衛星「おおすみ」単語

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衛星「おおすみ」とは、日本初の人工衛星である。

概要

日本初でありながら、大学の付属研究機関にすぎない東京大学航空宇宙研究所(駒場にあった付属研究所。のちの文部省宇宙科学研究所JAXA研究本部へと発展する組織)の予算と人員で打ち上げられた、人工衛星
諸外における宇宙開発は「弾道ミサイル」の副産物であり、兵器として、威を示すために行われていたため、兵器転用を視野に含めない「おおすみ」と打ち上げロケット「L-4S」はまったく異色の存在と言える(後述)。

1970年2月11日13時25分、内之から L-4Sロケット5号機にて打ち上げ。
1970年2月12日4時30分、ヨハネスブルク局で観測された微弱な電波を最後に通信途絶、運用終了。

以降33年余り、地上から観測できる「流れ星」でありつづけた彼女※1)は、2003年8月2日05時45分、大気圏に突入。消滅した。

わずか15時間程度の運用で終わった彼女だが、その遺したデータは後継機開発のために利用された。

「おおすみ」の特徴

L-4Sロケット最上段(4段)である直径48cmの球形固体モーター+円錐台状の計器部から構成された。

全長:約1m
質量:4段(燃焼後質量)14.9kg+計器部8.9kg

と小柄である(世界初の人工衛星スプートニクは質量84kg)。
搭載機器は

など。

衛星自信の加速度温度・ビーコン波を送信するのみ、観測機器等はし。

これらの機器への電供給のため、 - 亜鉛電池(容量 5AH)を搭載。
30時間の稼働を想定して設計されていたこの電池は、ロケットモーターの断熱が不十分であったため消耗。15~16時間程度の電供給を行った(正確な時間は判っていない)。

計器部重量の軽減、あるいは日本宇宙開発の伝統

のちのISAS(文部省宇宙科学研究所)も各セクションでグラム単位の割り当て質量争奪戦を繰り広げていたが(質量が多い=自分の機器がいっぱい積める、である ※3)、初代人工衛星の「おおすみ」も搭載計器質量に悩まされた一機である。

この点については、井上三郎氏の原文を引用しよう。

当時もミッション達成上,第4段計器部の重量に厳しい制限が加えられた。
マグネシウム材料とする軽合を用い,金属ケースは最小限度にとどめ,わずかに高周波部と電池の気密保持にのみ使用された。テレメータ送信機の既製の筐体ドリルで多数の孔をあけて(1号機と2号機のみ)減量を図るなどポッテイング,コネクタ,ネジ1本に至るまで重量の管理を行う苦労もあった。衛星重量の軽量化はここから始まったと思う

・・・・・・軽量化への圧は、「おおすみ」時代からの伝統だったわけである。

打ち上げロケット「L-4S(ラムダ4S)」

ラムダロケット(以降Lロケットと略)は、観測用ロケットL-3Hをもとに開発された。
ラムダシリーズ(以降Lシリーズと略)では人工衛星を打ち上げる予定はなかったが、当時のロケット開発研究者によりL-3Hに補助ブースターと4段を追加すれば、『計算上は』人工衛星になることは分かっていた。この話がどこからか漏れ「Lロケット人工衛星を打ち上げることができる。」→「Lロケット人工衛星を打ち上げる。」と話に尾ひれがついてしまったようである。
当時の長期計画では後発機「ミュー(以降Mと略)」シリーズより人工衛星の打ち上げを行うことになっていて、Mシリーズ人工衛星を打ち上げる前提で基本設計がなされていた。しかし上記のような流れできてしまいL-3H(のちのL-4S)で人工衛星打上の模擬実験をすることとなった。
開発現場としては、高高度観測ロケットでしかないLシリーズ理やり人工衛星を打ち上げることについて、ある程度の失敗は覚悟していたようである。しかし1号機~3号機機連続失敗、テスト機(L-4T)条件付き成功、4号機失敗の途中で糸英夫博士が世論の批判を受け宇宙研を去っていくこととなる。

L-4S度重なる失敗は同時に進められていた人工衛星打ち上げ用ロケットM-4Sの設計に盛り込まれた。おおすみ打上の7ヶ後にM-4S 1号機が打ち上げられている。ただし1号機は失敗、2~4号機は成功。

