JAXAが挑む「宇宙太陽光発電システム」研究開発の今

2022年11月16日テクノロジー

ＤＥＬＩＧＨＴのエンジニアリングモデル（ＪＡＸＡ提供）

宇宙太陽光発電システム（ＳＳＰＳ＝Ｓｐａｃｅ　Ｓｏｌａｒ　Ｐｏｗｅｒ　Ｓｙｓｔｅｍｓ）は、宇宙空間にとても大きな太陽光発電所を構築して、そこで発電した電気を無線で地上の受電設備に送り、私たちの生活の電気として利用するという未来の発電システムである。クリーンなエネルギーを大規模に、安定的に、多地点に供給し、エネルギー、気候変動、環境などの人類が直面する地球規模課題の解決に寄与する可能性を秘めている。

ＳＳＰＳの実現には、高効率で安全な発電・送電・受電、大型宇宙構造物の構築・制御・保守、宇宙空間への低コスト大量輸送など、多くの課題を解決する必要がある。

ＪＡＸＡのＳＳＰＳ研究チームでは、これらの課題を解決する技術のうち、ＳＳＰＳの中枢的な技術として、無線エネルギー伝送技術、大型宇宙構造物の構築技術（デブリ対策も含む）、高効率太陽電池技術に関する研究を最優先で進めている。また、ＳＳＰＳの研究は長期間にわたるため、途中段階の研究成果も社会に役立てることを目指し、移動体への無線エネルギー給電や大型宇宙レーダーなどの実現を検討している。

ＳＳＰＳは一つの人工衛星で１ギガワット（１００万キロワット）の電力を得ることを想定して検討しており、そのためには高度３万６０００キロメートル上空の宇宙空間に約２キロメートル四方のとても大きな人工衛星を作る必要がある。ＪＡＸＡのＳＳＰＳ研究チームでは、大型宇宙構造物の構築技術の研究を段階的に進めており、３０メートル級（３０×３０メートル）の大型平面アンテナの実現を当面の目標としている。

現在、この目標に向けた宇宙実験として、展開型軽量平面アンテナの軌道上実証（ＤＥＬＩＧＨＴ＝ＤＥｐｌｏｙａｂｌｅ　ＬＩＧＨｔｗｅｉｇｈｔ　ｐｌａｎａｒ　ａｎｔｅｎｎａ　Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ　ｄｅｍｏｎｓｔｒａｔｉｏｎ）を計画しており、実証システムの開発を行っている。ＤＥＬＩＧＨＴでは、新型宇宙ステーション補給機ＨＴＶ―Ｘの１号機を宇宙実験の場として利用し、新たに考案したパネル展開・結合機構を用いてパネルを軌道上で展開し、展開中の挙動や展開後の構造特性を計測する。

また、パネルの一部に搭載した膜構造の軽量平面アンテナでの電波受信レベルの計測や、次世代の宇宙用太陽電池セルの検証も行う。この実証を通じてＳＳＰＳの研究開発を着実に前進させたい。