2019.03.19

「月面探査に想いを馳せるエンジニアの夢」
~対談:JAXA若田理事×トヨタ寺師副社長~

宇宙飛行士のJAXA・若田理事(左)とトヨタ・寺師副社長
宇宙飛行士のJAXA・若田理事(左)とトヨタ・寺師副社長

月を走る

アポロ11号のアームストロング船長が、月に降り立ってから50年。今あらたに、月や火星を目指す、「宇宙探査計画」が世界中で活発に議論されている。

3月12日、東京・虎ノ門ヒルズにて行われた国際宇宙シンポジウムにおいて、これまでJAXA(宇宙航空研究開発機構・ジャクサ)とトヨタの間で、水面下で検討が行われてきた「有人与圧ローバー」の概要が公表された。

「ローバー」とは月面走行車のことであり、「有人与圧」とは車両内部を人に適した気圧に保つことで、飛行士が宇宙服を着る必要を無くすというものである。このプロジェクトは2030年代前半での本格的な月面探査を目指している。

ここでは、トヨタ自動車副社長の寺師によるプレゼンテーション「国際宇宙探査への貢献」の全編を紹介する。また、JAXA理事で宇宙飛行士の若田光一氏と寺師とのトークセッションの模様もお伝えする。

エンジニアの夢

国際宇宙探査への貢献

みなさんこんにちは。トヨタ自動車の寺師でございます。日頃はクルマの話ばかりしているものですから、今日はJAXAさんのシンポジウムということで、若干アウェイ感があって少し緊張しています。

さて、我々が初めて宇宙との関わりを持った時のことをご紹介します。この写真は、2012年スペースシャトル・エンデバー号が引退をする時、ロサンゼルス空港からカリフォルニア科学センターへ輸送するという際に、その道のりの一部を我々が(我々の車両が牽引車として)引っ張らせて頂きました。テキサスで作っているタンドラというピックアップトラックだったのですが、一定の短い距離ではありましたが、非常に光栄な仕事をさせて頂きました。

当社は、創業以来、社会の為、人の為に、役に立つ事を成し遂げたい、という理念を持っております。今回、人類の活動領域を広げる月面という環境条件の下で、このようなプロジェクトに参加させて頂くことは非常に光栄でありますし、まさに「エンジニアの夢」ではないか、と考えております。

ローバと探査活動1

現在、JAXAさんから頂いた色々な条件をもとに、机上で検討している段階ですが、このローバーがどのようなものか、簡単に紹介したいと思います。この絵は、イメージ図でございます。最終的には色々な条件が入ってくるので、これからどんどんと変わってくると思います。トヨタのクルマはよく「ダサい」と言われますが、このローバーは比較的かっこいいなと思っておりまして、ぜひ次のランドクルーザーには、この辺のデザインを使いたいなと思うんです。(笑)

月面探査のミッション実現にあたり、ロケットやゲートウェイをはじめ、様々な機器が必要になってきます。その中でトヨタが貢献できるのは、やはり人が乗る自動車、ローバーの部分ではないかと思います。そこでローバーの実現可能性を色々と検討させていただきました。月面を6週間に渡って走行しなければいけない、内部は人がスーツを脱いで普通に生活できる事、空間の広さは分かりやすく言うと、4畳半ワンルームよりも少し小さいぐらい、外側はマイクロバス2台分より、少し大きいぐらいのサイズ感になります。

ローバと探査活動2

今回のミッションは、42日間でトータル1万kmの走行が必要になります。走行に充分なエネルギー量を確保するために、トヨタの次世代の燃料電池を搭載しようと考えています。水素を1回満充填にすることで、1,000km走りたいと計画しています。月の昼間は、地球の2週間、夜も2週間と聞いていますが、太陽光発電と蓄電も行いながら、走行以外の機器操作にはそういうものを使いたい。そしてクルーを安全に確実に目的地まで送り届ける為に、過酷な環境下でも充分な走行性能や、クルーを助ける自動運転機能が必要になってくると思います。

