2020 年の最も大胆な航空宇宙イノベーション

COVID-19パンデミックは民間航空業界にとって大きな打撃となっているが、過去1年間の航空宇宙分野のイノベーションは止まらなかった。以下のリストには、折りたたみ式の翼端を持つ巨大旅客機、人工知能を搭載した戦闘機ドローン、そして今まさに火星に向かって飛行中の原子力探査車などが取り上げられている。米国が2011年以来初めて自国から宇宙飛行士を打ち上げることに成功したこともお伝えしただろうか。続きをお読みください。

大賞受賞者: NASAジェット推進研究所のパーサヴィアランス

火星の生命の兆候を探す探査車

NASAは数十年にわたり赤い惑星の地質と化学を研究しており、現在、Mars 2020ミッションで、この惑星に生命が存在したことがあるかという大きな生物学的疑問に真正面から取り組んでいる。7月30日、NASAは1トンの原子力探査車パーサヴィアランスを搭載したロケットを打ち上げた。2021年2月に着陸した後、この探査車は過去または現在の生物の直接的な証拠を探すために特別に設計された初の探査車となる。この機械は前身の火星探査車キュリオシティによく似ているかもしれないが、火星探査に新たな機能をもたらす。SHERLOC分光計の強力なレーザーは、岩石をスキャンして、100万分の1というわずかな生物学的分子のきらめきを探す。研究者たちは、その情報をPIXL画像システムからの鮮明な画像やその他のデータと組み合わせて、生命（少なくとも私たちが知る限り）を示すアミノ酸や脂質などの分子の塊という聖杯を探す。こうした証拠は、もし火星の破片を地球に持ち帰ってさらなる研究を行えば、確固たる証拠となる可能性がある。パーセベランスは、将来のミッションで回収するためのサンプルを保管するように設計された初の宇宙ロボットであるため、この点でも役立つだろう。

SpaceXのクルードラゴン

有人宇宙飛行を我が国の領土に戻す

宇宙飛行士のダグ・ハーリーとボブ・ベンケンが5月30日、クルー・ドラゴン・デモ2ミッションでケープカナベラルから打ち上げられたとき、それは歴史的な打ち上げとなった。米国本土から人間を宇宙に打ち上げたのは9年ぶりであり、米国史上5機目の有人宇宙船のデビューとなった。ハーリーとベンケンは、大型タッチスクリーンを備え、パイロットからの入力なしに国際宇宙ステーションに到達できる、スペースXの21世紀型宇宙飛行システムであるクルー・ドラゴンに乗っていた。また、NASAが初めてミッションコントロールを民間企業に引き渡した。ヒューストンのオペレーターが監視する一方で、カリフォルニア州ホーソーンのスペースXの従業員がショーを運営した。宇宙飛行士が8月2日に着水したとき、スペースXの管制官は「地球にお帰りなさい。スペースXを飛ばしてくれてありがとう」と述べ、商業宇宙飛行の未来を予感させた。

欧州宇宙機関の太陽探査機

太陽を直視する

2月、欧州宇宙機関は太陽実験室をロケットに詰め込み、太陽に向かって打ち上げた。NASAのパーカー太陽探査機は太陽に面したカメラやその他のかさばる精密機器を避け、最も近い恒星にさらに近づくことができるようにしたが、ESAの探査機は妥協案を採った。より遠くにとどまるが、機器がぎっしり詰まっている。太陽を間近で直接見つめるカメラを搭載した初の探査機として、この探査機は太陽風の中の局所的な微風を感知し、その原因となる可能性のある地表の噴火までさかのぼって追跡することを目指している。この機械の10個の機器は、最新の耐熱シールドの後ろに隠れており、灼熱の光線に耐えるのに役立つだろう。

