ユメミルチカラサイエンスカフェ－CAMUIロケット、点火5秒前－北海道大学大学院工学研究科機械宇宙工学専攻永田晴紀サイエンスアゴラ2007 H19/11/24（日）於東京国際交流館プログラム（展開で変更あり）  第一部 CAMUIロケットが見る夢   どうしてロケットをつくるのか？ CAMUIプロジェクト誕生秘話  第二部 CAMUIロケットの秘密  CAMUIロケットの基盤技術  第三部ユメミルチカラを取り戻そう   何がユメミルチカラを奪うのか？ユメミルチカラは何故必要か？  第四部スペシャルになろう第一部 CAMUIロケットが見る夢米国は何故アポロをつくったか？ Since mastery of elements is a reliable index of mastery of progress, the nation which first makes significant achievements in space travel will be acknowledged as the world leader in both military and scientific techniques.  “Preliminary design of an Experimental World-Circling Spaceship,” RAND report, 1946. 米国は「軍事と科学技術で世界のトップに立つ」という明確な国家意思のもとに宇宙開発を始めた。科学技術のトップの元に世界中から頭脳が終結。国家建設の基盤となる高等教育コストを他国に分担させることに成功。「金食い虫のアポロが残したのは月の石だけ」は神話。我が国は何故ロケットを開発したのか  敗戦後、我が国の航空産業はGHQにより解体され、壊滅。  1951年に占領終了。今からジェット機の研究を再開しても我が国は米国に勝てないと判断した糸川は、将来の輸送機として航空機に替わる超音速・超高層を飛べる飛翔体の開発に着手。AVSA（Avionics and Supersonic Aerodynamics）研究班を組織。  1954年春，ローマでIGY（国際地球観測年）準備会議開催。 AVSAグループはIGYの日本参加を支える任務を負う。  科学観測を契機に躍進した我が国のロケットは、ロケット開発、衛星開発、宇宙科学の三位一体という世界に類例を見ない発展を辿る。ロケットは手段でしかない  どの社会のためにやるのか？（社会意識）  その社会をどうしたいのか？（社会づくりへの思い）  そのためにどうするのか？（戦略）  そのために何が必要か？（手段）ロケットの立場はここ↑ 「ロケット」って何？構造が簡単小型化が不可能。大型ロケットのみ小型化が可能「石」：液体酸素、アルコール、灯油、 LPG・・・ 100～200円／kg 「石」：火薬類数万円／kg 小型ロケットはなぜ高い？  小型ロケットはその全てが固体ロケット  固体ロケットの基本的な構造は、金属の筒に火薬を詰め、ノズルと尾翼を取り付けただけ。  小型ロケットの価格の大部分は火薬類の管理コスト。数万円／kg  衛星重量の200倍くらいの火薬が必要。数百万円／kg。火薬管理コストだけで既にこの価格。要するにこういうことです  液体ロケットは推進剤が安いので単位重量当りの打上げ価格が安い。が、小型化できない。  固体ロケットは小型化できるけど、推進剤がべらぼうに高い。  小型化できて、しかも安いロケットは、この世に存在しない。  なので、小さい衛星をその重量なりの価格で打上げてくれるロケットも、この世に存在しない。その結果、こんな参入障壁が生まれています  規制、制度、コストは、実は大した障壁ではない。  最大の参入障壁は「規模の大きさ」  「牛肉1 kgあたり2000円。ただし、1 ton単位でしか売りません」という産業が成り立つわけがない。  価格は今のまま（100万円／kg）でよい。1 kg単位で買えるようにすればよい。  10 tonの衛星を打上げるコスト（100億円）の1/1000 で（1000万円）10 kgの衛星を打上げるロケットが登場すれば、宇宙開発の様相は一変する。みんなが必要としているのは、こんなロケットでしょ？  液体ロケットほど構造が複雑ではないので、小型化できる。  火薬を使わない。推進剤の値段は100円/kg。  機体の価格は固体ロケットと同レベル。  推力も固体ロケットと同レベル。比推力は固体ロケットよりも上。  空港に持ち込んでも怒られないくらい安全。なので、航空機に搭載可能。  それが、CAMUIロケットです。地上燃焼試験（1998～） CAMUI 型ハイブリッドロケット初号機（2002）  全長1.6 m，外径 89 mm．  安全距離の制約から，到達高度を 1 km 以下に抑制．  最高点でパラシュートを放出し，地上に回収する．打上げ場所: 北海道大樹町打上げの映像（第一回，2002年3月21日）研究費獲得は困難でした  地元企業（株）セテック瀬戸社長との出会い。「このロケットは絶対に売れる。是非事業化しよう」  様々な助成事業に応募し始めたが、なかなか採択されない。  研究業績や基盤技術には高い評価を頂けるものの、市場規模の積算根拠が弱いという評価。  