小ネタ

　どんどん普通のラジコン飛行機に近づいてきた感じが。

　オムロンも協働ロボットとかを売ってるのに、自(系列)社製品を使わずURを使ってるんだ。会社のWebサイトでもURがちらほら写り込んでいる。

　しかし、調理の自動化の方向性としては、なんだかなぁ。

　宇宙サミット 台湾企業“来年にも大樹町でロケット打ち上げ”｜NHK 北海道のニュース

　MOMOもしばらく打っていないここ数年、北海道のロケット関連の話題はだいぶ久しぶりな感じが。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/sicejl1962/23/1/23_1_49/_pdf

　1984年提案のNAL-NASDAの月探査機。

　この当時は米露の月探査が終わって、いろいろ調べたいこととかが残りつつ月探査には一区切りついた頃。サイエンス面(太陽系や地球の形成)以外にも、月の資源の豊富さとかが見えてきて、人口増加で地球だけでは将来的にどうなるかわからない、といったあたりで「人類百年の計」として月開発をするべきだ、それにあたって日本で探査機を作るならどんな設計になるか、みたいな感じの話。当時は低緯度地域の情報しかないので、極軌道を主眼に。その時代だから、酸素は酸化物の形で存在しているけど、水素は月では得られない元素としてあげられている(炭素も)。

　1987年1月打上げを想定し、H-I(液体2段+固体1段+SRB)で質量677kg(ドライ467kg)を方位角90度前後で打上げ、200kmのパーキング軌道へ載せて、t+23m頃に固体モータを吹いて月遷移軌道へ、t+109hで月極軌道(i=90°)へ投入。4スキューMWとか2液推進系とか、当時の科学衛星としてはだいぶ欲張ったデザインな感じがする。H-Iのスペック(LEO2.2t)に対して探査機(0.68t)がだいぶ軽いのが謎い。

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjsass1953/5/47/5_47_336/_pdf/-char/en

　1957年の資料。IGYの米計画について(ソ連の計画はこの時点で資料がないため)。書かれたのはスプートニク打上げ前かな? 8月か9月のあたりか。

　ヴァンガード1号は翌’58年に打上げられたけど、この資料中では太陽電池は否定的な書き方。運用時間が200時間を超えるのであれば太陽電池のほうが有利かもね、くらいな感じ。宇宙線とかの影響が未知なので、酸化銀電池とかを使うべきでは、あたり。ヴァンガード計画で予定されている観測機器の話とかが色々。

　最後に有人宇宙飛行の話題も。有人宇宙飛行は不可能だとする派閥と、可能だとする派閥があって、後者によると「1970年までには実現する」だそう。まぁ、アメリカの軌道投入ロケットの惨憺たる状況からするとそんな予測になるか……

https://www.jstage.jst.go.jp/article/jjsass1969/26/289/26_289_120/_pdf

　スペースシャトルの概要。1978年なので、STS-1の前のものだけど。空力特性とかいくつかグラフがある。当初の予定では’80年から’92年までに572回(平均年47回、定常運用で年60回)の飛行を予定していた(実際は’81年から2011年までに135回、年4.5回と予定より1桁少ない)。

http://seisan.server-shared.com/21/216-2.pdf

　人工衛星の追尾に関する話題。「SLRを日立他が開発中」みたいな話が出てくるから、68年頃かな。

　シュミットカメラに関して「測定精度は現在、他のどの方法よりも優れているとされているが、夜間は追尾ができないし、また昼間でも天候に左右されるのが最大の欠点である」と紹介されている。昼夜逆じゃねって気がするけど、本当に昼間に衛星追尾できたんだろうか? F値1の光学系でシャッタースピードコンマ何秒なんて青空でも飽和しそうだけど。