5大陸走破

ここで少し、映像をご覧頂きたいと思います。トヨタは、世界中のお客様にクルマを提供し使っていただいております。我々は2014年から、「5大陸走破(従業員自らが世界中の道を走るプロジェクト)」というものを行っています。改めて道を知ることによって、道が人を鍛えて、その鍛えられた人がクルマを作るという理念であります。道なき道を長い距離移動される方、途中でクルマが故障したり、荒れた路面につかまって動けなくなってしまうと、命に危険が及ぶようなお客様もいらっしゃいます。

そのようなお客様に、私達のクルマが持つ品質、耐久性、信頼性を選んでいただけるように日々努力を続けております。地球上と月面では環境が全く異なりますけれども、この品質、耐久性、信頼性を確保してきた考え方そのものが、今回のローバーの開発にお役に立てるのではないかと思います。

5大陸走破について説明する寺師副社長
CASEとの応用

また、昨今よく使われておりますCASEという言葉がございます。従来の品質、耐久性、信頼性をリアルの技術に例えるのであれば、CASEの中の自動運転、人工知能、コネクテッドなどは、バーチャルの技術と考えることができ、月面を走破するには、このリアルの技術とバーチャルの技術の総合力が必要ではないか。地球上と比べるともっともっと厳しい環境下ですから、今回のプロジェクトは、この総合力をさらに鍛えて要求を満足するようにしたいと考えています。

燃料電池(FC)1965年以降、有人ロケットの電力源

ここからは、トヨタが貢献する技術の中でも燃料電池について少しお話したいと思います。燃料電池は新しい技術ではありません。 1965年頃のジェミニ計画以降、アポロ、スペースシャトルで、水素及び燃料電池は、エネルギー源として使われています。

ここで燃料電池の仕組みを少し見て頂こうと思います。ご存じの方もおられると思いますけれども、燃料電池は水素と酸素が反応する事で電気を生み出し、その結果、水だけを排出します。水素も酸素も気体なので、タンクに入れておけば、エネルギーを長い間保存したり、輸送したりする事ができます。

燃料電池(FC)の性能表

同時に燃料電池はリチウムイオン電池と比べてどうなんだろう、ということを色々と検討してまいりました。一般的には軽くて小型にできる事が特徴なのですが、我々のエンジニアが今回のミッションに向けて、必要な航続距離を確保するためにエネルギー量を計算したところ、燃料電池はリチウムイオン電池の質量が5分の1ぐらい、容積も20%ぐらい小さくできる事が分かりました。

ローバの燃料電池(FC)

今回は、燃料である水素や酸素は地球から輸送します。タンクを交換することによって、ずっと走っていくことになるのですが、発電によって排出される水は、冷却水や飲料水にも使用することができます。今回のミッションのエネルギー源として、燃料電池は様々な意味で最適なエネルギーではないかと考えます。

月での燃料電池(FC)イメージ

さらには、もし、今回のミッションで月に水の資源が見つかって、将来その水資源を活用することができるとすると、宇宙で安定的にエネルギーを蓄えて活用する、太陽光で作った電気と水で電気分解をして、酸素と水素で蓄えて、それをもって発電をして利用し、そこから出てきた水をもう一度戻す。生活用水に使ったり、また電気分解に使ったりする。

我々トヨタにとっては、水素社会をつくるひな形になるのではないかなと。この観点でも今回のミッションの意義を感じまして、ぜひ貢献したいと考えています。我々は、持続可能なモビリティ社会を実現する為に、水素と燃料電池は不可欠なものだと考えて、普及につとめています。

これまで培って来ました燃料電池の技術は トヨタの商品として提供するだけでなく、色々なモビリティや駆動ユニットにも活用できると考え、多くのステークホルダーの皆様と一緒に協業を進めていきたいと考えております。

