよくわからないし、どうやってうろこ表面を覆うのかはよくわからないけど、マニキュアのトップコートのように、うろこに光沢となめらかさを与えるとともに、物理的な保護もしているのだ。

これまでヘビの動きはよく研究されていて、軍事用とか災害レスキュー用にヘビロボットが開発された来ているんだよね。
でも、このコーティングに着目した人はいなかったのだ・・・。
ヘビの謎がまた一つわかったというだけでもおもしろいのだけど、これがどんな物質かわかれば、性能の高い潤滑剤として人工関節などに使える可能性もあるんだよね♪
生物学的だけでなく、工学的にもおもしろい発見なのだ！
とりあえず、コーティングされていることはわかったので、おそらく、ヘビの皮をいろんな溶剤につけて、この脂質を抽出・同定する研究が始まるんだろうなぁ。

五年の紆余曲折

日本の金星探査機「あかつき」が、５年遅れで金星を周回する軌道に投入されたのだ！
実は、打ち上げ当時、メインスラスタの不具合により軌道投入に失敗していたんだよね・・・。
その後、人工惑星として、金星の内側を回る楕円軌道で太陽の周りを公転していたのだ。
ところが、このあかつきの軌道は、金星よりちょっとだけ早い周期で好転しているんだけど、楕円軌道なので、ちょっとだけ金星の軌道の外側を通るところがあるんだよね。
この外側を通過するタイミングでは、金星より速度が遅くなるので、一度周回遅れにした金星が近づいて来るのだ。
で、この外側を通るタイミングで金星がごくごく近傍に来たのが、今週の７日のタイミング。
金星が追いついたと同時に、「あかつき」を減速させてあげると、金星の周りを回る軌道に移れる、というものなのだ。
そのタイミングを合わせるために、何度か細かい軌道修正をしつつ、５年の歳月を待ったんだよね。

この「あかつき」、プロジェクト名はPLANET-Cというんだけど、Ｃがあるから、ＡもＢもあるわけ。
PLANET-Aはハレー彗星を観測しに行った「すいせい」。
先行して打ち上げられていた「さきがけ」とともに、無事に欧米と共同のハレー彗星観測ミッションを遂行したのだ。
その次のPLANET-Bが火星探査機「のぞみ」。
「のぞみ」も火星への軌道投入がうまくいかず、さんざんあがいたのだけど、最終的には火星への軌道投入を断念し、火星近傍を通過して終わったのだ・・・。
でも、このときの経験が、後の小惑星探査機「はやぶさ」の運用に貢献しているんだよね。
そして、もちろん、今回の「あかつき」の５年遅れの軌道投入成功にもこの経験が活きているのだ。

「あかつき」のメインスラスタは耐熱性に優れたセラミック製だったんだけど、これは宇宙探査機には初搭載のものだったんだよね。
それがうまくいかなかったのだ(>o<)
でも、「はやぶさ」の運用でかつてやったのと同様に、姿勢制御用のスラスタを最大限駆使して、徐々に徐々に軌道を制御して、軌道を修正していったのだ。
その集大成として、７日に20分間のスラスタ噴射を行い、無事に金星周回軌道までたどり着いたわけ。
このためには膨大な量の軌道計算が必要で、綱渡りの探査機のコントロールが必要だったのだ。
新聞などの報道でも、軌道計算をした女性研究者が取り上げられているよね。

今回投入した金星周回軌道は、高度300kmから80,000kmの高度で30時間周期で金星を周回する楕円軌道。
かなりつぶれた楕円だけど、金星の気象観測などを目的としている「あかつき」は、様々なデータをとりたいので、高度が大きく変わる楕円軌道からいろんな観測をしようというわけなのだ。
金星には多くの探査機を遅れないからね。
当初計画では、欧州の金星探査機がほぼ同時期にいたので、共同観測もできたはずなんだけど・・・。

とりあえず軌道投入は無事に終わって、調べている限りでは観測機器も大丈夫そうなんだけど、ここから２年間の観測がしっかりできるかどうかには不安があるのだ。
金星は地球より太陽に近いだけあって熱条件が厳しくて、太陽光を浴びている間は超高温になり、惑星などの影に入るとものすごく冷えるのだ・・・。
５年間金星のほぼ内側で太陽の周りを公転していたんだけど、この間にもかなり厳しい熱条件にさらされていたので、不安が残るんだよね。
一番耐熱性が高い面を太陽に向けていたらしいけど。

何はともあれ、金星の観測はできそうなので、活きている観測機器を最大限活用してデータをとるしかないのだ！
一度の失敗を乗り越えて、５年の臥薪嘗胆の末に金星までたどり着いて美談になっているわけだけど、やっぱり観測できてなんぼの世界だからね。
先行して取得されている欧州のデータと合わせて、なぜ地球には水と生命があるのに金星や火星には水も生命もないのか？、などの疑問の解明に貢献することが期待されるのだ。
前進日焼けして疲労困憊の状態だろうけど、無事に金星観測ミッションも成功させてもらいたいものなのだ。

