項目別バックナンバー[5]:技術情報:55
ドローン
ドローンは無人機の意味があり、無線での遠隔操縦、搭載コンピュータでの自律飛行を行う。
無人機は第2次世界大戦後に軍事用に実用化され、1990年台にアメリカで無人偵察機が登場した、その後に2000年台に民間機ともなるが落下等のトラブルが起きてその危険性から逆に存在が広く知られた。
その結果として欧米で規制の動きが広まり、アメリカ合衆国では2015年に重さ250g以上のドローンの登録が義務づけられた。
日本でも、同じ時期に航空法が改正されて、無人航空機の定義と飛行ルールが導入された、日本でも2000年代にも既に無人ヘリコプタの薬剤散布が行われ、学術調査や測量用途に使用され、防災用途に使われていた。
ドローンの大きさは、全長10センチの小型から、30メートルを越える大型までありヘリコプターや飛行船との類似形状もある、従来のラジコン飛行体との違いは自動飛行が可能な事だが、一方では目的を持った飛行用途に開発されて来た事が特徴でもあった。
ドローンが普及してきた要因には、ドローンが使いやすい様に進化した事と価格が大幅にダウンした事がある。
ドローンにはいろいろな定義があるが、一般的には遠隔操縦や自律式の無人航空機を指す、意味の中に送信機やスマホで操作できる、操縦しやすいラジコンヘリ」の意味があり「操縦しやすい」が以前のラジコンヘリとの違いと言われる。
高機能なドローンはセンサーで障害物や加速度や方位などを感知して自律的に飛行する能力があり送信機での操作を止めてもホバリング（空中静止）して浮く、また障害物を自動で避ける事が出来る。
ドローンに搭載したカメラからの画像が送信機やスマホの画面に飛行時にリアルタイムに送信できるのでドローン自体の目線で操縦する事が可能であり、その事で人の目が届かない場所にもドローンを飛ばして撮影等を行う事が可能だ。
ドローンの技術開発と商品開発と用途開発は激しい速さで進んでおり、その運用ルールは開発速度と実用化に追いついていない。
飛行物として無人機であっても墜落した時の機器及び墜落現場関係の安全確保問題は大きい、またカメラ搭載などからそれを使用した場合の意図的また無意志状態でのプライバシーの侵害の可能性が高く問題視されている、それは国や地域での使用環境や文化で異なる。
米国では飛行機が一般的な交通機関となり多様な用途の飛行機が飛んでいる、そこでは上空は既に過密状態の時があり、ドローンの様な無人飛行体は高度122メートル以下しか飛行できない規制があるとされ、商業利用は原則として禁止であり、映画撮影や農業での薬剤散布や観光や土地開発や管理を含めた不動産業界の用途などは、使用したい場合は毎回に米連邦航空局に申請し例外措置として許可を取得する必要がある。
日本の航空法では、ドローンは模型飛行機と同じ扱いになっているので、一部の区域以外では高度250メートルまでなら届け出は不要であり、実験用途では行いやすい、ただし法は改定されるし地域条例はより制約するので、確認が必要だ。
実際に運用する場合には、飛行機と同レベルの規制の整備が必要だと言われている、例えば安全基準であり操縦資格者や管理者の資格であり、事故保険等広い範囲に関わる。
無線操縦の飛行体の１つであるドローンは、スマホやタブレットが登場しそれを使用した無線通信が普及した事で大きく影響を受けた。
スマホやタブレットに専用アプリをインストールして、Wi-Fi接続でスマホやタブレットにとの連携ができることで使い方・楽しみ方が革新的に拡がった。
ドローンのカメラ映像をスマホやタブレットの専用アプリに写し出して、ドローンからの映像を一人称視点（FPV）でリアルタイムでライブビューが出来て、同時に写真や動画として記録することが可能になった。
そしてその一人称視点でドローンを操縦する事が可能になる、それは操縦者から直接に見えない場所でも操縦する事が可能になる事だ、スマホを操縦桿にする方法としては画面上にバーチャルスティックをソフト的に出現させて、通常の操縦機と同様の操縦を行う方法がある、スマホでのソフトウェアキーボードやタッチパネル動作と類似する事だ。
