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1日10分、宇宙時間をテーマに毎日お届けしております宇宙話。
今回は、未来の通信技術を支える開発を加速させる技術。
これが宇宙開発から出てきた、そんなお話をしていきたいと思います。
みんなが使っているスマホ、今最新の通信は5G、そして次の世代は6Gと言われています。
この6Gの開発、今猛スピードで進んでいる中で、この開発を加速させる技術がなんと宇宙開発から出てきた、そんなお話を今回はしていこうと思っております。
宇宙から身の回りの技術が支えられてくるっていうところ、なかなか目の当たりにすることないと思うので、このあたりをしっかりお話ししていこうと思っております。
ぜひ最後までお付き合いください。
ささき寮の宇宙話
2023年8月19日始まりました、ささき寮の宇宙話。
このチャンネルでは、1日10分宇宙時間をテーマに、天文学で博士号を取得した専門家の寮が、毎日最新の宇宙トピックをお届けしております。
本日でエピソードが1045話目を迎えるというところになっておりまして、まあ1040いくつとかすごい数になってるんですけど、基本的には1話完結でお話ししておりますので、気になるトピック、気になるタイトルからぜひ聞いていただけたら嬉しいです。
前回は、見えない火山を探すっていうところで、宇宙の果てを見抜く目を使って火山を探す、そんな研究だったりとか。
その前は、山あり谷あり放送室っていう、僕がポッドキャストアワードを受賞した、その時にベストウィル・ウェルビーイング賞にノミネートされていた番組とのコラボっていうようなところで、最近は結構バラエティーに富んだエピソードが多いんじゃないかなと思うので、好きなところからぜひ聞いていただけたら嬉しいなと思っております。
ということで、今回はどんなところお話ししていこうかなっていうところなんですけど、めちゃめちゃ身近なところになるんじゃないか。そんなところで、今スマホの通信使ってますよね、皆さん。
これポッドキャスト聞くときにまさにスマホ使っていて、みんなのスマホはだいたい4G、5Gっていうところになってると思います。
今最新の通信は5Gなんですけど、その先である6Gとか、ビヨンド5Gって言われるような領域で使われる通信、この通信性能を上げるための研究に使える技術っていうのが、なんとこれ、宇宙開発から生まれてきた。そんなお話をしていきたいと思います。
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これはね、やっぱり宇宙開発っていうのは何事もチャレンジなんですよね。何事もチャレンジの中で新しい技術っていうのもどんどん生まれてきて、最終的にはその技術っていうのは宇宙に留まらず、いろんな分野で使われていくっていうところが特徴として挙げられます。
例えばこれまでもロケットの技術が普段の僕たちの生活に応用されていたりとか、それこそそういう話、あれですね、この間元日本代表のサッカー選手だった内田篤人さんのYouTubeに、僕が宇宙を教えるっていうような立て付けで出させていただいたタイミングでも、宇宙開発の技術が応用されたものってどんなのがあるんだろうっていうクイズ出させてもらったりとかね。
それこそ断熱材が靴底に使われていたりとか、こういう折り方をすると紙は丈夫になるっていうような人工衛星の太陽パネルの折り方だったりとか、あとは衝撃を抑えるためのアルミ缶の加工技術とか、そういったところの話させていただいているので、内田篤人、宇宙とかで調べてくれたら多分出ると思うので、ぜひ皆さんチェックしてみてほしいなというところはありますね。
そんな感じで、今までも宇宙開発の技術っていうのが僕らの日常生活に降りてくるっていうことは比較的よくあったんですけど、今まさにそれが行われようとしているっていうところってなかなか見なくないですか。
これもそうだったんだじゃなくて、これが宇宙技術で変わるかもしれないっていうところを知れるのは結構面白いタイミングかなと思って、今回は国立天文台とかが研究開発をしていたある材料の測定方法っていうところがまさにこれ、今後のBeyond 5G、6Gっていうところの開発に貢献していくんじゃないかっていうそういう研究紹介させていただいています。
今回どんな研究が行われたのかっていうところで言うと、通信とかそういう電子機器とかに最近よく使われる物質っていうのに絶縁体と呼ばれるものがあります。
絶縁体、簡単に言うと電気の通さないものですね。絶縁体。円を絶する体だから絶縁体ですね。で、この絶縁体の電気的な特性を測るための解析技術っていうところが宇宙開発をもとに向上していった。そんなお話を今回はしていきたいと思います。
