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折り紙と宇宙技術☆
2013.12.20｜shiozawa
日本の伝統的な遊び“折り紙”。
日本人であればだれでも一度は遊んだことがあると思いますが
このご時世、世界でも“ＯＲＩＧＡＭＩ”として認識させるようになってきました。
そんな折り紙ですが、“遊び”という枠を超えて、“テクノロジー”特に、“宇宙技術”にも利用されているようです。
そんな折り紙が利用された宇宙技術を紹介☆
■宇宙でも活用される「新しい折紙技術」
機械工学の技術者チームが、宇宙空間で放つときちんと大きく開く、低コストでコンパクトなアレイを設計するため、「折紙の数学」の専門家の知識を求めている。
米国ユタ州にあるブリガムヤング大学（BYU）のチームは、宇宙ステーションに電力を供給できるソーラーアレイ技術を開発している。
彼らは、ロバート・ラングが紹介する古くからある日本の「折紙（origami）」に関心をもった。ラング氏は数少ない折紙の専門家のひとりであり、折紙の数学や新しい折紙技術を研究している。
ラング氏は自身のウェブサイトで、折紙が、「Eyeglass」望遠鏡からエアバッグの折り畳みまで、技術の世界に大きく貢献できることを指摘している（同氏が折り紙の公理や新しい折り紙技術についてTEDで説明している動画を文末に掲載した）。
折紙は今回、直径25m、厚さ1cmというシリコンのソーラーアレイのインスピレーションになった。このアレイは、250kWの電力を発電する性能があるが、折り畳むと幅2.7mのコンパクト版になる。
現在は、広げると約1.25mになる試作機しかないが、チームはこれから数年をかけてこの技術を完成させる予定だ。
「折紙は、アンテナやソーラーセイル、さらには小惑星を捕まえるための広がるネットにも利用できるだろう」と、ラング氏は語る。
引用：Ｗｉｒｅｄ.jp
そう。
宇宙に運ぶにはコンパクトにしなければロケットに搭載できない。
宇宙に出て安定状態になったら、太陽光パネルだったり、太陽光圧だったりのエネルギーを得るために
大きな羽を広げなければいけません。
より大きい面積をコンパクトかつ、きれいに畳んだり広げたり。
その折り方は様々。
昔から有名なのは“ミウラ折り”。
その世界ではとっても有名です。
<ミウラ折り>
もちろん海外だけでなく、日本のＪＡＸＡでも利用されているようです。
■太陽の力で推進する宇宙ヨットIKAROS（イカロス） 2012.05.21打ち上げ>運行中
ソーラーセイル（太陽帆）は、超薄膜の帆を広げ太陽光圧を受けて進む宇宙船です。
ソーラー電力セイルは、帆の一部に薄膜の太陽電池を貼り付けて大電力発電を同時に行います。
この電力を用いて高性能イオンエンジンを駆動することで、ハイブリッド推進を実現し、効率的で柔軟なミッションが可能となります。
小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」（IKAROS = Interplanetary Kite-craft Accelerated by Radiation Of the Sun）では、帆だけで宇宙空間を航行できること及び薄膜太陽電池で発電できることの世界初の実証をめざします。IKAROSは、H-IIAロケット17号機によって金星探査機「あかつき」と相乗りで打ち上げられました。
●広くて薄くて丈夫なソーラーセイル
ソーラーセイルは、太陽光を十分に受けることができれば、燃料を消費することなく、宇宙空間を進むことができます。
このアイデアは100年程前からありましたが、帆の素材や展開方式など非常に難しく、近年になりやっと実用化の見通しがついてきました。IKAROSの帆は対角線の長さが20mもある正方形で、厚さはわずか0.0075mmのポリイミド樹脂です。
帆の膜面には、薄膜太陽電池だけでなく、姿勢制御デバイスや理学観測用センサも搭載されています。
この薄くて軽いソーラーセイルの膜面は、IKAROSの機体をスピンさせて、その遠心力によって膜面を展開し、展張状態が維持されます。膜面先端には、おもりが取り付けられていて、膜面の展開・展張をサポートします。展開は2段階に分けられ、本体側面に搭載された展開機構によって1段階目は準静的に、2段階目は動的に展開します。
この展開方式は、ブーム等の支柱を用いないため比較的軽量で、膜面が大型化しても適用することが可能です。
引用：ＪＡＸＡ
<「ソーラー電力セイル」展開方式>
１．先端の重りを分離
２．一次展開
３．二次展開
４．完成
引用：こだわりアカデミー
で、この折り紙を利用した宇宙ヨットは世界初でギネスブックに載ったようです。
■「IKAROS」世界記録に認定！ 2012.11.30
この度、小型ソーラー電力セイル実証機「IKAROS」が世界初の惑星間ソーラーセイル宇宙機として、また搭載していた2つの分離カメラDCAM1とDCAM2が世界最小の惑星間子衛星として、それぞれギネス世界記録TMに認定されました。
写真左：森治 IKAROSデモンストレーションチーム長
写真右：澤田弘崇 開発員（DCAM開発とりまとめ担当）引用：ＪＡＸＡ
折り紙の技術は、宇宙だけでなく身近な所にも実はたくさん応用されているようです。
折り紙という二次元の世界を３次元へと変換できる小さな宇宙。
まだまだこれから応用されるであろう無限の可能性を感じます。
それにしても、折り紙を最初に思いついた人はすごいなあ。
ありがとうございます。
