宇宙開発技術→地球上の問題を解決する

例えば「WWW(ワールドワイドウェブ)」は、組織内の連絡を容易にしようとしたCERNの素粒子物理学者たちが開発した。また「Wi-Fi」は、オーストラリアの電波天文学者たちが、爆発するブラックホールから放出される電波のパルスを検知しようとして発明したものだ

想像する以上に多くの発明が、専門分野の研究ではなく、他の用途で開発されたテクノロジーを偶然応用したことから生まれているそしてその多くは宇宙関連に端を発するものだ。失敗に終わった欧州宇宙機関(ESA)の惑星探査ミッション「ダーウィン」のテクノロジーもそのひとつで、最近、ドイツの風力発電機の騒音問題の解決につながった

頓挫した太陽系外惑星探査プロジェクト「ダーウィン」

10年前、ニコラス・ロイクスは、太陽系外惑星探査のために設計された望遠鏡を使用するESAのプロジェクト、「ダーウィン」のためにハードウェアを開発していた。太陽系外の惑星を探すのは困難な作業だ。惑星の周りの星が明るすぎるため、光が打ち消されてしまうからだ。プロジェクトでは、ヒトの体毛の1,000分の1以下というnm幅の範囲で精確に並べられた鏡を使い、この問題を解決しようとしていた。そのため、わずかな振動があるだけで、はるか遠くの像をとらえることはできなくなる。

そこでロイクスの出番となった。彼の会社「Micromega Dynamics」は振動防止技術を専門としている。振動はあらゆる産業技術にとって悩みの種であり、それはカートリッジから7色の像を吐き出すプリンターから、整然と配列された鏡を要する宇宙のミッションにまで及んでいるロイクスは他社と共同で望遠鏡用の特別なアクチュエーターを開発した。このアクチュエーターはスプリングのような動きで振動を打ち消し、ダーウィンの鏡を安定させるものだった

このテクノロジーは成果を上げたが、2007年、ESAは費用が高すぎると判断し、ダーウィンミッションは棚上げとなってしまった。ESAやNASAのような組織は数十年単位で行動計画を立てているため、多くのミッションが、新技術の長年の試行や何百万ドルという投資にもかかわらず中止となってしまう。

昨年、ロイクスはドイツに拠点を置く風力タービン会社からアプローチを受けた。この会社は、ブレードから出る騒音を減らす必要に迫られていた。ドイツは風力タービンに厳しい規制をかけている。1台のタービンに許される最大の音は、〈約30m離れた芝刈り機〉と同様のレヴェルに設定されている

またタービンの〈音程〉についても細かい苦情が来ることがある。唸るような低音よりもきしむような高音が嫌われる。風の強い日には、同社のタービンブレードがギアを回転させ、風を電気に変える。しかし回転するギアの歯は互いにぶつかり合い、振動し、嫌な音をたてる。そしてタービンの構造によって、きしみ音が増幅されてしまう。

問題解決のため、この会社は堅牢な振動防止テクノロジーを必要としていた。そしてそれはダーウィンで用いたのと同じような解決策だった。「新たな条件に規模を合わせ、対応させるだけでした」とロイクスは語る。ダーウィンでの経験のおかげで、彼の会社には基本的な枠組みがすでに揃っていた。振動防止のためのシミュレーションツールにエンジニアリングツール、電子機器などである

「数週間で、数MW(メガワット)の風力タービンのための振動防止システムを考案し、設置することができました。ダーウィンの経験がなかったら、おそらく2年はかかっていたかもしれません」とロイクス

「科学者が『このようなものが欲しい』と言い、エンジニアがそれに取りかかりますが、予想よりも費用がかかってしまうことがよくあります。そこでわたしたちは立ち戻って、安価な装置で試してみるのです」と言うのは、別の会社でダーウィンの振動防止テクノロジーに取り組んだエンジニアのテウン・ヴァン・デン・ドゥール。「しかしそれでも、そのテクノロジーは有効です」

天文学者はなぜ星を研究するのか

緊急の科学的課題のために開発されたある技術が、まったく異なる分野に使用される、というこのような例は何も新しいことではない。

ロイクスは、かつて高名な天文学者に「実際に訪れることができないと分かっていながら、なぜ星の研究を続けるのか」と問いかけた人間がいたことを思い出す

天文学者は、「もしエンジニアに、コミュニティのために何か面白いものをつくってくれと頼んだら、それは失敗するでしょう」と答えた。「でもエンジニアに星を観察してくれと頼んだら、そのような大きな課題のために発明した技術は、常に応用されてコミュニティのために役立つことになるでしょう」

ダーウィンのテクノロジーは地球外惑星を探すためのものでしたがその目標のために使用された技術が地球上の問題を解決したのです」とロイクスは語る。「非常に高度な問題を研究するためにツールを開発し、そのテクノロジーを風力タービンによる現実的な問題に応用したのです。(そうした応用があることは)予想はできません。ただ、必要なときにそこにあるものなのです」

参考WIRED.jp 2015.07.07

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