グーグルもできていない成層圏飛行、韓国製無人機が成功

「グーグル（Ｇｏｏｇｌｅ）やフェイスブック（Ｆａｃｅｂｏｏｋ）が要請すれば機体を販売する意向もある」

イ・ユンギョ韓国航空宇宙研究員（航宇研）の話からはグローバル情報通信（ＩＴ）大手もまだ到達できていない高みに先に達したという自負心がにじみ出た。

航宇研が自主開発した無人機（ＥＡＶ－３）が高度１８．５キロメートル上空で９０分間飛行することに成功した。この無人機はエネルギー源として太陽光だけを利用する。７階建てマンションを横にした長さ（２０メートル）の巨大な翼がすべて太陽電池パネルになっている。ここで生産された電気はリチウムイオンバッテリーに蓄積して日が沈んだり太陽光が弱くなれば取り出して利用する。

注目すべきことはＥＶＡ－３が「高高度」に該当する１８．５キロメートル上空を飛行したという点だ。大気圏は対流圏・成層圏・中間圏・熱圏で構成されるが、このうち１８．５キロメートル上空は成層圏だ。成層圏での飛行は軍事的価値が高く、各国政府が注目している。例えば平壌（ピョンヤン）地域を集中観察したいと仮定しよう。その場合、無人機は平壌上空にずっと留まらなければならない。この時、成層圏が最も魅力的だ。大気圏で風速が最も弱いうえに、雲の上にあって強い光（動力）が確保でき、同時に高度が高すぎるわけではないため高画質撮影に有利だからだ。

また、航空法３８条により高度１８キロメートル以下では航空機は管制官が指定した道（航路）だけで動かなければならない。だが、成層圏に上がれば管制領域から抜け出す。１８．５キロメートル上空では航路を逸脱してもかまわないという意味だ。

ＥＶＡ－３は成層圏で飛行した太陽光無人機としては米国エアロバイロメント（ＡｅｒｏＶｉｒｏｎｍｅｎｔ）の「ヘリオス（Ｈｅｌｉｏｓ）」、英国キネティック（Ｑｉｎｅｔｉｑ）の「ゼファー（Ｚｅｐｈｙｒ）」に続き世界で３番目だ。ロシアなど航空技術先進国もまだ太陽光無人機を成層圏に出せていない。技術分野で２番手に甘んじることをよしとしないグーグルやフェイスブックも同様だ。

民間企業は通信中継のために無人機を成層圏に飛ばしたがる。フェイスブックは無人機をアフリカ上空に出して無線インターネット網を構築する「アクィラ・プロジェクト」を推進中だ。最近米国アリゾナ州で９０分間の試験飛行に成功したが成層圏ではなく対流圏だった。

このように成層圏で太陽光無人機成功事例が珍しいのは一般的な部品・装備が成層圏で受け入れられないためだ。成層圏の温度は零下７０度まで下がる。そのため核心部品であるバッテリーの性能が急激に悪くなる。モーターなどの胴体部品も誤作動する場合が多い。これを解決するために航宇研はバッテリー自体が熱を発するように設計した。また、熱が広がる経路ごとにヒーターとファンを結合した特殊な部品を入れた。機体内部に通路を作って機体全体に熱が流れるようにした。

また、成層圏は空気密度が地上の９％に過ぎない。地上ではある程度以上で速度を出せば気体を押し上げる揚力が発生するが、密度が低くなるほど揚力も減る。成層圏で飛行機が滞空するためにはより大きなエネルギーが必要だということだ。

航宇研はプロペラを特殊に製作し問題を解決した。翼の面積を広げて断面積も特殊設計して推力を確保した。超軽量炭素繊維複合材を使って重量（５３キログラム）も軽い。翼面積に対する重量を一般的航空機の１０分の１に減らした。

もちろんまだすべての問題が解決したわけではない。バッテリー効率が障害となっている。英国ゼファー無人機は自主開発したリチウムバッテリーで２週間成層圏に留まった。だがＥＡＶ－３のリチウムイオンバッテリーは容量がゼファーの半分の水準だ。

趙光来（チョ・グァンレ）韓国航空宇宙研究院長は「一度浮上すれば無人機が５年間成層圏に留まれるようにするのが目標」とし、「バッテリー効率だけ改善するならば国内領海で違法操業する外国漁船を監視したり海洋汚染や山火事をすぐに確認できる時代が開かれるだろう」と話した。