スマホやタブレット自体もカメラや多数のセンサーを搭載しているが、ドローン自体もカメラやセンサーを使用し多くは重なるが、例えば気圧センサーの様にドローンの高度維持に必須のセンサーもありホバリングが可能になっている。
ドローン飛行だけに規定したり義務付ける免許や資格はないが、一般的な規制は多数ありドローン飛行に於いても適用される。
例えば、航空法・小型無人機等飛行禁止法・電波法・道路交通法・民法・条例であり、飛行禁止場所や時間や飛行条件は制限される。
個人向けのホビードローン・トイドローンと呼ばれる総重量が200g未満のドローンは、改正航空法でも規制対象外となり、ドローン初心者向きとなっている。
ホビードローンにもドローンやラジコンヘリに慣れていない人向きの操作モードが搭載されている例えば「直感的に操作する・チルト操作モード」「操縦者から見た方向で操作する・オリエンテーションモード」「簡単操作での宙返り・フリップモード」の搭載機種もある。
室内向けに開発された機種もあるが運動性や操縦性で高い機能を持ち複数のアシスト機能（障害物回避機能・自動着陸・自動帰還）を持つ、カメラと通信機能を持ち、通常操縦機能にスマホで操縦と視点操縦機能を持たした機種がある。
ホビードローンでも機体の安定性を求めると重量が大きい方が有利な事になる、アウトドアでの飛行では影響が大きい、それも合わせて飛行範囲や条件の制限と規制を理解しての飛行申請と許可を得ての飛行計画を行い、飛行を楽しむ方向に進む事が多い。
業務用途・商用ドローンとしては、小型飛行機・小型ヘリコプターとしてだけでも多数の用途が考えられる、ただし能力が高くなると通常の飛行機等と同様の規制を受ける事はやむを得ない。
小型無人飛行機としての用途の実用化が検討されている。
１つは、小型のドローンを人が立ち入れない場所に飛ばしての空撮システムがあり、狭い場所や危険な場所に飛ばす、災害時の物資の輸送や災害現場等の険地域での調査が含まれる。
次ぎに無人飛行を利用した省人用途がある、広い農地での農薬の散布など農作業全般の効率化がある、工場内での部品の輸送は無人搬送ロボットが多数導入されているが建物間・隣接敷地間を含めての空中輸送用途も開発されている。
荷物配送用としてはトラック便・バイク便等の宅配用途として、ドローンを宅配システムに用いる＝ドローン配送の研究を進めていて、米国のアマゾンやグーグルが実用化を目指している。
上記を踏まえて、荷物積載が可能な市販のドローンの開発も行われている。
小惑星
日本の小惑星探査機「はやぶさ」は2003年に打ち上げられ2005年に小惑星イトカワへ到達して観測を行った、そしてイトカワへの着地（接地）を果たして離脱した、サンプル採取計画自体は失敗したが、結果的には接地時に舞い上がった微粒子状のサンプルが回収された。
2010年6月に「はやぶさ」は地球へ帰還し、サンプル容器のカプセルが回収された、その中の微粒子が分析によりイトカワのものと発表され、結果的には世界初の小惑星からのサンプルリターンとなった。
現在は後継機である「はやぶさ２」が小惑星リュウグウに到達して、２度の接地とサンプル採取に成功し、多数のミッションを実行中だ。
日本語の用語「小惑星」には英語の「asteroid」と「minor planet」との２つの用語が混在する、「asteroid」は太陽系小天体の中で拡散成分がなく岩石を主成分とするものを指し、小惑星探査機はこの小惑星の意味がある。
「minor planet」は「asteroid」に加えて太陽系外縁天体や彗星・準惑星などを含む、太陽系小天体的な意味がある。
以前は、小惑星には厳密な定義がなかったが、観測技術が進歩し多様な天体が見つかった事で分類・定義が新しく行われてきた。
現在では、太陽系の天体は、惑星・準惑星・太陽系小天体という分類で、この中の太陽系小天体の中に小惑星 (asteroid)が属する。
太陽系の天体の分類
・恒星 (太陽)
・太陽の周りを公転する天体
惑星
地球型惑星
木星型惑星
天王星型惑星
小惑星(minor planet)
準惑星
小惑星帯にあるもの（ケレスのみ）
太陽系外縁天体
冥王星型天体
太陽系小天体
その他の外縁天体
小惑星 (asteroid)
彗星
惑星間塵
注：日本語の小惑星には前回の通りで２つ意味がある