今回の研究は国立天文台と情報通信研究機構っていうところが共同開発した、まさにこの絶縁体の電気的な材料の特性っていうのを計測するための技術の開発ですね。
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電気を通さない絶縁体っていうものに対して電圧をかける、つまり電気をぐーって通そうとすると、それの間をどうやって電気が無理やり通ろうとするか。例えばゴムとかって通さないみたいなイメージあるじゃないですか。
本当に完全に通さないかっていうとそんなこともないんですけど、じゃあ電気を通そうとしたときに強い力を当てたらどのぐらいから電気が通るようになるのか、みたいなところっていうのが実は結構最近の電子機器としては非常に重要な性質なんですよね。
きっとエンジニアリングとかやられてる方とかだったら結構このあたりは詳しかったり、物理学科とか出てると、僕物理学科卒なんですけど、そういう研究よくやったりするんですよ。有電率を調べるってね。そういった研究に関連する今回のお話です。
そういった有電率を測定するっていうような方法で、今までメジャーに使われていたものがちょっとどうしても不便すぎるというようなところの課題があって、国立天文台と情報通信研究機構はこれまでずっと研究を行ってきました。
どういうことかっていうと、今まではこの有電率っていうものを求める方法として2つの手法がありました。
1つは共振機法って呼ばれるもの。共振機っていう、共振させる、揺らすっていう意味ですね。その共振機っていうものに何か測定したい物質を入れて、それで観測するって方法なんですけど。
もう1つが自由空間法って呼ばれる比較的ラフな研究設備の中で物の有電率っていうのを測定することができるっていう2つの方法があって、この共振機法についてはものすごく精度が高く精密に計測できるっていう特徴があって、かなり使われている。
その一方で材料をその機械の決まった大きさの機械の中に入れて、なおかつ共振機法と呼ばれる方法を適用させるためのサイズに加工しなければいけない。精密加工する必要があるんですよ。
っていうところで、この加工がものすごく大変なんですよね。1個1個を高精度の加工が必要になる加工に入れてってやると、例えばこれからどんどん物を量産していくだったりとか、いろんな望遠鏡を作る5Gの技術をどんどん減少していきたいっていうスピードをこの加工技術のせいで阻害されてしまうんですよ。
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精度が高い分精密な検査が必要で、精密の検査をするためには精密な加工が必要。こんなことをずっとやっていたら、今後の研究開発のスピードが遅れてしまうっていうところの危惧がずっとあった。
けど、これ以上に精度高く研究結果を出してくれる方法がなかったと。で、これでじゃあ自由空間法って呼ばれるもう一つの研究方法はどうなのかっていうところで言うと、これは精度がめちゃめちゃ悪いと。
本当に。ラフにやるからその分ラフな研究しか出てこないというようなところでかなり困っていた。で、具体的には測定値はなんとなく出るんだけど、誤差がものすごく大きかったりして、これじゃあ使い物にならないなっていう。
こういう測定とかって、僕本当に数ナノメートルとか数十ナノメートルとかっていうような分厚さの研究とかっていうのをしたことがあるんですよ。10ナノとかですよ。10ナノとか100ナノとか。
で、これどんぐらいかっていうと、原子1個乗ってるか乗ってないかみたいな。そんな研究をしてたことがあって、そういうのを何か望遠鏡とかっていうのを開発してたんで、それの上に積み上げていく。
つまりその表面を原子1個分とか2個分とかで表面に薄い膜を作るっていうような研究をしてたことがあって、それの時とかも本当にすごい細かい作業をするんですよ。で、しかもそれを測定するのにもものすごい時間がかかるっていうような感じで、
このね、なんか全て決められた、そして精密加工をしなきゃいけないっていうところの大変さっていうのは、僕は今までの研究で本当に身に染みてわかっているというか、だからこそこんなことやってたら研究のスピードっていうのは確実に落ちるっていうところも実感としてわかるんですよね。
だからなんとかしてやっぱ新しい方法を見つけたいっていうのが、研究者のモチベーションとしては全然あったと思うんですよ。で、そんな中で、で、しかもこの技術がもし改善されると何がいいのか、そしてなんでこの技術を開発するのに国立天文台が参加しているのかっていうところなんですけど、国立天文台は普段望遠鏡の開発とかもしてますね。望遠鏡の開発。
