ニンジャサットの特徴と活躍
【1日10分宇宙時間】をテーマに毎日お届けしております、宇宙ばなし。今回は引き続きニンジャサット特集というところで、今回のゲストは
武田くんに来ていただいてます。 武田くんは、ニンジャサットの天体観測を行う
検出機の部分を開発した、今、博士課程の2年生の学生になります。 実は僕が理研の研究室にいた時に、研究室で一緒だった子でもあって、
で、検出機について今回はいろいろ説明してもらったりとか、 あとはそこにニンジャサットっていう人工衛星作る中に学生として参加しているっていうのが
どんな感じなのかみたいな、そんなところをお話ししてもらってます。 で、まぁ今回のこのエピソードは、このポッドキャスト親御さんの世代も聞いてくれてるし、
あとは高校生、大学生も聞いてくれてるので、まぁそのキャリアの参考になる部分だったりとか、そういう目線でも聞いていただけたら面白いかなと思ってるし、
あとはやっぱりニンジャサットっていう小型衛星の特徴の中でどういう活躍をしている人がいるのか、
そしてニンジャサットの化学成果を左右する検出機、どんなものなのか、そのあたりをがっつりお話ししてもらいますので、ぜひ最後までお付き合いください。
検出機の開発とガスの重要性
はい、ということで今回はスペシャルゲスト会というところで武田くんに来ていただいてます。よろしくお願いします。
よろしくお願いします。 コロナで後半はあんまり研究室で会えてなかったから
賞味4年ぶりぐらいの感じもちょっとあったけど、今回ニンジャサットの中だとどんな部分を担当している状態ですか。
ニンジャサットに載せるX線を検出するための装置があるんですけど、主に我々ガスマルチプライアーカウンター、GMCっていうふうに呼んでるんですけど、その検出機の開発を主に担当しています。
学部生の頃からずっとやってるよね。
えっと学部生の頃はちょっと違う検出機、X線の変更を測定するやつを1年間やってて、
はい、でニンジャサットプロジェクトがスタートしたのが2020年、僕がM1の頃だったんですけど、その最初のタイミングから入らせてもらってっていうような感じですね。
ちょうどそうだね、俺が理研に入ったのが2018年、
で、博士の3年の時が2020年だから、そのタイミングだ。コロナ中にいきなり
研究室に3Dプリンターとか
はいはいはい。 いきなり搬入されてきて
で、なんか衛星作っていくからみたいな。 えーみたいな。いつ上がるんだろうと思ってたらめちゃめちゃ早かったっていう。
急でしたよね、本当に。 ね。
そこからすごいスピードで開発が進んで、だって今2023年だから正味3年半ぐらい。
で、打ち上げまで行くっていう。
そうですね、まあそこは多分それなりにまあ超高画体勢なんで、まあ短期間で開発できる、というかまあ短期間で開発しないといけないっていう
ところで、はいすごい頑張ったところでありますね。 えげつないスピード感だよなぁ。そもそもじゃあ今回担当している
GMC、ガスマルチ、なんだっけ? ガスマルチプライヤーカウンターですね。
で、何をできるものなのかって説明してもらっていいですか?
基本的に僕たちが観測したいのはブラックホールとか、まあ中性子星とかからやってくる、まあX線がやってくるんですけど、そのX線を
検出してどのタイミングでX線が来ましたかっていう情報と、あとどういうエネルギーでしたかっていう情報
っていうのを検出したいっていうのがざっくりとした目的ですね。
で、まあちょっと詳しいこと言うと、X線とガスを使ってガスとの間の高電効果っていう反応を利用して、それを僕たちが処理できる電気信号に変えてあげて
最終的にはまあそれを記録して、地上に降ろすというような流れです。
飛んできたX線をガスに、なんか待ち構えておいたガスに当てて、そこの反応を見てどんな光が入ってきたかを確認するってことだね。
そうですね、その通りです。
それのこう、GMCっていうのは何だろうな、例えば今このポッドキャストでもめちゃめちゃ大々的にやったのがクリズムの特集だったりするんだけど、
そのクリズムに乗ってるような検出器とかと、今回のGMCとっていうので違う部分ってどんなところにあるのかとかってあります?
