水を燃料にした「水エンジン」で持続可能な宇宙開発を~ 東大発スタートアップ―Pale Blue


ここ数年、各国で宇宙開発に向けた動きが加速している。月や火星探査をめぐる動きでは、米国・NASAが中心となり進められている有人月面探査プログラム「アルテミス計画」に各国の研究機関が参加を表明した他、2021年には中国が2033年に有人火星探査を実施すると発表した。こうした国レベルの事業だけではなく、宇宙空間を利用して新たなビジネスを目論むスタートアップも続々と誕生しており“宇宙ビジネス”は活況を呈している。

宇宙開発への期待が高まる一方で、課題も多く存在している。そのひとつが、小型人工衛星が宇宙空間で移動するための「推進機」(エンジン)の開発だ。

一般に小型人工衛星の推進機は、燃料となる推進剤を加熱し、宇宙空間に放出することで推力を得る仕組みとなっている。しかし既存の推進機では、推進剤に希少ガスや毒性の強い物質が用いられており、安全性やコスト、持続可能性の面で問題があるとされている。

そんな中で、水を推進剤とする「水エンジン」を開発することで、安全かつ低コスト、持続可能性が高い推進システムを実現しようとする東京大学発の宇宙スタートアップがある。それが2020年創業の株式会社Pale Blue(ペールブルー 本社:千葉県柏市)だと、最先端テクノロジーに関するメディアHAUSは22年2月15日紹介している。

Pale Blueの共同創業者兼代表取締役の浅川純氏に「水エンジン」の特徴や事業の展望を聞いた。

水を推進剤として使うことのメリット

浅川氏によると、現在推進剤として多く使われるキセノンやクリプトンといったガスは、推進性能が高いが産出量が少ないため、入手費用が上がり、継続して使い続けるのが難しい。また、近年米国の宇宙スタートアップなどが使い始めているヨウ素も、推進性能は高く、宇宙空間に固体で運べるため圧縮容器が不要になるなどの利点はあるものの、「人体には有毒で安全面で問題がある」という。

こうした既存の推進剤に比べて、水は安全性が高く、地球上に豊富に存在するため利用コストが抑えられ、持続可能性も高い。「つまり、次世代の推進機(剤)に求められる、安全、低コスト、持続可能性という要素を全て満たす(現時点での)唯一の物質になる」と浅川氏は強調する。

宇宙開発の将来

「月や火星で資源開発が行われる時代が来たときに、キセノンやクリプトンは現地で採ることができません。一方、水は月や火星に存在する可能性が高い。この点からも、水を推進剤にするメリットは大きいと考えられます」

現在Pale Blueでは、3タイプの「水エンジン」を開発している。そのひとつが、水蒸気を宇宙空間に噴射することで推進力を生成する「レジストジェットスラスタ(水蒸気推進)」だ。これは短時間に大きな推進力を生み出せるが、同社の他エンジンに比べやや燃費が落ちる。

2つ目の「イオンスラスタ(水プラズマ推進)」は、水蒸気にさらに熱を加え、プラズマ(※)にしたものを宇宙空間に噴出することで推進力を生む。燃費は良いが、推進力が小さい。※気体に熱を加えて、陽イオンと電子に分離させた高エネルギーな状態

3つ目が、上記2つを統合した「ハイブリッドスラスタ」だ。「人工衛星にはさまざまな大きさや質量のものがあり、さらにその動き方には、素早く大きく動きたいとか、燃費を抑えながらじわじわ動きたいとか、いろいろなニーズがあります。我々はそうした要望に幅広く、柔軟に応じられるよう3種類の水エンジンを提供しています」(浅川氏)

では同社はなぜこのような「水エンジン」を生み出すことができたのか。まず大きなアドバンテージとして、同社が「水エンジン」を長年研究している東京大学大学院新領域創成科学研究科 小泉宏之准教授(Pale Blue 共同創業者兼CTO)の研究室メンバーによって設立されたスタートアップである点が挙げられる。

「私たちは東京大学で長年培われた研究技術を応用しており、一部は特許を取得しています」(浅川氏)。特に重要なのが、以下の2つの技術だという。

「ひとつ目が、水を20度から30度の低温で蒸発させる技術です。一般的に、水を蒸発させるには100度まで温度を上昇させることになります。しかし、水の温度を100度まで上げるには多くの電力や熱が必要です。人工衛星では使える電力が限られるため、こうした電力や熱の損失はできるだけ抑えなければいけません」

そこでポイントとなるのが、水の沸騰温度と気圧の関係だ。「例えば、富士山の頂上では100度じゃなくて、70度ほどで水が沸騰します。なぜなら周りの圧力(気圧)が地上よりも低くなっているからです。この原理を応用し、水の周りの圧力を下げることで、水の蒸発温度を下げることができます」

浅川氏らはこの考え方をもとに、推進機内に真空エリアを設けるなどの試行錯誤を重ね、低温(かつ低電力で)で水を蒸発させて推進力を生む「レジストジェットスラスタ(水蒸気推進)」を開発した。

もうひとつは、水プラズマ生成技術だ。人工衛星の推進機に、部品のさびを引き起こす水のプラズマ生成技術を採用することは難しい。しかしPale Blueでは、東京大学における水プラズマ生成研究の成果をもとに、酸化に強い独自のプラズマ生成技術を開発。これにより、世界でも類を見ない「イオンスラスタ(水プラズマ推進)」を生み出したという。

