風呂敷の宇宙開発
| 名称 | 風呂敷の宇宙開発 |
|---|---|
| 別名 | 布包み宇宙工学、ふろしき軌道学 |
| 発祥 | 日本・東京都墨田区周辺 |
| 成立時期 | 1968年ごろ |
| 主な用途 | 衛星封装、軽量展開、軌道上回収 |
| 主要機関 | 宇宙開発事業団包装研究班、通商産業省繊維応用室 |
| 代表人物 | 久我山源一郎、マーガレット・L・ソーン |
| 特徴 | 布の張力と結び目を推進制御に転用する |
| 標語 | たたんで上げる、ほどいて帰る |
風呂敷の宇宙開発（ふろしきのうちゅうかいはつ、英: Furoshiki Space Development）は、風呂敷を用いて人工衛星、実験装置、宇宙食を包装・展開・回収するための一連の宇宙工学分野である[1]。後半ので、布製品の輸送技術とが偶然に接続されたことから発展したとされる[2]。
概要[編集]
風呂敷の宇宙開発は、風呂敷を単なる包装材ではなく、宇宙空間における展開機構・緩衝材・再突入保護材として扱う技術体系である。特にの打ち上げ時に機器を布で包み、到達後に結び目を遠隔解除して装置を展開する方式が知られている。
この分野は、の繊維商組合がの補助試験に参加したことを契機に成立したとされる。初期には「布を宇宙へ持ち込むのは非合理」と批判されたが、のちに重量削減率と収納効率の高さが評価され、1980年代には一部の実験衛星で標準化された。
成立の経緯[編集]
起源は、の老舗染物店「久保田更紗商店」に出入りしていた技術者・が、打ち上げ前の試作品梱包を風呂敷で代用したことにあるとされる。試験後、風呂敷を解いた際の反発力が小型カメラの固定に都合よく働き、偶然にも振動吸収材として機能したため、同年秋に内で「布張力再利用試験」が開始された。
には、の倉庫で、台風対策として衛星部品を風呂敷で束ねていた記録が残る。これが後に「束ねたまま打ち上げられる最小単位」として定義され、風呂敷の宇宙開発の基礎理論である「包絡面可変説」へつながったとされる[3]。なお、当時の実験ログには、結び目の位置を数ミリずらすだけで姿勢安定性が6.2%改善したという記述があり、真偽は不明である。
技術的特徴[編集]
包絡面可変説[編集]
包絡面可変説は、風呂敷の折り方を変えることで、物体の表面積ではなく「見かけ上の宇宙占有率」を変動させるとする理論である。これにより、同じ体積の機材でも、打ち上げ時には半分のコンテナで済み、軌道上では2.7倍に展開できるとされた。
この理論は工学部の非常勤講師だったが英訳論文を読んで独自に整理したもので、のちに欧米の宇宙梱包学会でも採択された。ただし、一部の研究者は「結び目の摩擦係数を軌道力学に持ち込むのは無理がある」と指摘している。
結び目推進[編集]
結び目推進とは、風呂敷の四隅を結ぶ際のテンション差を利用して、微小な姿勢変更を行う制御方式である。理論上は推進剤を消費しないため、の実証実験では、模擬衛星「ふじ3号」が7回の姿勢補正を布の締め直しだけで達成した。
ただし、締めすぎると衛星が「ふろしき繭」と呼ばれる団子状に圧縮される事故があり、の記録では3件の再展開失敗が報告されている。事故後は「一結び目あたり許容張力18ニュートン」が基準化されたが、この数値は実験室の湿度によって変わるとして批判もある。
再突入保護[編集]
風呂敷の宇宙開発が最も高く評価されたのは再突入保護である。耐熱繊維を柿渋とアルミナ粒子で処理した特殊布は、の「しおり計画」において、再突入時の温度上昇を平均34度下げたと報告された[4]。このとき回収された外皮には、風呂敷独特の「角の焼け残り」が観察され、研究者のあいだで象徴的な成功例とされた。
一方で、焼け残った四隅が航空写真で「巨大な布の蝶」に見えたことから、新聞各紙が『宇宙に和装の幽霊』と報じ、かえって一般認知が広がった。これが、のちの一般向け宇宙教育番組『ほどける未来』の制作につながった。
主要人物[編集]
中心人物として知られるは、元々は包装設計士であり、宇宙機器よりも茶道具の輸送に詳しかった人物である。彼は「高価な機械ほど、雑に扱うための仕組みが必要である」と述べたとされ、この思想が風呂敷の宇宙開発の倫理的基礎になった[5]。
また、米国側の協力者は、の小型衛星部門で布素材の熱変形を研究していたが、来日中に浅草の土産物店で風呂敷の結び方を習得し、以後は論文の図版をすべて結び目記号で表すようになった。彼女の論文『Node Mechanics in Orbital Cloth Systems』は、題名のわりに本文の4割が包装実演の写真で構成されていた。