Mシリーズと同様、全段固体モーターロケットエンジン)で構成されていた。
そして世界的にもしい、誘導制御装置を持たない「誘導方式」ロケットである。

特筆すべきは、4段の切り離しまで全シーケンスを導火線で動作させていたことである。
なので冗談抜きで、点火後飛びっぱなしのハイテク巨大ロケット花火なのである
つまり、カウントゼロと同時に全シーケンスの導火線(遅延イグナイタともいう)を同時点火、導火線の長さで動作タイミングを調整して、段間切り離し火工品動作・スピンモータ点火・エンジン点火などを行っていた。それまでただまっすぐ上がるだけのロケットであればそれで十分だった。 さすが方向への加速のタイミングを取らなくてはならない4段は点火タイミングを地上から送らなくてはならないため後述の方法が取られた。
 しかもMシリーズ中盤までこの方式だったらしい・・・・・・。温度差で導火線の燃焼速度微妙に変わる。そのため遅延イグナイタ・遅延イグナイタと使い分けていた。

こうなった理由は、当時の航空宇宙研に誘導装置の技術がなかったからではない。
社会党(のちの社民党)から「誘導ミサイルへの技術転用ができる」として物言いがついたためである(※2)。

ただロケットまっすぐ打ち上げても、周回軌への衛星投入はできない。
人工衛星を打ち上げる為には、どこかで法線方向へのベクトル追加が必要となる。
そのために必要となる、誘導制御装置という要素を封じられたのはつまり、手足を縛られたのも同然の事。

航空宇宙研は、しかし諦めなかった。
いナイ尽くしで何とかする」日本技術者の底は、この時点から発揮されていたのである。 

そして採用されたのは、姿勢安定を得る方法として:

  • 第1段は尾翼による的効果で安定させる(大気が十分に濃いため可となる)
  • 第2段は尾翼+スピンモーター(このモーターによるスピンで安定を保つ)
  • 第3段はスピンモーターで姿勢を安定させる
  • 第4弾は姿勢変更を行うためのデスンモーター(いったんスピンを止める)、リスンモーター(姿勢変更後にスピン再開し安定を得る)を搭載

また軌投入については、慣性で放物線軌に乗っている(=上昇を続けている)第4段に対し

  • デスンモーターでスピン停止、姿勢制御可とする
  • 姿勢制御装置で姿勢へ変更
    (あくまでも『姿勢』の制御であり、『誘導』ではない)
  • リスンモーターを作動させ安定させる
  • 放物線の頂点(=重力方向への移動は停止)で燃焼開始

するという、非常に手の込んだ方法。これがいわゆる「誘導重力ターン方式」である。

これほどまでに工夫を凝らし開発されたL-4Sであったが、1~3号機は結合・切り離し機構の不具合や上段ロケットの不点火のため、4号機はまさかの追突事故のため、宇宙に飛び立つ事は出来なかった。

だがLシリーズ実験機である以上、失敗によるデータの積み重ねも重要であったと言えよう。
これらの失敗をもとに、5号機は

  • 追突防止用の逆推進ロケット
    (第3段に取り付ける。切り離し後に第3段を逆進させないと、 第4段に追突するため)
  • 切り離しの時の距離および速度計測を搭載
  • 精密加速度計を搭載 

等、多くの良が加えられた。

日本ロケットの独自性と、おおすみ

軍事転用が可として誘導制御装置の開発に物言いがついたLであったが、日本ロケットはその最初から、武器転用は考慮されていない。
この点については、小惑星探査機「はやぶさ」帰還ブログツイッター@Hayabusa_JAXA)担当者、dV氏のご発言を引用しておこう。 

はやぶさ」を打ち上げたM-Vは、世界最高性の固体ロケット世界どのロケットがV-2ミサイルの技術を遠い祖先に持つのに対し、M-Vに連なる宇宙研の固体ロケットの系譜は純に学術的で独自に開発され、科学衛星の打上げに最適化された自慢のロケットです。

つまり、純宇宙すために生まれたロケットであることにご注いただきたい(※4)。

関連動画

おおすみ打ち上げ記念フィルムうp主に感謝!

