53年間の夢が実現：銭学森氏と中国初の宇宙ステーション構想

制作：中国科学普及協会

制作者：李慧超（ハルビン工業大学深圳）

制作者: 中国科学院コンピュータネットワーク情報センター

2021年4月29日、天河コアモジュールの打ち上げが成功し、中国の宇宙ステーション建設が正しい軌道に入り、中国の有人宇宙計画が3段階計画の最終段階に達したことが示された。

Tianhe コアモジュールの構成 (画像出典: @星智科创团队によって承認され、コンポーネントの名前は @冰结向日葵によってマークされています)

しかし、実は、約30年前に、このビジネスを開拓した先人たちはすでに今日のシナリオを思い描いていたのです。

1980 年代後半から 1990 年代前半にかけて、我が国は有人宇宙計画の計画について議論していました。当時、宇宙ステーションの建設は、近い将来の有人宇宙計画の究極の目標でした。長征7号や長征5号などの新世代ロケットの開発、そしてさまざまな有人宇宙ミッションで検証され達成された主要技術が、最終的にはこの目標の達成に役立つだろう。

しかし、中国国民の宇宙ステーションの夢は、1992年に中央政府が有人宇宙計画を承認したときに始まったわけではない。

「人工衛星・宇宙船開発10カ年計画（案）」、夢の始まり

1968年には、中国向けに150トンの宇宙ステーションを計画しただけでなく、今ではまったく「SF」に思える偵察宇宙船や戦闘宇宙船の計画も提案した別の文書がありました。 「人工衛星と宇宙船の10カ年発展計画（草案）」と題するこの文書で提案された計画の多くは、当時の中国の総合的な国力と技術基盤の限界により、期待された期間内には実現されなかったが、中国の宇宙産業の将来の方向性を先見的に示しており、当時の独創的なアイデアはその後、次々と現実のものとなっていった。

この文書の起草を主導し主催したのは、生涯を通じて中国の宇宙産業を牽引してきた一方で、生涯を通じて「中止」や「中止」にも対処してきた銭学森氏である。

銭学森氏は2つの爆弾と1つの衛星の開発における英雄であるだけでなく、中国の科学者の旗手でもある（写真提供：CCTVニュース）

ホースを心配する偉大な科学者

1959年、アメリカの太平洋東側では、ロケット専門家フォン・ブラウンが一連のロケットプロジェクトに忙しく取り組んでいました。フォン・ブラウンは第二次世界大戦中にナチス・ドイツによるV2ロケットの開発を主導した人物です。米軍に捕らえられた後、ロケットの専門家として特別な地位にあったため、再び採用された。彼は戦争犯罪の裁判を逃れただけでなく、アメリカ国民の名誉ある客となり、アメリカのミサイルと打ち上げロケットの開発を主導した。

1958年、彼が設計したジュノー1号ロケットは、米国および西側諸国初の人工衛星サーベイヤー1号を宇宙に打ち上げることに成功した。 1959年までに、彼はすでにより強力なサターンIロケットの開発に取り組んでおり、宇宙飛行士を月に送る方法を思い描き始めていました。

その年、かつて米軍の代表としてフォン・ブラウンを尋問したことがある銭学森氏は、太平洋の向こう側で一本のホースのことを心配していた。

1959年4月、上海機械電機研究所はT-5観測ロケットの開発に注力していました。アメリカが開発に成功した大型ロケットと比較すると、このタイプの観測ロケットの性能は非常に劣っているように思われます。これはドイツのV2ロケットの縮小版「ユースバージョン」であり、ロケット全体の離陸重量はわずか2トン強である。

しかし、このように一見単純な小型ロケットであっても、ホースのせいで開発が進まなかった。液体酸素の沸点はマイナス183度だが、当時、マイナス180度以下の温度に耐えられる液体酸素ホースを国内で製造できる企業はなかったのだ。

銭学森氏が率いる上海機械電機研究所は、「料理が上手でも米がなければ料理はできない」という問題に加え、「一銭の金で英雄も失敗する」という問題にも直面した。当時、国の経済は苦境に陥り、財政状況も厳しかったため、ロケット開発を支援する資金はあまりありませんでした。

銭学森氏（右から3番目）とシステム科学セミナーの学生たち（写真提供：中国宇宙システム科学工程研究院）

上海機械電気工学研究所の前身は、北京に設立された中国科学院第一設計研究所でした。毛沢東主席の「人工衛星も開発したい」という呼びかけを実現するために1958年に設立された衛星・ロケットの総合設計開発機関だった。

もともと、科学者や技術者たちは、我が国の人工衛星をできるだけ早く宇宙に打ち上げることに熱心でした。

しかし、想像力と実行力を兼ね備えたこれらの天才たちが国の現実を検証したとき、ゼロから構築された新中国の産業システムと国民経済は、人工衛星のような複雑で包括的な大規模プロジェクトを支えることができないという悲しい認識に至らざるを得なかった。

