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 トップ会議等一覧ミレニアム・プロジェクト成層圏プラットフォームプロジェクト [印刷用(PDF)]



ミレニアム・プロジェクト「成層圏プラットフォーム」
最終評価報告書



1.ミレニアム・プロジェクト「成層圏プラットフォーム」の概要

(1) ミレニアム・プロジェクト

 平成11年12月、夢と活力に満ちた新しい千年紀(ミレニアム)を迎えるため、今後の我が国の経済社会にとって重要性や緊急性の高い情報化、高齢化、環境対応の3つの分野について、内閣総理大臣より、ミレニアム・プロジェクトが決定された。

(2) 「成層圏プラットフォーム」の概要

 ミレニアム・プロジェクトの3分野のうち、「環境対応」については、「燃料電池の導入」、「テクノスーパーライナーの運航」、「高度海洋監視システム(ARGO計画)の構築」と並んで、「成層圏プラットフォーム」に取り組むことになった。

ア 目標
 2003年度までに、二酸化炭素等の温室効果気体の直接観測を可能とする成層圏滞空飛行船(成層圏プラットフォーム)による観測を実施する。

イ プロジェクトの概要
 成層圏に滞空飛行する飛行船(成層圏プラットフォーム)の技術を確立し、温室効果気体の直接観測を行うために、飛行船技術、追跡管制システム及び大気測定システムの開発を行うとともに、成層圏まで到達する技術を実証し、成層圏における温室効果気体を直接観測するための飛行試験と、定点での滞空技術を実証する飛行試験を行う。

(3)成層圏プラットフォーム評価・助言会議の経緯

 ミレニアム・プロジェクトについては、省庁横断的な取り組みと官民の十分な連携を図ることはもとより、明確な実現目標の設定、複数年度にわたる実施のための年次計画のほか、有識者による評価・助言体制の確立を図るという、新しい試みが導入された。
 これを受け、「成層圏プラットフォーム」プロジェクトについても、平成12年5月22日第1回評価・助言会議が開催された。その後、平成13年6月21日第2回評価・助言会議において平成12年度評価報告書を、平成14年6月26日第3回評価・助言会議において平成13年度評価報告書を、平成15年6月27日第4回評価・助言会議において平成14年度評価報告書を、それぞれ取りまとめた。
 この度、平成15年度について、最終年度の事業実施報告書(別冊1)を基に評価報告書の作成方、要請されたところである。

2.平成15年度事業実施報告

 平成15年度における事業においては、別冊1のとおり、事業実施報告書を添付するが、その概要は以下のとおりである。

(1)実施目標総論

ア 飛行船分野

 二酸化炭素等の温室効果気体の直接観測を可能とする成層圏滞空飛行船(成層圏プラットフォーム)について、飛行船を成層圏に到達可能とする技術及び定点に滞空する技術を確立し、関連する飛行試験を開始すること。

イ 追跡管制分野

 飛行船の追跡管制に必要な風観測・予測システム、飛行・運用シミュレータ等の各要素技術の開発・評価等を実施し、これら要素技術を統合した成層圏プラットフォーム運用のための追跡管制技術を確立する。

(2)総論

 当初の事業計画における平成15年度の実施目標をほぼ達成した。

(3)各論

ア 飛行船分野

  • 成層圏滞空飛行試験については、平成15年8月4日未明に実施した。予定の高度15kmに到達し、成層圏に滞空した後、無事に着水回収を行った。

  • 定点滞空飛行試験については、試験機の製造・組立・浮上機能確認試験等を実施した。また、製造・組立と平行して維持設計および設計変更に伴う審査等を行った。

  • 大気採取測定システムについては成層圏滞空飛行試験に搭載し、大気中の二酸化炭素濃度を測定することを試みたが、不具合が生じ、大気の直接観測は未達成である。不具合の原因について、成層圏滞空飛行試験原因究明合同チームにおいて検討を行い、原因の究明を行うとともに、今後の試験研究に向けての提言を受けた。

  • 成層圏飛行船の要素技術として、太陽電池装備技術試験、一体型1KW級再生型燃料システムの試作、評価試験等を行った。

イ 追跡管制分野

  • 追跡管制設備(TTRAC)、風観測・予測技術(MEWS)及び飛行・運用シミュレータ(FLOPS)相互間のインタフェースを構築し、追跡管制システム(ITACS)の開発・構築を完了した。システム実証試験として、ドルニエ機による飛行試験を実施し、TTRACの機能・性能を確認した。

  • 成層圏プラットフォームの飛行試験に要求される気象観測予測情報を提供、成層圏滞空飛行試験の成果に大きく寄与した。定点滞空飛行試験に備えた局地気象の観測、開発した局地予測モデルの予測精度評価、地上風の予測精度向上を行った。

  • 定点滞空試験機設計進捗に伴う機体モデルのFLOPSへの組み込みを行うとともに、良好な操作性及び視認性並びに最適な飛行情報の取得を実現するための改修を実施した。

ウ その他

  • 評価・助言会議の助言に基づき関係機関技術連絡会を定期的に行い、関係機関間の調整を密にすると共に必要に応じて調整部会、分科会を設置して詳細な検討を行った。

  • 産学官の連携のもとに研究開発を推進するための開発協議会を開催した。

  • 国際会議における研究発表を行うなど、広報活動に努めた。

3.平成15年度事業実施に対する評価

(1)現状分析

「飛行船分野」に対する現状分析
 成層圏滞空飛行試験ならびに定点滞空飛行試験ともに、おおむね当初の計画にしたがって進捗していると評価する。ただし、温室効果気体の観測は未達成であったことは、関係機関の連携と統括体制を強化すべきことを示していると思われる。
 また、本来、ミレニアムとは別に16年度の実施を予定している高高度での定点滞空飛行試験まで実施して、研究の取りまとめを行うべきであり、そういった意味で、開発計画に一年程度の余裕を持たせるべきであった。