違う、そもそも検出器、クリズムの方はガスを使ってない半導体検出器がメインだと思うんですけど、
僕たちはそれと違ってガスを使っているっていうのが大きな違いで、ガスを使うメリットはすごい安く作れるんですよね。
安くて、しかも温度を多分下げる必要があるんですけど、クリズム衛星の検出器っていうのは。
そういうのが必要ないっていうのがガスのメリットで、超小型衛星なんで結構リソースが限られるんですよね、その電力だったりとか、そもそも衛星大きくできないんで、
冷却する装置乗せられないとか、なんでそういった限られたスペースで、だけどX線検出するための、
検出効率みたいなものを上げるためにはガスっていうのは結構最適配であるっていうところで、
確かに。クリズムだってもう設計寿命がそもそも冷却機の蒸発しちゃう寿命に左右されるみたいなところで決まってて、液体酸素だったかな。
ガスの選定と研究の苦労
液体酸素、窒素。窒素は酸素なんですか?確か。で、それがあるからだんだん蒸発してっちゃって、結局冷却に、本格的な冷却ができるのは2年間ぐらいっていう話で寿命が決まってたけど、
そういう、まあそもそも大きい装置もつけれないし、なおかつ扱いがしやすいっていうのがガス検出機だなって。そうですね。
でもX線の、このX線天文学の進化していく中で、初期の初期ってガスだったよね。そうですね、はい。
多分佐々木さんもよく使われていたマキシとか、マキシ衛星とかも、あれもガス検出機ですし。
そうですね。最初はガスから基本的にはスタートしてますね。で、まあ半導体主流になってっていうこの、半導体もなかなか手に入りづらい
世の中になっている中で、ガスだったらいけるなっていうのもあると思うんだけど、
初期の頃、X線天文学だいたい60年とか歴史あって、
まあ未だにガスのやつ使われてるのあるけど、まあ半導体に移行していく中で、まだガスでできることってたくさんあるなっていう見込みが立つから、
ガス使うっていう側面もある。 まあそうですね、
やっぱり半導体いいところとかエネルギー分解の方がすごくいいっていう面があると思うんですけど、やっぱりまあコストが上がる。
高いよね。はい、僕らのその衛星のコンセプトはやっぱりその小さいんですけど、
小さいんだけど、超小型衛星の中ではこのガスをうまく使うことによって、
衛星の検出能力を上げてるんですよ。サイズ小さいながらも可能な限りその小さなスペースで、
有効面積っていう言葉をよく使うんですけど、大きくすることが今できているっていう感じですね。
まあなんか光を集める能力をどんどん上げれるってことだね。
理研にいた時とかに、何のガス使うかっていう選定もしてたよね? 確かに。そうですね。初期の頃。はい、その通りです。
それを多分すごい印象に残ってて、 その研究室での定例とかで、このガスだとこうなって、このガスだとこうなって、みたいなのを
なんか すごいいろんなパターンシミュレートしてた気がしていて、
なんかガス不可って思ったんだよね。 いやー、そうですね。
全然組み合わせとかでも変わりますし、 ガス品質機なんで、そこが要っているところはどういうガスを選ぶかが性能に結構大きく効いてくるっていう。
そのガスの選び方で、さっき言ってたその就効能力みたいなののその有効面積も変わるし、 あとは今回ブラックホールとかを中性指定とかを観測したいっていうモチベーションがあったら、
その天体に対してこのガスの組み合わせがめちゃめちゃいいみたいな、 調合が結構重要になってくるみたいな、そういう感じだ。
そうですね、見たい自分たちが観測したいエネルギーに合わせて、 ガス何を使うかっていうのを選ぶっていうのが重要ですね。
そもそもX線が飛んできてもその反応なかなかしないガスっていうのもあって、 放電効果を起こさないガスっていうのがあって、
ただ僕たちは可能な限りそれを集めたいから、 このガス使いますとか、そのあたりが。
あんなにガスの話ばっかりしてる、やっぱなんか研究者って変だよなって。
いや、結構苦労したところではあるんですけどね。
あの時は、 修士の1年生の時?
えっとガス、そうですね、修士1年生の後半ぐらいはずっとその話をしてましたね。
そうだよね、あの時はもうなんか自分で調合したらこうなるとかって、 結構なんかもう自在に操ってる感あったのか、
いやもうわかんねえ、どうすりゃいいの?みたいな状態だったのかというとどっちになる?
最初の方は全くコツが、コツというか何もわからない状態でした。
最初、もともと使おうと思ってたガスっていうのがあって、
それがマキシっていう、もうすでにISSに打ち上がって活躍しまくっている衛星に使われている キセノンとCO2って2つの混合ガスだったんですけど、
これを我々のやつでも使おうっていう風になったんですね。
ただ僕たちの検出器でそのガスを使うと全然性能が出ない。
で、なんでなんだっていうので、いろんなパターン、何が原因なのかっていうのを探してたんですけど、
まあよくわからないと。
で、でも最終的にはガスが僕たちの検出器に合ってないんだろうなっていう推測のもと、
じゃあこれガスいろいろと試さないとダメだねっていう風になったっていう感じですね。
そこからはすごい早くて、
どういうガス使ったらどういう結果が出るっていうその先行研究とかがあったので、
そのあたりを上手く使い、見つつ、相性とかを見つつ、これとこれ合わせるといい結果が出るだろうなみたいなのが最後の方はすごい分かってきて、
っていう感じでした。すごい楽しかったですね、そこらへんは。
パズル組み合わせるみたいな感じなの?感覚としては。
そうですね。
このガスとこのガスの組み合わせがすごい。
キセノンとアルゴンとあと僕らのDMEっていう3種類のガスを組み合わせてるんですけど、
DME?