ドライなやつら

季節が冬に移り変わってきた！
どんどん寒くなってきているよね・・・。
でも、この時期にも少ないながら楽しみはあるんだよね。
それが干し柿。
子供の頃から好きなんだよねぇ。
もちろん、生のまま食べる柿もよいのだけど、干し柿には干し柿のよさがあるのだ。

日本でドライフルーツと言えばなんと言っても干し柿が筆頭で、あとはレーズンやら干し杏、ドライマンゴーが思い浮かぶくらい。
でも、海外では、干しイチジクがもっともメジャーなのだ！
なんと言っても、ローマ帝国時代に世界展開されているという歴史だからね。
中東が原産と考えられていて、すでに古代メソポタミアの時代に栽培記録があるという、世界最古の栽培品種なんだよ。
生食ももちろんするけど、乾燥させることで保存性が高くなり、ねっとりとした独特の甘さもあって、古代から愛好されてきたのだ。

レーズン（干しぶどう）もそうなんだけど、欧州や西アジアはかなり乾燥した気候なので、熟した果実を収穫しないでそのまま放っておいても腐ることなく「ドライフルーツ」化することがあるんだよね。
おそらく、それをたまたま目にして、食べてみて、加工するようになったと考えられているのだ。
干して水分を抜くことで、保存性を高め、甘みが濃くなるのだ。
プルーン（セイヨウスモモ）やクランベリーのように、生のままだと酸味が強すぎるものも、干すことで甘みが凝縮され、おいしく食べられるようになるんだよね。
デーツ（ナツメヤシ）のように、基本的に乾燥させてから食べるものもあるのだ。

これは東アジアの干し柿とは全く異なるんだよね。
おそらく発見は同じようにたまたま木になったままの状態で乾燥しているのを食べてみた、ということなんだろうけど、干し柿の場合は、食べるために乾燥させているのだ。
すなわち、干し柿にするのは基本は渋柿。
生では渋くて食べられないものを、乾燥させるという加工によって食べられるようにしているのだ。
この柿渋の正体は水溶性タンニンなので、これは不溶性タンニンに替えられれば「渋抜き」ができるわけで、焼酎に漬けたりしてもいいわけだけど、誰でも簡便にできるのが乾燥して干し柿にすることだったのだ。

ただし、東アジアで気をつけないといけないのは湿気。
湿度が高いので、気をつけないと腐ってしまうのだ・・・。
なので、雨に濡れないように、でも、風通しがいいように、軒先につるす、というのが日本の伝統的な干し柿の製法だよね。
さらに、ある程度水分が残った「ソフト」な状態で食べるために、半乾きのものを硫黄で燻蒸して腐敗しないようにする工夫も生まれたのだ。
これが「あんぽ柿」だよ。

西洋のドライフルーツの場合は、保存性を高め、水分を抜くことで軽量化して流通しやすくする、というのが基本。
ジャムにしてもよいのだけど、むかしは砂糖は貴重品だったわけだし、何より、ジャムだと水分が多くて重いので、流通には向かないのだ。
乾燥した気候で簡単に乾燥させられるので、ドライフルーツというのは作られるべくして作られた加工食品なわけだよね。
古くは中東から欧州まで陸路で運ばれ、後には大航海時代に貴重な食料として世界に運ばれたのだ。

中国の場合は、シルクロードを通じて西側のドライフルーツもあったし、独自の文化としての干し柿やクコの実などのドライフルーツもあったわけ。
ちなみに、中国の干し柿は丸くつぶれていてかぴかぴに硬いみたい。
つるすのではなくて、籠に並べて押しつぶしながら日干しにするからみたい。
できあがった干し柿は「柿餅」と呼ばれるのだけど、中国では円盤状に加工された食品を「餅」と呼ぶようなのだ。
さらに、サンザシのように、果実をすりつぶして砂糖や寒天と混ぜて棒状に固めたものまであるのだ。
サンザシの場合も円柱状に固めて十円玉大に輪切りにしたものは「山査子餅」と言うらしいよ。

現代では季節を問わずにいろんな野菜や果物が手に入るけど、むかしは乾燥させる、漬け物にするなどの加工食品にしたり、室の中や土の下で保存するなどの工夫で乗り切っていたんだよね。
でも、そうした工夫の中に、おいしく食べるこつみたいなのもあって、それは料理として今も生きているのだ。
こういう先人の知恵には驚かされることが多いし、いかに人類が生きるために、食べるために工夫を重ねてきたかがわかっておもしろいのだ。