今回はタイトルに5Gとか6Gの話したけど、本当は国立天文台はもっと早く望遠鏡の開発をしたいんですよ。望遠鏡のセンサーとか、そういったところに使われる技術をどんどん開発していって、新しい望遠鏡の精度をどんどん上げていきたいと思ってるんですよね。
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ただ、さっき言ったみたいに、とにかく計測が間に合わないせいで、そこがボトルネックになって研究がなかなか進まない。そうなっていたから、じゃあそこをどうにか改善したいっていうところでゴリゴリゴリゴリ研究をして、この方法だったらどうだ、この方法だったらどうだっていうのをやりまくったと。
その結果、これまで精密測定しなきゃいけなかった共振規法って呼ばれるのに匹敵するような精度の観測方法っていうのが今回確立されたっていう研究結果が国立天文台から出ていたっていう話ですね。
その誤差が非常に大きくて、ラフに観測するとラフな結果しか出なかった自由空間法っていうのを用いながらも、その誤差をこれまでの100分の1程度に低減することに成功して、本当に精密測定したのと同じぐらいの精度の観測結果っていうのを得ることに成功したというような研究結果になってるんですね。
これによって、例えば、チリの赤玉砂漠、アタカマ砂漠だったかな、やばい、どう忘れちゃった、っていうチリにあるアルマ望遠鏡っていう、このポッドキャストでも何度も成果を紹介している本当に地球上にある望遠鏡で一番目がいいと言っても過言ではないような望遠鏡なんですけど、
この望遠鏡に使われる受信機のレンズの材質の測定っていうのも成功して、精密実験と同じぐらいの結果が得られたっていうところが今回かなり注目度を集めている研究結果として公開されてきました。
そうすると、今までどうしても測定に時間がかかって止まってしまっていた望遠鏡の受信機の開発だったりとか、引いてはそこで使える技術っていうのはそのまんま今後5GとかBeyond 5G、6Gっていうのを開発のこの通信機器、ミリ波、テラヘルツタイを使う新しい通信機器の開発っていうところにも使われて、
なおかつその開発スピードをぐんぐん上げることができるっていうところがかなり特徴として上がってくる面白い研究になっているので、これからまさに今開発された技術っていうのが僕たちの生活を支える新しい技術を開発してくれる、
そしてそのスピードを一気に上げてくれる、そんな研究結果かなと思って、今回はちょっと宇宙っぽくないんだけど、宇宙の研究がそのまま僕たちの身の回りの生活改善に役立ちそうっていう、そんな研究を紹介させていただきました。
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ぜひですね、こういう研究、面白いなと思ったらコメントとかいただけたら、なるべく身の回りに近い宇宙技術とか紹介していきたいなと思っているので、ぜひコメントいただけたら嬉しいです。
このニュースはね、多分僕他で取り上げてるの見てないから、ここでしか聞けなかった話になってるんじゃないかなと思います。ぜひ楽しんでくれてたら嬉しいです。
ということで、本題は以上にしていきたいと思います。
ぜひですね、このポッドキャスト毎日更新してますので、そちら聞いていただきたいのと、もう一つ僕がやってるポッドキャストチャンネル、隣のデータ分析屋さん、皆さんデータ分析どうしても必要って言われるタイミングあると思います。
そういうところを少しでも抵抗感がなくなるような話を楽しくできたらなっていうところで、僕前データサイエンティストやってて、今データアナリストっていう仕事をやってたりするし、相方も友達なんですけどデータサイエンティストやってて、結構陽気にふざけながらハードルをかなり下げていろいろ喋ってるんで、試しに聞きに来てくれたら嬉しいなと思っております。
宇宙話のリスナー少なすぎます。お願いします、来てください。
ということで、今回の放送は以上にしていきたいと思います。
今回の話も面白いなと思ったら、お手元のポッドキャストアプリでフォロー、フォローボタンの近くにあるレビュー、ぜひよろしくお願いいたします。
番組の感想や宇宙に関する質問については、ツイッターのハッシュタグ宇宙話、または概要欄にあるお便りコーナーだったり、スポティファイのQ&Aコーナーからじゃんじゃんお寄せいただけたら嬉しいです。
過去に放送したエピソードとかでも、質問じゃんじゃん飛ばしてくれて大丈夫です。
全部聞いてないからコメントできないなとかは気にせず、ガンガンコメントください。
それではまた、明日お会いしましょう。さよなら。