ノースロップ・グラマンのミッション延長車両 1

古い衛星に新たな命を吹き込む

燃料は衛星の生命線です。燃料切れはミッションの終焉を意味します。少なくとも、最初のミッション延長ビークル (MEV-1) が、機能不全に陥っていた静止衛星を死の淵から救うまではそうでした。2 月、MEV-1 は、約 7,000 mph で宇宙を疾走する Intelsat 901 通信衛星にゆっくりと近づいてきました。LIDAR 距離計を含む 3 つのセンサーが MEV-1 の目として機能し、Intelsat 901 のエンジンを捉え、ミリメートル単位の精度で固定しました。老朽化した衛星の使用済み化学推進装置を MEV-1 の電気スラスタに置き換えることで、ハードウェアによってビークルの寿命がさらに 5 年延びます。このシステムは、静止軌道上にある400基以上の衛星の約80%とドッキングできる設計になっており、8月15日には2番目のミッションであるMEV-2が打ち上げられた。1機のゾンビ軌道衛星による数年に及ぶ任務を終えた後、この宇宙船は切り離されて新たなターゲットを救出することができる。

Bell の EDAT デモンストレーター

ヘリコプターの革新的な新展開

ヘリコプターでは、上部の大きなローターが重い荷物を持ち上げ、テールローターがアンチトルク装置として機能します。テールローター（ドライブシャフトやギアボックスなどの物理的なコンポーネントを介してメインローターに内部で機械的に接続されています）が存在しなければ、ヘリコプターはぐるぐると回転します。しかし、ベルの魅力的な電気的分散アンチトルク（EDAT）デモンストレーターは、異なる動作をします。機械的な接続の代わりに、電気システムが機能します。メインローターのギアボックスに取り付けられたジェネレーターが電力を生成し、それがテールにある4つのカバー付きファンを回転させます。その結果、通常よりも静かなヘリコプターが生まれますが、より安全になる可能性があります。地上に駐機しているときは、機体のメインローターは回転し、テールファンはオフになっているため、地上要員に対する致命的な危険が排除されます。これは通常のヘリコプターでは不可能です。

ブームのXB-1

超音速飛行機が再び登場

20年ほど前、大金を持つ民間人はコンコルドを使って超音速で移動することができた。しかし、この象徴的な航空機が2003年に飛行を停止して以来、音速を超える旅は軍人以外は立ち入り禁止となっている。しかし、10月初旬、Boomという新興企業がXB-1を発表した。これは、ニューヨークからロンドンまで3時間半で移動するような超音速の旅を実現するための足がかりとして開発された航空機だ。全長71フィートのXB-1はまだ飛行しておらず、計画されている将来の旅客バージョンであるOvertureよりもはるかに小さい。しかし、着陸時にパイロットが滑走路を確認するのに役立つカメラシステムの使用など、試作機の要素は、将来的にコンコルドタイプの新しいジェット機を作るというBoomの取り組みに役立つはずだ。XB-1は2021年に初飛行する予定だ。

Garminのオートランド

ボタンを押すだけで飛行機が着陸

小型飛行機の乗客が、心臓発作などの医療上の緊急事態でパイロットが行動不能になったらどんなに恐怖を感じるか想像してみてください。現在、一部の一般航空機では、そうした旅行者に新たな選択肢が与えられています。ボタンを押すだけで飛行機を着陸させることができるのです。そこからはオートランドが引き継ぎ、空港の選択、飛行機の物理的な操縦、適切なタイミングでの着陸装置の降下を行い、安全に着陸させます。オートランドは状況を無線で放送し、パイロットが一定時間内に飛行機とやり取りしなかった場合にも自動的に作動します。現在、パイパーM600、ダヘルTBM940、シーラス・ビジョン・ジェットの3種類の飛行機（すべて小型旅客機）で認証されています。ガーミンは、オートランドで1,000回以上のテスト着陸を完了したとしていますが、実際の緊急事態ではまだ使用されていません。ただし、同社はこのシステムにより米国で年間約3件の墜落事故を防げると見積もっています。