1959年に中央政府が「衛星打ち上げは国力に見合っていないため、宇宙技術の研究開発の課題を調整する必要がある」と指示した後、上海機械電機研究所はより難易度の低い探査ロケットの開発に着手した。

しかし、開発の難易度が大幅に低下したこれらの製品であっても、科学者は短期間で独力で解決することが難しい客観的な問題に依然として数多く遭遇しています。

もし銭学森氏が中国に帰国していなかったら…

もし銭学森氏が母国に帰国せずに米国で仕事を続けていたなら、おそらく研究開発資金や極低温ホースなどの技術基盤について心配する必要はなかっただろう。ミサイルやロケットの軍事的価値が非常に大きく、またソ連との宇宙開発競争に政治的に参入する必要があったため、当時の米国の航空宇宙産業では資金が問題になることはなかった。

1944年、米軍は将来の航空兵器戦術とミサイル開発の計画を立てたいと考え、銭学森氏を中核メンバーとして参加するよう招聘した。米軍は資金に関しては「いくらお金がかかっても問題ない」と約束した。

その後の月面着陸競争では、米国は民間宇宙飛行を担うNASAに、現在の通貨に換算して2000億ドル以上という前例のない資金を投入した。アポロ計画の期間中、NASA の年間予算は連邦政府の年間総予算の約 4.5% を占めていました。この割合は現在わずか 0.5% 程度であることに留意する必要があります。

それだけでなく、当時のアメリカの総合的かつ技術的に高度な科学技術産業基盤は、科学者のアイデアをできるだけ早く現実のものにするのに十分でした。月面着陸に必要な高推力ロケットエンジンの開発を例に挙げてみましょう。材料、冶金、機械、化学工学、電子情報、精密リモートセンシングおよび制御など、多くの技術分野の連携が必要です。

アメリカの科学技術産業システムは第二次世界大戦中の戦争によって破壊されなかった。むしろ、軍の命令による刺激で大きな発展を遂げた。戦争で荒廃した地域から自発的あるいは非自発的に（ドイツ人捕虜など）米国に渡った多数の科学技術専門家も、米国の戦後の技術発展に新たな推進力を与えた。

フォン・ブラウン（画像出典：Wikipedia）

アポロ月面着陸計画の歴史的な写真の中に、非常に象徴的な写真があります。NASAのオフィスにいるフォン・ブラウンと、彼の背後にある、最初の衛星の打ち上げから宇宙飛行士の月への派遣まで、彼が開発を主導したあらゆる種類のロケットです。フォン・ブラウンの名前は、ロケット開発における彼の重要な役割により、アポロ月面着陸とも永遠に結び付けられています。

銭学森氏の指導者であり、航空力学の第一人者であるジョン・フォン・カルマン氏は、かつて銭学森氏を「アメリカのロケット技術分野における最も偉大な天才」と称賛した。もし銭氏が中国に帰国していなかったら、誰がその事務所で働いていたでしょうか？

祖国に戻り、種をまく人になることを選ぶ

国の力が科学者の「大胆な」アイデアを支えることができなかったその時代に、科学者にできることは、黙々と一つずつ未来への種を蒔き、十分な太陽の光と雨が降り注ぎ、新しく生まれた芽ができるだけ早くそびえ立つ木に成長できる日を待つことだけだった。

講演中の銭学森氏（写真提供：中国宇宙システム科学工程研究院）

1958年、人工衛星と打ち上げロケットの開発が始まったばかりの頃、銭学森氏は、将来的にロケットの性能を向上させるには、高比推力燃料の予備研究を行う必要があることに気づきました。

当時、海外における高比推力燃料の開発はまだ模索段階にあり、参考にできる情報がありませんでした。中国科学院は、銭学森氏の指導と監督の下、懐柔に高エネルギー燃料試験基地を建設した。検討の結果、開発の方向性として液体水素/液体酸素燃料の組み合わせを選択しました。液体水素/液体酸素エンジンは 1960 年代に最初に開発されました。

長征5号ロケットが轟音をたてて宇宙に飛び立ち、天河宇宙ステーションのコアモジュールと火星探査車「天問1号」を宇宙に送り出したとき、コアの第1段に搭載された2基の50トンの液体水素/液体酸素エンジンが重要な動力を供給したが、そのルーツは銭氏が建設した試験基地にあった。

「十カ年計画」で計画されている二種類の有人宇宙船は「千軍坊一号」と「千軍坊二号」と名付けられ、それぞれ地上の戦略偵察と宇宙への攻撃の機能を担っている。彼らの名前は毛沢東主席の詩「金の猿が千斤の棍棒を掲げ、翡翠の空が数千里の塵を払い落とす」に由来しています。どちらもロマンチックで、国を守る使命を表現しています。