小惑星 (asteroid）のほとんどは、木星軌道と火星軌道の間に存在しており、その領域を小惑星帯 (asteroid belt) と呼ぶ。
小惑星は太陽と巨大惑星である木星の摂動の影響を受けやすく、特定の位置に集まり群をなして運動する傾向がある、それらの各群はその公転周期により分類される。
特に注目される小惑星群はトロヤ群（周期約12年）と呼ばれ、これは太陽と木星との間を一辺とする正三角形の一頂点に位置する、それは数学的な太陽と木星の系でのラグランジュ点に当たる。
小惑星の多くは火星と木星の間の軌道を公転するが、それとは異なり地球付近を通過する軌道の小惑星も存在する、おりしも2019年7月25日に地球接近小惑星「2019 OK」が地球の近くを通過した事が報じられた。
小惑星の地球接近は度々起きており、小さな場合は大気圏で燃えつきる、逆に大きな場合は早くから観測されて話題となる、今回の接近小惑星はやや大きく通過後まで存在が判らずしかし衝突すれば燃えつきず危険だった、このレベルの天体が衝突する可能性は有限の数値だとされている。
1801年に火星と木星の軌道の間を観測して最大の小惑星ケレスが発見された、それ以来多数の小惑星が発見されてきた、小惑星 (asteroid) という言葉は1853年に考え出された。
2006年に太陽系内の太陽以外の天体に分類方法の変更が行われ、１：惑星、２：準惑星、３：太陽系小天体に分けられた。
準惑星という分類が新たに出来て、小惑星のケレスは準惑星に分類が変わり、太陽と衛星以外の１・２にも属さない天体が太陽系小天体となり、小惑星は太陽系小天体に分類される。
小惑星は現在までに約3000個発見されているが、観測されない形状が小さい天体が多いと考えられて、推定総数は19等までの明るさでも3万から4万個と言われている。
小惑星は天体望遠鏡で観測されて来たが、1990年代から惑星探査機による観測が始まり、近接観測が行われた結果として一気に知見が増えてきた。
小惑星の起源については、発見当初はティティウス・ボーデの法則が注目されており、小惑星が集中するいわゆるメインベルトと呼ばれるものの軌道長半径がボーデの法則にほぼ合致したために、昔にこの位置にあった惑星が何かの原因で破壊されたという惑星破壊説があった。
その後ではより詳しい観測により、メインベルトにある小惑星の質量を合計しても質量的には基に惑星が存在した仮定には到底不足していると判り、現在はその仮説は支持されていない。
現在では小惑星の起源は宇宙誕生にまでさかのぼる考えが主流であり、「はやぶさ」での小惑星探査とサンプルリターンにより、明らかになる期待がある。
現在では天体の中で唯一、小惑星の名前のみ、発見者に命名提案権が与えられている（注：彗星は発見年と順番の記号と早い順の３名以下の発見者の名前で自動的に命名される）。
小惑星が発見されて観測結果が小惑星センター (Minor Planet Center, MPC) に報告されると発見順に仮符号が付けられる、仮符号の天体は最終的に軌道が確定して新天体だと確認されると、小惑星番号が与えられた上で命名される。
小惑星は多くが地球のような球形ではなく不規則な形をしている、それは小惑星が小さいことと関係する。
一般には天体は大きくなれば自分自身の重力で内部へと引っ張られて、その結果で中心からの重力が均等になる球形になる傾向がある、それ故にある程度以上の大きさの天体は球形になる、しかし小惑星は大きくなく自分の重力を自身の構造で支えられるその為に不規則な形を残こし、形がいびつな天体が殆どとなっている。
小惑星は多くが火星と木星の間の小惑星帯（アステロイドベルト）に存在する、この領域に小天体が多く存在する理由は不明だが、木星の重力でこの領域の天体が惑星にはなれず、太陽系初期の岩石や小天体のままに残っている説が有力だ。
小惑星には小惑星帯から離れた場所の天体もあり、地球と同じような軌道を公転するものは地球の近くにいる小惑星の意味から地球近傍小惑星と呼ぶ、地球近傍小惑星は小惑星帯の天体の一部が木星などの影響で軌道を変えられたと考えられている、「はやぶさ」の探査小惑星「イトカワ」も地球近傍小惑星の1つだ。