ジメチルエーテルですね。
あーはいはいはい。
可燃性のガスなんですけど、この3つをそれぞれアルゴンとジメチルエーテルがすごい相性が良くて、
アルゴンとキセノンも相性が良くて、
で、僕らはもともとキセノンをずっと使いたかったんですけど、
キセノンとCO2じゃなくて、キセノンとCO2の代わりにアルゴンとジメチルエーテルに変えるっていうようなのが最終的な結論で、
このガスで今まで打ち上がったことないんですけど。
へーあ、そうなんだ。
そうするとじゃあ、そのガスうまく使えるよってなったら、またちょっと汎用性広がっていく余地もある?
まあそうですね、はい、だといいなーと思ってますけど。
いや面白い。検出機にね、これまでめちゃめちゃフォーカスして、ポッドキャストの中で話をしたことがなかったから、
ですよね、ちょっとずれてないかなっていう。
いや全然全然。
今回この後加藤さんに出てもらって、検出機もそうだしこう放射線カウンティングね、できるようなのとかも紹介してもらって、
なんか衛星の中にまで聞いてる人に突っ込んでもらえてたら面白いなーと思ってるから、
今回の話はめちゃめちゃいい感じです。
ありがとうございます。
ちょっとじゃあ色合い変えて、質問の。
まあ今博士2年で、この後3年生待っててっていう中で、もう学部の頃から理研の研究室にずっといたじゃない?竹田君は。
そうですね、はい。
なかなかすごい経験をしていると思うんだけど、その時に学生として、今回の忍者サットに参加して、
うわ良かったなーって振り返って思うこととか、逆にめちゃめちゃ苦労したなここみたいなのがあったら、
今後宇宙業界を目指している若い人とか、あとはリスナーには親御さんの世代の人とかもいるから、
子供に話す時に、こんな学生生活あるよーの一例が何か見せれればいいなと思うんだけど、どう?
そうですね、
超小型衛星の開発メンバーの経験
なんか学生だからっていうよりかは、本当に学生なのに色々と、
僕らの研究室は経験させてもらってるなーっていうのはすごいありがたいなと思っているところではあって、
先ほども言いましたけど超小型衛星なので、その一般的な衛星に比べてコストがすごい安いんですよね。
なんで、よりチャレンジングなことができるというか、
なので、本当だったら多分僕M1から修士1年から開発、衛星に乗せるって、もうこの検出機を衛星に乗せますと言われて開発始めたんですけど、
なかなか多分そんなことは、大型衛星ではないはずで、
まあ確かに。
はい、これはすごくありがたいなーっていうのと同時に、
正直苦労したことばかりだったなと思いますね。
追い込まれてた?
いやーまあそうですね、やっぱりあの10年20年かけて打ち上げようっていうコンセプトじゃなくて、
やっぱり2年3年ぐらいの短期間でもう打ち上げないと意味がないっていう世界なので、小型衛星は。
なんでもう本当にスケジュールとの戦いでのんびりしている余裕がないというか。
じゃあ全然休みなかったんだ?