ステークホルダーとの連携・協力

そして今回、そこに宇宙開発も加わりました。宇宙開発は高度な技術力が試される「道場」でもありますし、なおかつ、クルーの皆様が必ず生きて帰ってきてもらわなくてはならないという、厳しいミッションと感じております。今回、JAXA様からこのお話を頂き、強いリーダーシップを発揮頂きました。そのもとで、チームジャパンの一員に加えていただいたことを、本当に感謝しておりますし、ぜひ我々もしっかりチャレンジしていきたいと思っております。
ご清聴ありがとうございました。

若田氏と寺師副社長のトークセッションの様子

プレゼンテーションに続き、若田氏と寺師副社長のトークセッションが行われた。ここでは、そのトークセッションからいくつか話題を紹介したい。

トヨタと宇宙事業のかかわりは古い?!

若田

ではこの写真をお願いします。

日本の車に牽引されるスペースシャトル・エンデバー
若田

素晴らしいですよね。私もテレビで拝見しましたけれども、懐かしい日々の思い出がよみがえります。スペースシャトル・エンデバーですが、日本ですと、毛利宇宙飛行士や土井宇宙飛行士も搭乗しておりまして、なじみの深い宇宙船なんですね。

私も1996年と2009年の2回スペースシャトル搭乗させて頂いて、初めての飛行では、日本の実験観測衛星を捕まえて、帰る時もこのスペースシャトルで帰ってきました。本当に我々にとって特別な縁の深いもので、それを運ぶ非常に重要なミッションで、日本の車がエンデバーを牽引している姿を見て、日本人として非常に誇りに思ったのを覚えています。

寺師

これが最初のプロジェクトだという話をさせて頂いたんですが、実は若田さんにトヨタも関わらせて頂いたきぼうロボットプロジェクトでも、ロボット宇宙飛行士KIROBOと一緒に宇宙に行っていただいたという…

若田氏の国際宇宙ステーションでの1コマ
若田

そうなんです。2014年、私が国際宇宙ステーションのコマンダーを担当させて頂いたときにKIROBOとお話しさせて頂いたんですが、世界で初めての試みで、宇宙飛行士がロボットの宇宙飛行士と話をするという貴重な経験をさせて頂きました。トヨタさんとは、宇宙で縁があったのかなと感じております。

寺師

今回の件は、お話を頂いて始めたというわけではなくて、うちの若手のメンバーがぜひ宇宙の乗り物をやりたいという中、少ないメンバーでやっていて、情報交換している間にこうやってお話を頂いて、今日の話になった…。実際は去年から、共同で検討させて頂いていまして…。

普通に働いているメンバーよりも、このプロジェクトをやっているメンバーは楽しそうなんですよね。これからメンバーが増えていくと思うんですけれども、社内公募すると、とんでもないことになるんじゃないかなと思っていまして。どうやってチームを作るか今頭が痛いところです。

若田

ありがとうございます。JAXAチームの方もトヨタさんと一緒に、高い品質、信頼性を持っている皆さんと一緒に仕事ができることを誇りに思っています。「はやぶさ2」がリュウグウにタッチダウンする映像を日本人として誇らしく思いました。

そのハヤブサ2に代表されるような無人探査の技術、それから国際宇宙ステーション「きぼう」、補給機「こうのとり」、そういった有人宇宙活動で培った様々な技術、信頼性、無人の宇宙技術と有人の探査、そういった技術の組み合わせ。その組み合わせによって、今後のターゲットが月であったり、火星であったりという風に展開していくわけです。

JAXAのビジョンということで、2040年代そういった時まで踏まえて描かせて頂いていますが、その中で与圧ローバーというのは重要なミッションとして位置づけられております。トヨタさんも数十年先を常に見越して様々なことにチャレンジされていると伺っておりますけども...