記念フィルム以外の動画はあまりないのが非常に残念である。

以下はタグが付いておりませんが、「おおすみ」の姿が見られる作品ですので関連動画に加えておきます。

関連コミュニティ

参考資料

ISASニュース・浩三郎の科学衛星秘話【日本初の人工衛星「おおすみ」誕生(前編)】exit
ISASニュース・浩三郎の科学衛星秘話【日本初の人工衛星「おおすみ」誕生(後編)】exit
WikiPediaの記事(おおすみ)exit

※1:
慣習で"She"の三人称が用いられることから、ここでは「彼女」の表記を用いた。

※2:
北朝鮮中国に対する配慮をめたためであった。 

※3:
Mシリーズを擁したISASもまた、100gの搭載割り当てが奪い合いの対となる世界であった。
日本科学技術者の夢を全て載せて飛ぶためには、航空宇宙研ISASロケットは小さかったのである。
もうちょっと大きいロケットがあればなあ・・・・・・は「おおすみ」以来、機器開発組に共通する夢であったと言えよう(ここは負け惜しみと言われようとも、不屈の技術者魂にとってこの小ささが開発圧となり、 より良い機器開発へつながった点に着すべきであろう)。

※4:
フォン・ブラウンの開発したV-2とその系譜は、のちに宇宙用として発展した事も事実だが、元は対地攻撃用の兵器であった。つまり彼ら本来のターゲット宇宙ではなく、地べたである。
宇宙研固体ロケットは、最初から宇宙すために作られている点が大きく異なる。 
・・・・・とは言われているけど、実のところ高高度の記録をどんどん塗り替えるようにロケットを高性化していったら、いつの間にか人工衛星を打ち上げられるロケットができちゃいました。(テヘw

関連項目

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スマホ版URL:
https://dic.nicovideo.jp/t/a/%E8%A1%9B%E6%98%9F%E3%80%8C%E3%81%8A%E3%81%8A%E3%81%99%E3%81%BF%E3%80%8D

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衛星「おおすみ」

13 ななしのよっしん
2010/05/19(水) 20:13:43 ID: a1Rv5hL/dD
>>12
メーカーさんの関与度合い、研究の実務サイドには全く関係ないですからね。発注するかの違いでしかないので。
ぶっちゃけ、技術持ってるから頼むだけであって、メーカーに頼まれて研究方針が変わるわけじゃない。

そこで得られた技術をスピンアウトとしてどう応用するかは、メーカー次第(そして契約によります)ですけど。
14 KGN
2010/05/26(水) 07:32:09 ID: a1Rv5hL/dD
いわゆるネトウヨ的な表現はISASでも慎んできた歴史がありますので、過剰な表現の一部を削除させていただきました。
おっしゃりたい事は判りますが、先人の慎重さに習ったという事でご了承ください。
15 ななしのよっしん
2010/07/06(火) 16:43:18 ID: kXmCkNueZ2
このころから相変わらず社民党五月かったんだな・・・
16 ななしのよっしん
2011/02/11(金) 11:04:06 ID: PGSd/vI/l/
>ISAS_JAXA ISAS宇宙科学研究所
>【2月11日の出来事】 1970年 日本初の人工衛星「おおすみ」が打ち上げられました。
>「おおすみ」は4回の失敗を乗り越えて得られた念願の初衛星です。
>紆余曲折の経緯は、ぜひ宇宙研物語で。 http://bit.ly/hrHRBnexit
17 ななしのよっしん
2011/05/10(火) 22:31:15 ID: 6Rfh3yFfNI
>>sm2257811exit_nicovideo

こんな所にもいた
18 ななしのよっしん
2014/05/09(金) 23:22:53 ID: Ogz6E4dv0q
>>15
ただ、内之に射場を作る案が持ち上がって地元住民から不安が上がった時は
社会党国会議員が現地に出向いて「内之に作ろうとしている施設は軍事的じゃありません。純に学術研究です。私達も賛成しています」と説得に回ったんだよね。

以外に知られてないけどさ。
19 ななしのよっしん
2016/01/09(土) 14:01:21 ID: bAJDaX6aw1
>>18
説得増すなそれはw
20 ななしのよっしん
2016/02/29(月) 16:45:43 ID: +2ydwlWMnj
おおすみ
おおすみ
タイトル:おおすみ
Twitterで紹介する

21 ななしのよっしん
2018/11/29(木) 17:49:21 ID: WmLXr7ca4c
まあユーゴスラビアロケットを輸出したら向こうで武器転用されたっていうお粗末な話もあるわけではあるが
22 じょん・すみす
2020/09/12(土) 16:44:29 ID: nW18Ud+a58
ペンシルの燃料はバズーカに使われた燃料。
ベビーカッパに使われてた燃料は、桜花
加速ロケットを作る為に使われた機械
使ってたから、軍事と全く関係ない訳じゃない。

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