最後に長期的な展望を聞くと、「宇宙空間の輸送インフラを作りたい」と浅川氏は意気込みを語る。
「長期的には『水エンジン』を使ったサービス事業を展開したいと考えています。例えば、宇宙空間で何かを輸送したり、水を補給するガソリンスタンドのようなサービスを提供したり。そうした事業を展開しながら、宇宙における輸送インフラを構築していければと考えています」と話す。


【オリジナル記事・引用元・参照】
ttps://media.dglab.com/2022/02/15-paleblue-01/


Latest Posts 新着記事

村田製作所、“特許力”で世界を制す 年々強化される知財戦略の全貌

電子部品業界において、グローバルで確固たる地位を築く日本企業・村田製作所。同社はスマートフォン、自動車、通信インフラなど、あらゆる先端分野で不可欠な部品を供給し続けているが、その競争優位性の核心には、他社を圧倒する「特許力」がある。 村田製作所の特許出願数は、国内外で年々増加しており、特許庁が公表する「特許資産規模ランキング」においても常に上位を占める。2020年代以降、その特許戦略はさらに洗練さ...

トヨタ・中国勢が躍進 2024年特許登録トップ10に見る技術覇権の行方

2024年における日本企業の特許登録件数ランキングが、特許庁公表の「特許行政年次報告書2025年版」により明らかになりました。その結果、国内企業上位10社には、自動車関連企業が3社名を連ね、さらに中国企業の技術力と知財戦略の成長が際立つ結果となりました。本稿では、トップ10企業の顔ぶれを振り返るとともに、自動車関連企業の動向、中国勢の勢い、そして今後の展望について解説します。 ■ ランキング概要:...

メルク、英ベローナを100億ドルで買収 キイトルーダ後を見据えCOPD新薬を強化

米製薬大手メルク(Merck & Co.、日本ではMSDとしても知られる)は、英国バイオ医薬品企業ベローナ・ファーマ(Verona Pharma)を約100億ドル(1兆4,700億円)で買収することで基本合意に至りました。買収金額は現地株式の米国預託株式(ADS)1株あたり107ドルで、これは直近の株価に対して約23%のプレミアムを上乗せした水準です。 背景:キイトルーダの特許切れと「ペイ...

知財覇権争い激化 中国企業が日本の次世代技術を標的に

中国企業、日本で次世代技術の知財攻勢強化 特許登録が急増 日本における次世代技術分野で、中国企業による特許登録件数が急増している。AI(人工知能)、量子技術、電気自動車(EV)、通信(6G)といった先端分野での出願が目立ち、知的財産権を活用したグローバル戦略の一環とみられる。中国勢の台頭により、日本国内企業の技術優位性や将来的な事業展開に影響を及ぼす可能性があるとして、専門家や政策当局も注視してい...

「aiwa pen」誕生!端末を選ばない次世代タッチペン登場

株式会社アイワ(aiwa)は、ワコム株式会社が開発した先進的なAES(Active Electrostatic)方式の特許技術を搭載した新製品「aiwa pen(アイワペン)」を、2025年7月3日より全国の家電量販店およびオンラインショップにて販売開始したと発表しました。マルチプロトコル対応によって、Windows・Android・Chromebookなど様々な端末での利用を可能にし、使う端末を...

完全養殖ウナギ、商用化へ前進 水研機構とヤンマーが量産技術を特許化

絶滅危惧種に指定されているニホンウナギの持続的な利用に向けた大きな一歩となる「完全養殖」技術の量産化が、いよいよ現実味を帯びてきた。国の研究機関である水産研究・教育機構(以下、水研機構)と、産業機械メーカーのヤンマーホールディングス(以下、ヤンマー)が共同で開発を進めてきたウナギの完全養殖技術について、両者が関連する特許を取得したことが明らかになった。 これにより、これまで不可能とされていたウナギ...

ミライズ英会話、AI活用の語学教材生成技術で特許取得 EdTech革新が加速

英会話スクール「ミライズ英会話」(運営:株式会社ミライズ、東京都渋谷区)は、AIを活用した「完全パーソナライズ語学教材自動生成技術」に関する特許を、2025年5月に日本国内で正式に取得したと発表した。この技術は、学習者一人ひとりの語学レベルや目的、学習傾向に応じて最適な学習教材をリアルタイムで生成・更新するという、従来にない革新的な仕組みである。 本技術の特許取得により、語学教育における個別最適化...

トランスGG、創薬支援で前進 エクソンヒト化マウスの特許が成立

株式会社トランスジェニック(以下、トランスGG)は、2025年6月、日本国内において「エクソンヒト化マウス」に関する特許が正式に成立したと発表した。本特許は、ヒト疾患の分子機構解析や創薬における薬効評価、毒性試験など、幅広い分野で活用が期待される次世代モデル動物に関するものであり、今後の創薬研究において大きなインパクトを与えるものとなる。 ■ エクソンヒト化マウスとは エクソンヒト化マウスは、マウ...

View more


Summary サマリー

View more

Ranking
Report
ランキングレポート

中小企業 知財活用収益ランキング

冒頭の抜粋文章がここに2〜3行程度でここにはいります鶏卵産業用機械を製造する共和機械株式会社は、1959年に日本初の自動洗卵機を開発した会社です。国内外の顧客に向き合い、技術革新を重ね、現在では21か国でその技術が活用されていますり立ちと成功の秘訣を伺いました...

View more



タグ

Popular
Posts
人気記事


Glossary 用語集

一覧を見る