「追跡管制分野」に対する現状分析
適切である。

(2)実施目標の達成度
 
「飛行船分野」に対する実施目標の達成度
 成層圏への到達技術の確立と飛行実験の実施に関しては、実施目標を達成した。大気の直接観測に関しては未達成であるが、不具合原因調査を通して、今後は直接観測が可能となったと考える。
 定点滞空飛行試験の開始に関しては、実施目標を達成した。ただし、引き続き定点滞空飛行試験を平成16年度に行うため、定点に滞空するための制御技術の確立について、当該試験の後、追加して評価する必要がある。

「追跡管制分野」に対する実施目標の達成度
適切である。

(3)改善点
 
「飛行船分野」に対する改善点
 ・定点滞空飛行試験の実施に際して、大気の直接観測の未達成から得た教訓を反映し、システム全体を見渡した上での冗長性の確保に関し、再度確認されたい。

「追跡管制分野」に対する改善点
 ・特になし

4.ミレニアム・プロジェクト「成層圏プラットフォーム」に対する評価

(1)目標に対する評価

多くの貴重な研究成果が得られており、おおむね適切であると評価する。 ただし、以下の3点を反省点とする。

研究の推進体制としては全てが成功するという仮定で計画が進められている感があり、資金的な点でも、機器開発の点でも二重・三重のバックアップがとれていないこと。
独立したプロジェクトとしての意識が強すぎて、明るい未来を切り拓く核を作り上げるという本来の目的(成層圏プラットフォームの開発の基礎となる技術力(技術知識と人材育成)の創造)への認識が弱いこと。
プロジェクトの実用化に向けての三つの主要課題(膜材、運用・制御、電源)のうち、電源系統の技術開発の進捗が相対的に遅れている。プロジェクトには含まれていないが、電源系統の開発についても同時並行とすべきであったこと。

(2)今後の研究開発に対しての改善点

  • 事故があったときに再度挑戦できるようなプロジェクト計画の作成や体制作り(資金面でも、機器開発の面でも)が必要である。
  • 各機関の分担任務の完成度を向上させることに加え、連携を強化し、統合システムとしての確実性を確保する機能と体制作りが必要である。

5.プロジェクト全体の総括

(1)総括

 平成12年度からプロジェクト最終年度の平成15年度まで、おおむね計画どおりに各年度の実現目標及びプロジェクトの目標を達成した。
 飛行船分野の成層圏滞空飛行試験は、平成12年度から順次基本設計、膜構造評価試験、放船模擬試験等を実施し、平成15年8月4日に飛行試験を行った。この飛行試験により、膜材強度の実測データの取得、飛行船の熱・浮力を含む数学モデルの実証、浮力制御、高度制御技術の実証、無動力の飛行船を世界で初めて成層圏まで到達させるなどの貴重な研究成果が得られた。大気採集測定の未達成により、データの取得がなされなかったことは、残念であるが、スケジュール、研究開発体制、品質管理等で今後の試験研究に向けて多くの提言が得られたことは貴重な経験である。
 定点滞空飛行試験は、平成12年度から順次予備設計、基本設計、各種評価試験等を実施し、平成16年3月25日に浮上機能確認試験を行った。この確認試験により、離着陸に関する地上運用及び試験機浮上の基本機能を確認した。
 追跡・管制分野に関しては、追跡管制設備、風観測・予測システム及び飛行・運用シミュレータの製作・単体試験を実施、追跡管制システムの開発・構築を行った。風観測・予測技術では成層圏滞空飛行試験における気象情報提供で十分な成果が得られた。
 また、国内外で多数の研究発表(国内95件、国外13件)、論文(国内103件、国外14件)、特許申請(15件、うち1件は取得済み)を行った。
 推進体制は文部科学省(旧科学技術庁)、総務省(旧郵政省)、宇宙航空研究開発機構(旧航空宇宙技術研究所、旧宇宙開発事業団)、海洋研究開発機構(旧海洋科学技術センター)、情報通信研究機構(旧通信・放送機構)の各機関と機関間の調整・意見交換を行うための技術連絡会等により、着実な推進体制で実施された。
(2)まとめ

 成層圏プラットフォーム技術は、将来の成層圏滞空飛行に向けて、比較的大きなペイロードや長期間の定点滞空能力といった観点では固定翼航空機より優れていると判断されており、地球観測や放送、通信中継のみならず、領海及び経済水域の監視などへの応用の可能性を秘めた、今後も研究開発を継続すべき魅力あるインフラ技術と考える。インフラ技術は、情勢変化の激しい今日においては、多種多様なニーズに即時対応するためにもシーズとして備えておくことが肝要である。
 本プロジェクトでは、多くの貴重な研究成果が得られると同時に、機器開発の点でのバックアップや機関間の連携など、推進体制でいくつかの反省点もあった。他方、研究活動を中止することは、技術者の散逸と、それまで築き上げてきた我が国のこの分野での技術力を急速に低下させることとなるため、これらの反省点を活かし、更なる開発に向けた取り組みを希望する。
 また、新しい膜材や再生型燃料電池などの技術については、他分野への応用波及を模索されることを期待したい。