現在存在しない市場をどう見積れというのか？と当惑しながらも、過去に北海道が実施したロケット実験潜在需要調査などの資料を入手し、体裁を整える。  その結果は。。。苦境を打破したのは、出会いでしたロケット産業で助成金を獲得することは不可能なのだろう  「先生、助成金はもう諦めましょう。でもこれはやらなきゃいけかと諦めかけた頃、HASTICの紹介で赤平市の（株）植ない仕事です。必要なものは何でも仰ってください。我々が何でも作ります。お金のことは気にしないでください。払って頂松電機と出会った。 かなくて結構です。幸いなことに、我々は本業で十分に利益当時、ロケット大型化のための燃焼実験場を探していたを上げています。これは先生のために言ってるんじゃありまところ、工場の敷地でよければどうぞとのことで、早速見せん。北海道のため、ひいては日本のためです」学に伺った。実験場として申し分無いばかりか、工場には一通りの工作設備が整っており、ここなら機体ごと全て  そこまで言って頂いた以上、こちらも身銭を切ってでも開発を作れそう。進める覚悟を固めた直後に、平成16年度地域新生コンソー シアム助成事業への採択が内定したという連絡が入った。研究費獲得の目処が立たないのでここをお借りするのはいつになるか判らないと植松専務に申し上げたところ、思  恐らく、身銭を切ってでもやるという我々の覚悟が通じたのだわぬ言葉が。ろうと思う。第二部 CAMUIロケットの秘密ハイブリッドロケットとは？  推進剤に固体燃料（プラスチック等）と液体酸化剤の組合せを用いたロケットエンジン．  推進剤に火薬類を使用せず，安全．  推進剤が極めて安価．火薬類ではないため，運用・管理コストも削減可能．  固体燃料の燃焼速度が小さく，低推力であるため，小型高推力化が困難． CAMUI型ハイブリッドロケット燃焼ガスが固体燃料表面への衝突を順次繰り返すように燃料形状に工夫を加えた，縦列多段衝突噴流（Cascaded Multistage Impinging-jet, CAMUI)方式を発案．固体ロケット並の小型高推力化に成功（特許公開2005-54649）．解決しなければいけない課題はまだ有りました  小型ロケットのスケールに液体酸素制御系を組み込むことが可能か？ → バルブの軽量化が必要  液体酸素再生冷却（燃焼室壁面の冷却を液体酸素で行う）方式を小型ロケットのスケールに組み込むことが可能か？ → 配管の軽量化が必要僕はバルブ使ってないよ R. H. Goddard による世界初の液体ロケット（液体酸素－ガソリン）基盤技術２（バルブレス供給方式）高圧ヘリウムガス逆止弁絞り Combustion Chamber ３方弁液体酸素：点火：打上げ排気  液体酸素タンクを燃焼室の周囲に配置することにより、液体酸素ラインからバルブを排除．  液体酸素による燃焼室再生冷却の配管を大幅に簡素化．（特許公開200554649）ロケットモータ点火の手順 (a) 液体酸素充填 (b) 点火 (c) 液体酸素供給開始 (d) 定常燃焼ちょっと大きくしてみました（400 kgf 級実機モータ）大型化は、苦難でした成功例爆発映像集解決策を見つけました  水冷式実証機では起こらないことから，CAMUI方式特有の問題ではない．  実証機（水冷式）と実機（再生冷却式）の条件の違いのいずれかが原因  液体酸素充填時の燃料予冷が原因であることが判明 Pressure [MPa] 10 8 Orifice's Upstream Pressure Orifice's Downstream Pressure Chamber's Upstream Pressure Chamber's Downstream Pressure He Pressure 6 4 2 0 0 0.5 Time [s] 1 1.5 高圧ヘリウムガス三重円環構造との決別三方弁液体酸素高圧ヘリウムガス逆止弁絞り Combustion Chamber ３方弁液体酸素燃焼室排気打上げ成功を伝える TVニュース CAMUIモータ推進剤：推力レベル：燃焼時間：比推力：機体全長：重量：ポリエチレン/液体酸素 ~250 kgf ~ 10 秒 ~240 秒（海面高度における平均値） 4.7 m 50 kg （計測系 15 kg、推進剤 8 kg、燃え残り燃料 0.31 kg を含む）フライト到達高度 = 3.5 km, 飛距離 = 5.5 km 第三部ユメミルチカラを取り戻そう夢って何だろう？  それは、「なりたい自分」です。  あんなこといいな、できたらいいな。  こういうことができるようになりたい。  こういうものを作れるようになりたい。  何故なら、それが好きだから。  「して欲しい自分」は、夢じゃなくて欲。夢を見るのは怖いですか？  もし夢が適わなかったら、辛い？耐え難い？  夢見なければ、適わない辛さを回避できる。  「夢見る力」を奪っているのは、恐怖。  辛いのは、自分の魂の救い方を知らないから。  魂の救い方を知っていれば、耐えられる。  耐えられるなら、怖くない。  「夢見る力」を取り戻そう。夢見ないと成長できない  記憶できるのは、心が動いている瞬間だけ  成長できるのは、心が動いている瞬間だけ  好きにならないと勉強できない  夢を見て心を動かそう  自分を変えたいなら、感情を変えよう  自分を成長させてくれる感情は、買ってでも手に入れよう人間は感情の動物です  感情が行動を決め、理性が行動を正当化する。