いやーまあそう言うとなんかすごいブラックな感じですけど、
いや楽しく、やってる時は楽しいんですよね。楽しいからやってこれたんですけど、
スケジュールを見つつ、まあでも進めないといけないから、
そのあたりのもうちょっと調べたいけどスケジュールあるからみたいなのはすごいあります。
まあじゃあちょっとでも仕事っぽさもある感じはあるね、そう考えると。
なんかまあ時間が限られてない状態というか、どっちかというとこうサイエンスの研究をガーッと進めるときって、
こう変な穴とかがあっちゃいけないから100%までガーッて詰めていくみたいな感じはあるけど、
なんかまあ別に性能として手を抜いている部分があるっていう話ではなくて、
まあこういう期日があってこういうスケジュールで動かなきゃいけないから、
まあとにかく動かせる状態までちゃんといって、衛星として動くなら問題ないから次のステップに行こうみたいな、
っていう多分意思決定って、 ちょっとサイエンスを詰める方とは若干違う気がするというか。
まあそうですね、ただちゃんとその必ず僕自分たちで守らないといけないベースラインというか、
この性能を渡しましょうみたいなのはちゃんとクリアした上で、でも先ほど言われたようにスケジュールもしっかり見つつっていうような。
無限に時間あったら、そこをじゃあちょっと1%でも2%でも良くしたいみたいな気持ちになっちゃうじゃない、やっぱり。
そうですね。
学生たちの成長と責任
じゃあまあ逆にスケジュールの欠があっていいなって思う部分もあるってことかな、そうすると。
まあ僕には割と合ってるかなって気がします。
ああなるほど、のんびりやっちゃう。
まあそうですね、そうですね。
まあ僕同期が3人いたんですけど、僕らの世代がその忍者サットのプロジェクト最初の世代だったんで、
後輩もいないし先輩もいなくて、上はもうスタッフの方々だけっていうような形だったんで、
それぞれがその検出機能それぞれのパートに分かれて、もうなんかその責任者ですみたいな感じでスタートした。
で、スケジュールに関してもある程度採用権があったりとか、もちろん相談しながらですけど、
なんですごくなんですかね、責任を与えてもらえたので、
やることに対して、自分で頭使って考えてっていう経験をさせてもらいましたね。
いやそうだよな、なんか、俺はその初期の多分、
容量をつかんでいくまでの2年間ぐらい、まあその開発期間で言うとほんと多分半年ぐらいの姿しか見てないんだけど、
なんか、ああ、こういう人が研究者として残ってくるんだろうなぁみたいな。
成長のスピード感が、俺はあの別の大学の所属もあったし、
で、しかもD2とかD3ぐらいまで行くと、ある程度のこう修士の学生、何通りか見てきてるわけじゃん。
早っ!みたいな。
そうですか、それは嬉しいです。
そこの世代はめちゃめちゃ早い気はしてて、それでもやっぱ多分、
用意してもらった環境もそうだし、その環境に順応していける、こう、ベースラインがみんなにあったからだと思うんですよね。
まあそう言ってもらえると嬉しいですね。
成長と認められる喜び
そこの掛け算が、見てて、あ、すげーわ、俺辞めよ!と思って。
いやー。
面白かった、普通に外から見てて、定例。
外からというか、まあ研究室は一緒だから、違うチームで動いてる感じではあったけど、なんかすごいなー、みたいな。
毎週すげー進捗持ってくるじゃん、みたいな。
確かに、やっぱりそうですね、研究室入ってすぐの頃は自分が成長してる感じは常に感じれるじゃないですか。
なんで言っちゃえば、ちょっと大変だけど楽しいなっていうのは、
楽しいよねー。
積み重ねって感じではありましたね。
まあだから、そうするとこう、もう一個聞こうと思ってたのだと、どうやって学生でもそこまで
がっつり仲間で入っていけたのかみたいな話を聞こうと思ったけど、なんか
まあやっぱ、いるタイミングと運みたいなのも
要素としてかなりでかそうだね。そうですね、こういうプロジェクトやっぱどのタイミングで入るかっていうのもありますし、
その、まあ自分が入ったタイミングでちょうどプロジェクトがスタートして、
まあなんかもう責任ある仕事につかざるを得なかったって言ったんですけど、
あの任せてもらえたっていうのがすごく良かったなって、まあ本当にそれは
多分スタッフの方々怖かったと思うんですけど、最初。
学生にね、任せるのかなり怖い部分はきっとあるよね。
まあでも、超小型衛星っていうことも助けとしてあって、はい、
そのあたりうまく、まあ、かみ合ったのかなって気はしてます。
まあそこの、ガチッと成長したのも含め、
あとはもう、やってることもちゃんと理にかなってるというか、どの研究者から見ても、
ああいいねって思ってもらえるから、学会で何かいくつも賞を取ってると。
いや、いくつもではないですが、まあ、はい、こないだも、はい。
いかがでしたでしょうか。前編はここまでということになります。
まあ今回は検出機のお話、全般してもらったりとか、
開発の過程でどんな大変なところがあったのかとか、そういう話をしてもらいました。
で、次回はですね、まあがっつりこの開発に関わった竹田くんの、
これまでの選択、どうやって利権まで来たのかっていうところだったり、
今後のキャリアの話だったりとか、まあ研究者としていくんだったら、
どんなところを気にしなきゃいけないのかとか、そういった結構リアな部分もお話ししておりますので、
後編もぜひ楽しんでいただけたら嬉しいです。
今回の話も面白いなぁと思ったら、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星マーク、
こちらからレビューいただけたら嬉しいです。
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、またはスポティファイのQ&Aコーナーだったり、
概要欄のお便りフォームからじゃんじゃんお寄せください。
それではまた明日お会いしましょう。
こちら、僕がやってるもう一つのポッドキャスト番組、
隣のデータ分析屋さんも最新は公開されております。
ぜひチェックしてみてください。
ではまた。
