スペースコロニー

宇宙開発の舞台は、地球軌道上から他の天体へと広がりを見せています。アルテミス計画をはじめ、月面などへ人類が進出する構想が具体化する一方で、実現に向けては多くの課題が残されています。その一つが、安全な居住空間の構築です。しかし、地球からロケットで物資を輸送する際には厳しい積載容積・重量の制限があり、大型の構造物をそのまま運ぶことは困難です。

そこで当研究室では、インフレータブル構造物の研究開発を進めています。この方式は圧縮状態で輸送し、現地で展開することで大容積の居住空間を構築できます。また構造的特長として、内部をマルチセル構造とすることで局所的破損に対する冗長性を確保しています。さらに、各セルへのセンサ実装と自律分散制御の導入により、リアルタイムな形状把握、異常検知、および能動的な移動機能を有する宇宙構造物システムの実現を目指しています。

図1,2：木村研開発マルチセルインフレータブルモジュールHiDAS
円筒状に展開するHiDASの研究開発を行っている。フルスケールモデルでは80個に分割されたセルで構成され、個々に搭載したセンサによって細かな把握・制御が可能となっている。

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宇宙居住QOL向上への計測システム

国際宇宙ステーションなどの微小重力環境下での生活は、地上とは大きく異なります。特に、空気の自然対流が発生しないため空間内に二酸化炭素濃度の偏りが生じやすく、宇宙飛行士の体調に悪影響を及ぼす危険性があります。

そこで当研究室では、小型の環境センサの開発および取得データの解析を行っています。国際宇宙ステーションでの実証実験を通じて得られた実際のデータを活用し、宇宙空間における安全で快適な居住環境の評価と、最適な環境制御技術へ繋がるシステムの構築に取り組んでいます。

図5,6：自律分散型環境センサTEM
ガンダムオープンイノベーションの共同プロジェクトの様子。他のプロジェクトも進んでおり、新しい構想も予定されている。