　最後の方に、京都大学で開発した、4x8素子のビームフォーミングの話が書いてある。利得16dBで、1.25度/秒で振れて、走査範囲は±30度(最大70度)まで。曰く、十字形ダイポールアンテナを並べて、これを回転させることで移相する。三菱電機のREESAアンテナとほとんど同じ方式。人工衛星の軌道観測にも成功しているそうだ。ビームフォーミングにしては駆動速度があまり早くないが(例えば同時期に内之浦で使われていた18mアンテナはAz3dps、El1dps程度、ロケット追尾用アンテナを基準にしていいのかはさておき)、パラボラと違ってスケーラブル(面積を増やしたければ素子を増やせばいい)なのが利点かな。そこまで簡単な話じゃないだろうし、面積を増やせばその分角速度は落とす必要があるだろうけども。あと、この頃の大型アンテナは油圧サーボ(18mアンテナはディーゼルエンジンで油圧ポンプを駆動)で制御しているので、システムがだいぶ複雑になる。まぁ、32素子の角度制御も複雑ではあろうけども。20年くらい後なら作りやすいだろうけど、60年代に数十組の角度制御とかどんなシステムになってるんだろうか。

　IEICE Trans - 十字形ダイポールを用いた飛しょう体追尾アンテナアレイ

　有料の論文なので要旨しか読めないけど。

https://repository.kulib.kyoto-u.ac.jp/dspace/bitstream/2433/212031/1/ykogk00113.pdf

　’66年の博士論文(上述の論文と同じ著者)。これも要旨のみだけど。

　’64年に136-137MCの4x8のアレイアンテナを試作し、これを4分割して合成し、和差信号を得ることで自動追尾も行える。

　この手のアンテナの場合、和差信号を得るためのビームは、例えばパラボラアンテナみたいに機械的に位置関係が固定されたアンテナと違って、ビーム幅やビームの離角を可変できそうだけど、そういう使い方ってできるのかな?

　REESAってニュースリリースでは「新方式」とのことだけど、原理としては50年以上前からあったんだな。素子(十字ダイポールかヘリカルか)とか帯域(VHFかX帯か)とかデザインに違いはあるにしろ。あとは結合方式が違うか。REESAの、円偏波アンテナを回転させるビームフォーミングは’64年に作られているし、円盤内で径方向に給電する方式(最近だとPLANET-CとかHaya2のHGAみたいなやつ)は’89年にBSアンテナ用で市販されていたらしいし、REESAの要素技術は結構古い。それらを一つにまとめて成立させたのがREESAの新しいところなのかもしれないけど。

/* REESA、2020年頃の商品化を目指すって話だけど、その後の続報全然聞こえてこないな */

https://www.jstage.jst.go.jp/article/itej1954/24/5/24_5_333/_pdf/-char/ja

　1970年。フェーズドアレイの色々な方式の解説(十字形ダイポールに類する方式は無し)。バトラーマトリックスだったり、給電方式の違いだったり、空間給電とか、いろいろ。スピン衛星のデスパン用アレイとかも。

　ターンスタイルアンテナアレイでビームフォーミング、VHFと言っても多素子の八木を2軸で振り回すわけではなく、1mくらいの針金を1軸で回すだけだから、地面に金網を敷いて、適当な杭で高さを稼いで、サーボモータに針金をつけて、みたいな感じで作れそうな気がする。それを6x6個とか並べて、TV用の分配器で結合。トラッキングは行わず、1本にまとめて使用(追尾はTLEのオープンループで)。通常のサーボだと回転角のリミットがあるから3倍とかに加速するギミックを作って、ついでにアンテナとかケーブルの重さを支えつつ、簡易的な防水(多少の雨くらいでは壊れない)の構造に。結構安く簡単に作れそうな気がする。

　TLEなんてCortex-M4Fクラスがあれば計算は楽勝だし、あとはIOエキスパンダを何個か並べてやればいい。サーボ数十個分の電源はちょっと厳しいけど、例えば6Vの鉛蓄電池を置いておいて、金網の下に太陽電池を何枚か敷いておくとかすれば良さそう。

　しかし、安く、とはいっても、1素子2千円としても7万円くらいいくから、遊びで作るにはかなりの値段になる。他にも電装系が色々必要になるし。NOAA APTを受信するには水平近くが見えないのがちょっと厳しい。設置面積がそこそこ大きい(30畳くらい)のもネック。10万円弱出せば衛星用のローテーターが買えちゃうんだよな。クッソ重いローテーターを乗せるタワーとかまで含めたらだいぶかかるだろうけど、それでも水平線まで見える利点もあるし。