寺師

特に環境問題では2050年ぐらいを一つの目標にやっておりますし、今回頂いたお話も2029年、10年後ですね。ただ10年後というのはそんなに先の話ではなくてですね、例えば車の開発でも、1サイクルが大体4年ですから、特にこういう新たな領域で行くと、10年あっても足りないくらい、色々なことを検討する必要があるかなと思っていまして。是非これからも一緒にスピードを上げてやらせていただきたいなと思います。

若田

先ほども紹介させて頂きましたけれども、このミッションの構想ということで、2029年以降のシナリオなのですが、ここで紹介させて頂いた月面のローバーというのが、共に未来に挑戦するトヨタさんとJAXAの接点であるのかなと思っております。

有人宇宙活動=安全性・信頼性、人間が月に行って必ず健全な状態で帰ってくるというそのために非常に高いレベルの安全性・信頼性が必要であると。それが第一の要求に掲げられるわけですよね。

また、放射線環境、温度環境など月面の厳しい環境の中で、何千キロも走破するミッション。それは非常にチャレンジングな目標だと思いますけれども、それを実現する為にエネルギー効率に優れている燃料電池の技術であったり、トヨタさんの技術全体に、我々は大きな期待を持っているわけです。オールジャパンとして、そういったところで一緒に仕事ができればなと思っております。

トークセッションでの若田氏

水素の可能性、マイナスエミッションとは

寺師

先ほど5大陸を走って、道を学ぶと言いましたが、たぶん6大陸目の一番厳しい条件を、僕たちはこれから取り組んでいくということになります。今回ご提示いただいた要求性能に対して、まだ机上段階ですが、3つくらい大きなポイントがあると思っています。

一つは、水素・FCの技術。長距離の移動だとか長い夜にも対応するためには、電源として使える水素の技術を磨きあげていかなければいけないということ。

二つ目が、道路の舗装もされていませんし、路面がどうなっているのか、月面がどうなっているのか。起伏も分かりませんので、いかにそういうところを走破できるかという信頼性。

三つ目は、自動運転機能。今、自動運転をやろうとすると、センサーとか、カメラとか、ライダーとか、色々なものをつけているんですが、それを一回地球に送って戻してくるというこの時間差は自動運転にとっては致命的ですので、自律走行でできるような自動運転の機能を持たせなければいけない。

月面でそういったことができるのか(という点は)、とても難しいハードルになるのではないかと思います。けれども10年後のミッションを見据えて、沢山のマイルストーンがありますが、一生懸命着実に検討を進めたいと思っております。

先ほど出たように、水素社会を一つの画として描けるのではないかと思っています。検討中の月面ローバーは、燃料の水素や酸素は地球から前提ですが、いずれは現地(月)で調達をして、水素ステーションみたいなものがあればとてもいいなと思うのです。

若田

そうですね。各国がそれを目指して、2020年代の前半ですが、この水資源の利用を目指す。そのための月の極域の探査ミッションが各国で計画されており、日本もそういった計画を推進しているところです。その後、2020年代の後半に、水資源から水素と酸素を分離して活用するための実験も検討され、進められていくのではないかと思っています。

ですから寺師さんがおっしゃられたように、将来は、最初は水素と酸素を持っていく燃料電池、スペースシャトルのようなものですが、将来月面での水資源を活用して、そこから水素を取り出して使い、生活であったり、移動したりするために必要なエネルギーとして使っていくとことが当然想定されます。

寺師

つまり、月面で、地球よりも早く水素社会を作ることができればいいと思うんですよね。

若田

おっしゃる通りです。本当に水、氷というのは非常に貴重な資源です。月、その先には、我々は火星が有人活動のターゲットになってくるわけですが、モビリティ含めて、循環型のモビリティシステムが必要だと言えると思います。

そのためには、この分野は日本でも企業、アカデミア、大学さまざまな機関が研究開発を行っているわけですから、水素に関する技術であったり、知見といったものを結集する必要があるのかなと思っております。トヨタさんは地上ではすでに、水素の活用の拡大について非常に力を入れていらっしゃると理解しております。