さらに、離陸重量50トンで地球との間を往復飛行可能な再利用可能なスペースシャトルも計画されている。

銭学森氏は1949年にすでにこのタイプの宇宙船の予備的なアイデアを提案していた。それは、V2ロケットを使用して、水平離陸が可能な航空宇宙機に改造し、大気圏外を飛行して大陸間の高速輸送を実現するというものだった。このアイデアは米国の X-20 実験機にインスピレーションを与え、後に米国が建造したスペースシャトルの設計アイデアの源泉の 1 つと考えられています。

しかし、当時の中国にとって、このような複雑な宇宙船を開発することはほぼ不可能な仕事でした。

1970年に中央政府が「ドーン」というコードネームの有人宇宙船の開発を承認したとき、設計者は再び現実に立ち返り、1960年代に米国が使用した「ジェミニ」宇宙船と同等の性能を持つ宇宙船を設計し、一度に2人の宇宙飛行士を乗せて地球と空を往復するミッションを実行できるようにしました。しかし、このような現実的な計画は、さまざまな理由により 1975 年に中断されなければなりませんでした。 「曙光」プロジェクトでは、宇宙における人類の活動に直接関係する航空宇宙医学工学研究所が設立されました。 「曙光」プロジェクトが中断された後、関係部門は経費節減のため研究所の閉鎖を一時検討した。

「宇宙に行くことは航空宇宙技術の発展において避けられない流れだ」「今507研究所が撤退したら、将来この事業を続けるのは難しい」と皆に伝え、あちこち走り回って積極的に各方面に働きかけたのが銭学森氏だった。

数年後、別の誰かがこの研究所について考え始めたとき、いつも穏やかで礼儀正しい銭さんはテーブルを叩きました。現在、この研究所は中国の宇宙飛行士の科学研究と訓練センターとなっています。過去、現在、そして将来宇宙を旅したすべての中国の宇宙飛行士は、この機関によって選ばれ、訓練され、飛行中ずっと保護されてきた。

我が国の総合的な国力と総合的な科学技術レベルの向上に伴い、「十カ年計画」に掲げられた多くの先見的な理念が徐々に現実のものとなってきました。例えば、「10カ年計画」で計画されているLighthouse-1とLighthouse-2のナビゲーション衛星は、我が国の全地球航法のためのナビゲーションと測位を提供することができます。 2020年、北斗全地球航法測位システムが完成し、星の海に輝く中国の灯台となった。 2010年以降、東方紅3号Bや東方紅4号などの通信衛星プラットフォームの開発に成功し、安定した信頼性の高いサービスを提供し始めました。 「10か年計画」で計画されていた「イオンロケット推進大容量同期軌道衛星」の構想が実現した。

結論

神舟5号から神舟7号まで、宇宙飛行士が宇宙から凱旋帰還するたびに、彼らはわざわざ銭学森氏の自宅まで出向き、報告をしていた。

宇宙の英雄、楊立偉が初飛行から帰還し、銭学森氏に報告（写真提供：CCTV Video）

銭学森氏は、自分や先輩世代の科学者たちが蒔いた種が、そびえ立つ木に成長するのを自分の目で目撃した。彼らが育てた「東風」と名付けられた鋼鉄の森は、人々の平和な暮らしを日々守っています。

当時、MIT最年少の教授は、快適な生活と潤沢な収入だけでなく、自分の名前を「人類初」と結びつける多くの機会や、大学の教科書に自分の研究が掲載される多くの機会も放棄して、発展途上の祖国に戻った。 2009年に銭学森氏の死去のニュースを報じた際、多くの西側メディアは銭氏の中国帰国を当時のマッカーシズムの蔓延のせいだと単純に報じた。

1歳になった千学森さんと父の千俊福さん（写真提供：千学森さんに近づく）

しかし、彼らが知らないのは、銭氏が国を離れたとき、彼の父親が彼に次のようなメッセージを送ったということだ。

「人は賢く、慈悲深く、正義に満ち、聡明で、忠実で、兄弟愛に満ち、親孝行な性格を持つべきだ。」 「息子の西への旅は彼の長年の願いではありません。静かに、そして華々しく帰ってくるべきです。」

家族と国家に対する意識は、真の中国人一人ひとりの骨に刻み込まれています。表現や実現の形態はさまざまですが、国の繁栄と強化のために、大々的であろうと無名であろうと、貢献することが燕と黄の子孫の共通の追求です。

画像出典：アニメ「年兎事件」

参考文献:

1. 千学森の宇宙年、中国航天出版社