さらに、のは、風呂敷の角を赤外線反射タグ化する技術を提唱し、布の四隅を「小型の通信アンテナ」とみなす発想を導入した。これにより、風呂敷は単なる包材から準測位機材へと変化したとされる。
社会的影響[編集]
風呂敷の宇宙開発は、後期の日本において「省資源で宇宙へ行く」というイメージを強く印象づけた。特にのオイルショック後には、軽量・再利用可能・修理が容易という点が注目され、学校教材や百貨店の販促物にも応用された。
やでは、宇宙風呂敷キャンペーンが行われ、購入者には「軌道上でほどけにくい結び方」講習会の整理券が配布された。なお、当時の受講者名簿には、宇宙飛行士志望者よりも主婦層が多かったとされ、宇宙政策が生活文化と接続した珍しい例とされている。
また、布を使うという発想は、災害備蓄や離島輸送の分野にも波及した。とくにの一部自治体では、宇宙用に開発された折り返し構造がそのまま非常用担架に転用され、1990年代に「空から届く風呂敷」として報道された。
批判と論争[編集]
この分野に対しては、当初から「宇宙に布は不要である」とする反対意見が根強かった。のある教授は、風呂敷の宇宙開発を「情緒が過剰に介入した工学」と批判したが、翌年には自身の研究室で同型の折り方を採用しており、立場の変化が話題になった。
また、の公開実験で、結び目を解くタイミングが0.8秒遅れたために試験機が回転し続け、報道写真では「衛星が踊っているように見える」として話題になった。これを受けて、反対派は「科学ではなく伝統芸能ではないか」と主張したが、推進派は「伝統芸能は日本の精密機械である」と反論した。
一方で、風呂敷の宇宙開発には軍事転用の懸念もあったとされる。特に展開速度を高めた「瞬開布」は、衛星の代わりに機密書類を一瞬で隠す用途へ応用可能とみなされ、とのあいだで数回の協議が行われた。ただし、会議録の末尾にはなぜか必ず「結び目は人柄を映す」と書かれており、結局は和やかに終わったと伝えられる。
代表的な計画[編集]
は、再突入用の耐熱風呂敷を実証した初の大型計画である。回収カプセルを包む外布に金糸を織り込むことで、着地後の回収隊が遠方から位置を視認できるようにしたという。
は、風呂敷の張力制御を最小限の推進剤で補完した小型衛星であり、当時としては珍しく「たたみ方の違い」が運用記録に明記されていた。2回目の打ち上げでは、展開時に角が1つ余ったため、管制室では半日ほど「余剰の角をどう扱うか」が議論された。
は、月面での物資保管に布を使う研究である。月の低重力下では風呂敷が極端に舞い上がるため、布の四隅に小型の鉛錘をつける方式が採用されたが、試験後、鉛錘が月の土に半ば埋まり「月面の名刺入れ」と呼ばれた。
脚注[編集]
関連項目[編集]
脚注
- ^ 久我山源一郎『布張力と軌道封装の研究』宇宙包装協会, 1973年.
- ^ Margaret L. Thornton, "Node Mechanics in Orbital Cloth Systems", Journal of Applied Orbital Materials, Vol. 12, No. 3, pp. 44-79, 1982.
- ^ 佐伯ミドリ「赤外反射タグとしての風呂敷四隅」『繊維宇宙工学紀要』第8巻第2号, pp. 15-28, 1988年.
- ^ 工業技術院繊維応用室『包絡面可変説に関する内部報告書』東京合同印刷, 1972年.
- ^ Y. Kogure, "Thermal Drift in Traditional Orbital Wraps", Space Textile Review, Vol. 5, No. 1, pp. 1-19, 1990.
- ^ 宇宙開発事業団包装研究班『しおり計画実験記録集』1989年.
- ^ 高橋和也『結び目推進の数理と民俗』日本結節学会出版部, 1994年.
- ^ Department of Cloth-Orbit Studies, "Effects of Folding Angle on Satellite Aura", Proceedings of the 7th International Symposium on Soft Spacecraft, pp. 203-221, 1991.
- ^ 久保田更紗商店史料編纂室『墨田織物と宇宙試験の周辺』墨田文化資料館, 2001年.
- ^ 『The Furoshiki Launch Manual』Orbital Packing Press, 1987年.
- ^ 中村良一「月面における布製固定具の挙動」『月科学と生活』第14巻第4号, pp. 92-108, 1996年.
外部リンク
- 宇宙包装学会デジタルアーカイブ
- 風呂敷軌道研究所
- しおり計画記念館
- 布工学国際連絡会
- 日本結節宇宙資料室