寺師

最近よく電気自動車と水素の車、どっちがいいんだ、という議論がされているので、簡単に説明しますと、基本的に電気自動車というのは、「バッテリー」、「モーター」、それをコントロールする「パワーコントロールユニット」の3点セットなんですね。

(電気自動車は、)外から電気をもらって電気を貯めるのでバッテリーが沢山いると。燃料電池というのは、基本的にその3点セットは一緒で、自分で水素を使って発電して走る。ですから燃料電池車も(実は)電気自動車なので、エネルギーによって、使い方を変えればいいというのが、基本的な考え方。必ずしも「水素だけで走る」、「電気だけで走る」という違いではなく、基本的に同じなのです。

(ちなみに)FCVというのは、空気をきれいにするというのは若田さんご存知ですか。

若田

ちらっと聞いたことしかないのですけれど。

マイナスエミッション:吸気より排気がクリーン
寺師

MIRAIは空気を吸い込み、フィルターを通してきれいにし、そこから酸素を取り出して水素と結合させて走るんです。実は、排出するのは、水と残りの空気なんですが、フィルター機能をつけていますので、PM2.5を吸い込んで排出する時には、圧倒的にPM2.5が減っているんですよね。

つまり、空気清浄器みたいな働きをしているんです。この機能をもっともっと活かせれば、クルマが排出している窒素酸化物や硫黄酸化物もきれいにするという機能を付与できます。だからCO2はゼロエミッションなのかもしれませんけど、大気を汚染する物質については、水素のクルマは、この言葉がいいか分かりませんが、「マイナスエミッション」みたいな働きがあると思っています。次のMIRAIでは、今やっているPM2.5だけでなく、窒素酸化物や硫黄酸化物も吸引できるような車にしたい。ぜひ、普及させるために、自分たちが車を提供するだけではなく、色々な形でモビリティの動力源として使っていきたいと思っています。

せっかくなので、若田さんにお話しを聞かせて頂きたいのですが、若田さんは日本人で初めてISS(国際宇宙ステーション)のコマンダーも務められたと理解していますけれども、宇宙飛行士にとって何が(そのなかで)大切なのでしょうか。

トークセッションでの寺師副社長

ホームプラネットで取り組むことが大事

若田

ちょうど4、5年前に宇宙飛行士のコマンダーを担当させて頂きました。宇宙開発においては競争、協調のバランスが重要なのかなと。チームが一つのベクトルを目指して向かっていくということが、必要だと思います。

クルーがロシア人、アメリカ人、ヨーロッパ人、カナダ人、そういったチームで我々やっていますけれど、チームの成果を最大限に出すためには、和の気持ちというのはとても大切なのかなと思います。特に閉鎖環境、月や火星ではこういったチームワークは大切なのかなと。

寺師さんも、これまでクラウンなどでプロジェクトマネージャーを経験されていますが、自動車の開発においても同じようにチームワークというのは不可欠なんじゃないかなと思います。

寺師

自動車の場合はだいたい3万点ほどの部品があるんです。けれども、部品の7割は仕入先さんから調達していて、自分たちでやっているのは3割くらいなんですね。色々な方々と協力して初めてクルマはできる。

今回もタイヤはブリジストンさんに色々教えて頂いたり、仲間で作り上げていく。これまでは「ホームタウン」とか「ホームカントリー」とか、地域とか(といった考え)がありました。しかし、月から見ると地球は一つ。ですから、まさに「ホームプラネット」ということで、みんなで協力するのが大事だなと思います。

若田

まったく同感です。今日のテーマ、チームジャパンということでお話しさせて頂きましたが、「ホームプラネット」という精神を大切にして、取り組んでいく必要があり、仲間を地球全体に広げていく必要がありますね。オールジャパンで力を結集し、それをもって国際貢献をしていく取り組みが必要だと思います。