　VHF用のターンスタイルアンテナアレイを機械的にビームフォーミングする方式はあんまり旨味がなさそう。L帯あたりだと取り回しやすい大きさだったり、安価な小型サーボが使える利点があるけど、このあたりの帯域には受信して面白いLEOはなさそうな気がする。1.7GHzあたりまで上がればHRPTがあるから、アンテナサイズ的には取り回しやすいけど、SDRで扱いづらい周波数なのでちょっと厳しそう。高周波回路まで作るなら、1.7GHzをUHFあたりまで4本パラレルで落とすダウンコンバータを作って、それぞれ100kHzくらい離して、SDR1本でまとめてサンプリングして、ソフト的に和差信号を作ってフィードバック、とかはできそう。いずれにしろ、かなり難しそう。

　月の石は基本的にすべて通し番号で管理されているわけだけど、写真を撮る際にいちいち紙に書いたりするのは面倒なので、ダイヤル式の表示装置を使っている。ダイヤル側面に爪がついたタイプのデジタリスイッチっぽいけど、数字の下の丸はなんだろう?

　Razerのマウス、一部のサイドボタンが反応しなくなったので、デバイスの再起動とかサイドパネルの着脱とか試したのだが解決せず、ポゴピンとその相手をIPAで拭いたところ、復活。Razer君さぁ。。。

　GWT、サイドミッションの大半を残しつつ、収集アイテムのほとんどを残しつつ、エンドクレジットまでプレイ時間24時間弱くらい。シナリオ上しょうがないとはいえども、メインミッションクリア後も某建築物にたどり着けないのはちょっとマイナスポイント。

　GWT、一番ホラゲーらしい演出は、サイドミッションの小学校かな? 何を基準にするかにもよるけど。

「バカとナントカは高いところが好き」の諺のように僕も高いところが好きなわけで、例えばGRBPではヘリコプターを乗り捨ててスカイダイビングに興じたりしていたわけだが、GWTは高層ビル等はあるけど、滑空できるスキルが時間制限なのがもったいない。高層ビルから数秒の滑空じゃただ落ちるのと同じ。もう少し優秀な滑空スキルか、あるいはメインミッションクリア後にショップで何らかのアイテムなりスキルなりを買える、みたいな遊び要素が欲しかったな。リアルに再現された東京を自由に(滑空だけとは言えども)飛び回るのはそれはそれは楽しいはずなのだが。それこそ東京タワーの先端からベースジャンプとかやりたかった。

　深宇宙局、DNSとかMDSSとか、典型的には惑星公転面(e.g. 水星、金星、火星、小惑星帯、etc.)を想定して設計しているはずだけど、黄道面脱出軌道を想定した場合に運用上の制約が発生したりするんだろうか? 追尾に関しては地球自転が支配的だろうからあまり支障はないだろうけど、例えば元々放射することは想定していなかった方向へ高出力RFを出すのでそのあたりの調整が、とか。似たような話はH-IIB#2のあたりでちょろっと話題になった気がする。

　黄道面脱出、サイエンス側の要求が少ないのがつらいところな感じが。単に高ΔV推進系の実証を行うのであれば、例えばDESTINY+とかOKEANOSとか、惑星なり惑星間なりのサイエンスを載せて設計できるけど、黄道面脱出はせいぜい太陽観測か黄道光の影響を防ぐくらいしか相乗りし辛いから、工学実証ミッション単体でプロジェクトを立ち上げなきゃいけない。予算に厳しい昨今だと工学ミッションだけでプロジェクトが通るかというと…… そうなるとどっかの富豪の遊びで、みたいな方向性に持っていこうにも、火星遷移軌道に粗大ゴミを投げ捨てるほどの話題性はないだろうし。

　事の発端は、恒星間ミッションで高Isp/超長寿命なスラスタがほしい、その軌道実証として黄道面脱出に使おう、と空想していたんだけども。結局、軌道平面の中で使うのが一番予算取りやすいのかなぁ。

　黄道面脱出の実証ミッション、単に黄道面を出るだけなら通信距離は最大2au程度を想定しておけばいいだろうし、熱環境もそんなに厳しくない(惑星間ミッションみたいに太陽距離が大きく変動しない)とか、バスシステムだけ考えるならあまり厳しくなさそう。太陽観測の場合は前例がないという意味で理学実証になるだろうけど、とはいえ観測できれば実用衛星として運用したいだろうから、地上局のウインドウも多く割り当ててほしいだろうし、となると地上局の数(MDSS1局体制)はどうにかしたいところ。かといって増やすって話にもならないだろうし。太陽観測に使うならNAOJが主導するだろうから、電波天文に使っている皿を何枚か改修してダウンリンク取れるように、みたいな感じになるのかな。