これが人間の本質です。  正しい行動をするためには、正しい感情をもつ必要があります。  「なりたい自分」になるために必要な行動が有るなら、その行動をしたくなる感情を手に入れる必要があります。  感動＝感じて動く。心が動けば身体も動く。例えば、いやだ！と叫んでみる  なんのために生まれてなにをして生きるのかこたえられないなんてそんなのはいやだ！  なにが君のしあわせなにをしてよろこぶわからないままおわるそんなのはいやだ！言霊（ことだま）を選ぼう  口にする言葉は、感情を左右します。  感情は、行動を左右します。  行動の積み重ねが、あなたの人生です。  ということは、あなたの口癖は、あなたの人生を決めます。  夢に向かう言霊を持った言葉を選ぶと、夢に向かう人生を選ぶことができます。メンタルブロックを外そう        「できなくてもいいや」と思ったことは、できない。「理解できなくてもいいか」と思ったことは、理解できない。「解けなくてもいいや」と思った問題は、解けない。「オレ頭悪いし」と思っていると、頭が悪くなる。「考えたって無理」と思っていると、考えることすらできなくなる。自分の限界を決めているのは自分自身。個々人の能力差を決めているのは、個々人のメンタルブロックのレベルの差。  初めてならやってみよう。知らないなら勉強しよう。未来は今の延長上にある  ストレスの２大要因は、過去と未来  変え難い過去を見るとストレスになる  見通せない未来を見るとストレスになる  見通せて、変えられるのは、現在だけ  未来を見すぎてはいけない。今やるべきことさえ見えていれば充分  方向さえ見えれば、あとは歩くだけ第四部スペシャルになろう能力を何に使いますか？  夢に向かって心を動かし、能力を高めたあなたは、社会にとって貴重な存在です。  「スペシャル」とは、あなたにしかできない仕事が有る、ということ。  その能力を、何に使いますか？  その能力を要求している求人情報を就職情報誌で探しますか？  それで見付かるような仕事が、スペシャルですか？あなたがすべきことは、誰もやれと言わない。  高校や大学で学ぶ知識が役に立たない業種は存在しない。  「高校や大学でちゃんと知識を蓄えなかったから現在困っているのだ」ということにすら気付いていない人が社会の大半。  そういう人が、「高校や大学の勉強なんか社会では役に立たないよ」と言う。騙されてはいけない。  本当に必要な商品やサービスは何か、消費者は知らない。  本当に必要な仕事は何か、会社は知らない。  あなたがやるべき仕事は、まだ誰もやっていない。だから会社や社会は困っている。しかも、困っていることにすら気付いていないかもしれない。だから誰もやれと言わない。  あなたの能力と環境だからこそできる仕事が「スペシャル」志は、人を集めます。  サムライのココロと書いて、ココロザシ（志）と読みます。  志は、浮き世から少しだけ頭を上げて華を咲かせます。  華からの高貴な香りは、人を集めます。  集まった知恵と知識の交配が、新しい価値を生み出します。志は、人をワクワクさせます。  自分自身がワクワクしましょう。  他の人をワクワクさせましょう。ワクワクさせられた人は、当事者になります。  志は、浮き世離れしてる方がいいです。  自身が粉骨砕身しましょう。  自分をワクワクさせてくれた人が粉骨砕身しているのを見たら、助けざるを得ないのが人情というものです。社会から必要とされる幸せ  人は社会から乖離して生きることはできない．  社会から必要とされる掛け替えのない個人になる以上の幸せが、この世に存在するか？  大好きな人を笑顔にする。人生でこれ以上の幸せが有りますか？  世のため，人のための仕事．  人生に何を期待するか？  人生から何を期待されているのか？ままならない人生  予期していなかった進学先  予期していなかった職場  世のため，人のための人生   人生に何を期待するのか？人生から何を期待されているのか？  全ての出来事は最良のタイミングで起こる    と言えるかどうかは，その後の自分の行い次第．人生は何故自分にこの環境・立場を与えるのか？この環境・立場の自分にしかできないことは何か？「どうせ死ぬ人生」をどう生きるか      我々は人類という「種」を構成する「個体」。「個体」の寿命が短いほど、「種」の寿命は長くなる。個体が短期間で死ぬのは、種にとってとてもいいこと。個体は遺伝子を残して死ぬ。遺伝子に加え、社会を受け継ぎ、発展させ、後世に残すことができるのは人間の特権。  しっかり生きて社会を受け継ぎ、発展させ、引継ぎ、心置きなくちゃんと死ぬのが個体の義務応援される仕事をしたい！  内発的な衝動（やらずにおれん、やろうではないか）  社会づくりへの思い    どの社会のためにやるのかその社会をどうしたいのかその社会に思いを共有してもらえるか  全ての仕事は社会を発展させるために行われる。仕事とは全て社会づくりである。  社会を発展させ、我々の努力を次世代に渡すことにより、「社会を引き続き発展させていこう」と決意する次世代を育てる。