オットー・アビエーションのセレラ 500L

あなた（そう、あなた）が負担できるプライベートフライト

混雑した飛行機で隣の人と肘を突き合わせて座るのは、誰にとっても慣れた光景だ。乗客わずか6人のCelera 500Lプロトタイプの開発チームは、プライベートフライトのコストと移動時間を商業レベルまで引き下げ、一般の人々でもより小型で快適な機体を利用できるようにしたいと考えている。この機体の飛行船のような形状と後部のプロペラは、空気が機体上を滑らかな層を描いて移動する層流と呼ばれる空気力学的現象を生み出すように設計されている。この飛行機は競合機よりも燃費効率がはるかに良い（おそらく4倍以上）ため、航空券の価格は低く抑えられるはずだ。計画的なメンテナンスコストが低く、そもそも定価が安いことも、この目標達成に役立つはずだ。そうすれば、小さな空港からプライベートな快適さで飛行できる。

ボーイングの忠実なウィングマン

空中のAIコンパニオン

この全長38フィートの飛行機は戦闘機のように見え、戦闘機のように飛ぶように設計されているが、パイロットが乗る場所はない。この無人機は、従来の航空機の横や前を飛ぶ、一種のロボットチームメンバーとして機能することになっている。人工知能は、Airpower Teaming Systemと呼ばれるプロジェクトの一部であるこれらの機械が複雑なタスクを実行するのを支援する。この飛行ロボットの背後にある概念は、危険な地域に前進したり、同行する飛行機を保護したりすることである。各ジェット機は完全に取り外し可能なノーズを備えており、地上のチームは、ミッションの要求に応じて小さな機体のペイロードをすばやく交換できる。

ボーイング777Xの折りたたみ式翼端

翼幅を少し広げる

このXXLサイズの商用機は、1月に初飛行しました。この機体のユニークな点は、翼の先端にある仕掛けです。先端は上下に折りたたむことができます。折りたたんだ状態では、翼幅は213フィート弱で、ゲートの指定スペースに収まるほど狭いです。しかし、離陸前には、翼が下方に展開し、翼幅は約235フィートになります。このように折りたたむのはなぜでしょうか。長い翼は飛行中は効率的ですが、空港の駐機場となるとスペースが貴重になるからです。この巨大な機体には、GE9Xという世界最大のジェットエンジンも搭載されています。各エンジンには、直径11フィートのファンが付いています。

Microsoft の Microsoft Flight Simulator

最もリアルなバーチャルフライト

COVID-19のパンデミックにより、誰にとっても飛行機に乗ることはより危険になった。しかし、コックピットに乗り込んでみたいという憧れを持つアマチュア飛行愛好家たちは今年、2006年以来初めて、ジャンボジェット機サイズのMicrosoft Flight Simulatorの新バージョンという形で新たな楽しみ方を手に入れた。建物の形などゲームの美しいグラフィックの一部は人工知能の助けを借りて作られ、飛行をシミュレートする新しい方法により、宇宙空間での飛行機の動きがこれまで以上にリアルになった。プレイヤーはセスナ172やボーイング・ドリームライナーなどの航空機のコックピットに座ることができる。飛行訓練は必要ない。

エアバスの自動空中給油装置（A3R）

より安全でスムーズな空中給油

空中でタンカーから戦闘機などの航空機に燃料を移送するのは、危険が伴う作業だ。両機は空を飛び交い、数千ポンドの燃料が両機の間を行き来する。一般的な方法の 1 つは、人間のオペレーターがタンカーから長いブームを降ろして受給機の上部まで運ぶというものだ。しかし、エアバスは、ボタンを押すだけでこの危険な作業を自動化する方法を考案した。コンピューター システムは、タンカーの下にあるカメラやその他のセンサーを使用して受給機の位置を監視し、ブームを所定の位置に移動させて灯油を流す。エアバスによると、その結果、効率と安全性が向上し、人間の作業負荷が軽減されるという。