　比較的剣呑でないシステムで恒星間をやろうとすると、崩壊熱を熱電対で電圧に変換して推進剤を電気加速する、みたいな方向性になるのかな。もう少し効率のいい方法があればいいんだが。大規模にやるなら大量の水を含んだ彗星を恒星間宇宙船に改造する、みたいな方向性もあるんだろうけど、さすがに規模が大きすぎるから、1発目の系外星系探査ミッションに使うには厳しい。逆にソーラーセイラーみたいな方向は、向こうに着くまで通信等が一切行えないから、熱の維持(比喩的な表現)が難しい気がする。エネルギー元を内蔵していれば巡航中も通信を維持できるから、広報的に有利。それに、途中で壊れたとしても、どこで壊れたかをほとんどリアルタイムで把握できる。向こうに到着して太陽電池でシステムが起動して通信を送ってくるまでの数十年(or数百年)ずーっと音信不通で待つ、みたいなことにならない。しかし、数光年届くような送信機ってそれだけで結構推力出そうな気が。。。

　テグスとニクロム線を使ったワンショットのワイヤーカッターみたいな機構、だいぶ苦戦している。おそらく荷重10kg程度(安全を見込むならある程度の衝撃を含めて5kg未満)くらいなら作りやすそうだけど、今回は30kgを超えているので、締結するのが難しい。太いテグスだと固くて結べないし、細いテグスを束ねると1本切れたら連鎖して一気に切れるから信頼性の維持が難しい。

　テグスは結構伸び率が高くて、しかも延びた分だけ細くなるから、圧力で挟むような構造は厳しい。テグスの耐荷重に対して大幅に少ない負荷であれば細くならないから、扱いやすい太さのテグスを選ぶと負荷は10kgとか5kgとかそのあたりになる。

　今回は3Dプリンタで構造を作って、しかも構造的な自由度が少ないから、例えばワイヤーカッターの優先度を高くして構造設計を行うとか、あるいは金属で構造を作ったりすれば、もっと大きい荷重を設定できそうだけど。

　ニクロム線は0.3mmくらいのやつ(工作用に市販されているやつ)を有効長10mmでNiMH(単3エネループ)2本でちょうどいい感じ。3A前後流れて真っ赤に赤熱して1秒か2秒でテグスを切れる。NiMHが重いのであれば500mAhくらいのLiPoでもいいだろうし。

　負荷は体重計で重さを測っているけど、試しに(だいぶ久しぶりに)体重計に乗ってみたら、驚きの体重。さすがにここまで体重が増えているとは思わなかった。予想していたよりTNT換算100-200メガトンくらい重い。

　体重を直接書きたくない人はジュールあるいはメガトン(ギガトン)で換算しよう。大抵の人は直感で理解できなくなる。体重を隠そうとしてギガトンになるのは本末転倒な感もあるけど。質量1kg相当のエネルギーをTNTで換算すると21.5メガトンくらい。化学反応がいかに効率が悪い物か。。。参考までに、ツァーリボンバが設計値100Mtくらい。

　ちなみに、ジュール換算だと1kg*c^2で90ペタジュールくらい。人間の体重だと数エクサジュールくらいか。10^15とか10^18なんてスパコンくらいでしか聞かないようなスケール。

　理系の人間が合コンに行ったら、体重はジュールで、身長は秒で、年齢は14Cで、みたいなことになるんだろうか。「私の年齢は99.689％、身長は6.000ナノ秒、体重は5.84エクサジュールです」とか。理系つっても幅が広いからな。理論物理をやっていて、かつ場がしらける冗談を言うような人間…… 理論物理やってる人間なんてだいたい後者は当てはまるか(偏見)。その年齢、君の年齢じゃないだろ……

　Q. 理系院生に質問：恋と愛の違いは?

　A. 時間が遅くなるのが恋、時間が止まるのが愛。時間が遅くなるのと止まるのとでは地平線の彼方ほどの差がある。

　時間が止まったらそれはBSSとかのジャンルになってしまうのでは。。。

　理論物理学のラブコメとか作れそうですね。本家はもちろんアインシュタイン大先生。決マネがそんな感じだったか。