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社长专栏 丰田访谈 赛事活动 专题报道
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社长专栏 丰田访谈 赛事活动 专题报道
“畅想探测月球的工程师之梦”~对话:JAXA若田理事×丰田寺师副社长~

目录

奔月
工程师之梦
丰田与航天事业的合作已经很久了吗?!
所谓氢气作为能源的可能性、负排放
致力于星球家园的工作是很重要的

宇航员JAXA若田理事(左)和丰田寺师副社长

奔月

阿波罗11号的阿姆斯特朗船长,从月球回到地球,已经过去了50年。如今,全世界仍在热烈地讨论以月球和火星为目标的“太空探索计划”。

3月12日,在东京虎之门之丘举行的国际太空研讨会上,发表了一直以来JAXA(日本宇宙航空研究开发机构·JAXA)和丰田公司秘密研发的“载人加压月球车”的内容概要。

“月球车”是指在月球上行驶的车辆,“载人增压”是指使车辆内部保持适合人体的气压,所以宇航员可以不必穿宇航服。这个项目以2030年上半年正式进行月球探测为目标。

在这里,我将介绍丰田汽车寺师副社长发表的题为“对国际太空探索的贡献”的整篇演讲。另外,担任JAXA理事的宇航员若田光一先生和寺师副社长的对话环节也将介绍给大家。

工程师之梦

大家好。我是丰田汽车的寺师。因为平时总是谈论汽车的话题,所以今天出席JAXA的研讨会,对我来讲是客场,多少有点紧张。

首先,介绍一下我们丰田公司第一次接触和太空相关工作时候的情形。这张照片是2012年奋进号航天飞机退役时,从洛杉矶机场运输到加利福尼亚科学中心的时候,我们(我们的车辆作为牵引车)公司负责牵引这条路的一部分路程。照片中是一辆在德克萨斯制造的名为坦途的大皮卡,虽然牵引的距离不长,但我们做了一项非常光荣的工作。

丰田公司从创业以来,为了人类、为了社会、为了地球,希望做有益的工作,一直以来都秉承着这样的理念。这次,为扩展人类活动的新领域,在月球表面的环境条件下,我们能够参与这样的项目,感到非常光荣,我想这正是我们的“工程师之梦”吧。

现在,在JAXA方面提出的各种条件下,我们还处在纸上谈兵的阶段,我想简单地介绍一下这个月球车的情况。这幅图片是效果图。因为最终还会加入各种各样的条件,所以我想效果图今后还会不断地改变。丰田的汽车经常被说成“土气”,但是我觉得这个月球车比较帅气,所以我想下次制造陆地巡洋舰的时候一定要使用类似的设计。(笑)

在进行月球探测任务的时候,需要火箭和网关等各种各样的设备。其中丰田能做出贡献的,是人乘坐的车,也就是月球车这部分。因此,我们以各种方式研究了月球车的可行性。月球车在月球表面必须要行驶6周的时间,在它的内部,人脱掉西装就可以正常生活,关于空间的大小,通俗易懂地说,比4张半榻榻米的单间要小一点,月球车外面的尺寸比2辆面包车尺寸稍微大一点。

这次的任务,需要在42天内总共行驶1万公里。为了确保行驶所需的能量,丰田正在考虑搭载新一代的燃料电池。计划一次性充满氢气,行驶1000公里。听说一个月球日相当于地球的两周,一个月球夜也相当于地球的两周,希望在进行太阳能发电和蓄电的同时,在行驶以外的机器操作时使用这些电力。为了能安全准确地将宇航员送达目的地,并且在严酷的环境下开展勘探活动,需要优异的行驶性能和帮助宇航员的自动驾驶功能。

请在这里稍微看一下视频。丰田为全球客户提供汽车使用。我们从2014年开始,开展了“穿越五大洲”(丰田的员工和客户在世界各地不同的道路上驾驶丰田汽车的项目)。该项目的初衷是,通过道路锻炼员工,得到锻炼的员工再去制造汽车。我们的用户在用车过程中会经历过各种情况,比如在无路可走的路上驾车跑长途、中途汽车发生故障,或是路面过于粗糙而无法前行、甚至会遇到生命危险等等。

为了使各种各样需求客户能够放心选择我们的汽车所具备的品质、耐久性和可靠性,我们每天都在不断努力。虽然地球和月球表面的环境完全不同,但是我觉得确保品质、耐久性和可靠性的想法本身,对这次的月球车的研发会有帮助。

另外,还有最近经常使用的CASE这个词。如果将传统的品质、耐久性、可靠性比作现实汽车中看得见摸得着的技术,那么CASE中的自动驾驶、人工智能、智能网联等,则被认为是虚拟技术。要想走遍月球表面,不正是需要真实技术和虚拟技术的综合实力吗?因为月球环境比地球更加严峻,所以也希望通过为满足本项目要求所进行努力的过程,进一步打造综合实力。

从这里开始,我想就丰田贡献的技术中燃料电池的部分说几句。燃料电池并不是新技术。1965年双子星座计划以后,在阿波罗和航天飞机上,就开始使用氢能和燃料电池作为能源。

我想在这里请大家看一下燃料电池的结构。我想应该有人知道,燃料电池是氢和氧发生反应继而产生电,最终只排出水。氢和氧都是气体,如果放入储蓄罐,这种能源就可以长时间保存和运输。

同时,燃料电池和锂离子电池相比又是怎样的呢?我们进行了各种各样的讨论。一般来说,它的特征是轻便小型,但是我们的工程师为了确保这次的任务所需的续航里程,计算了能源总量后发现,燃料电池只有锂电池质量的五分之一左右,体积也能减少20%左右。

这次,从地球运送氢和氧作为燃料。通过更换储蓄罐,月球车可以一直行驶,发电排出的水也可以用于冷却水和饮用水。作为这次任务的能量来源,我认为燃料电池在各种意义上都是最合适的。

而且,如果通过这次项目,能在月球上发现水资源,将来能够灵活使用水资源的话,那么就可以在太空中稳定地储存并使用能源,用太阳能发的电和水进行电解,储存氧和氢,然后用它发电,再把排出的水循环使用。可以当做生活用水,或者用于电解。

对于我们丰田来说,这不正是形成氢社会的雏形吗。从这个观点来看,我也感受到了这次任务的意义,所以我们一定要做出贡献。为了实现可持续的移动性社会,我们认为氢气和燃料电池是不可或缺的,所以为此我们正在努力地普及。

迄今为止研发出来的燃料电池技术,不仅可以作为丰田的商品推出,还可以用于各种各样的移动性用途和驱动单元,我想和更多的利益相关方一起推进合作。

而且这次也将其加入了太空开发。太空开发是一个考验高度技术水平的“道场”,而且,必须让宇航员们平安地回到地球,我觉得这是一个严峻的任务。这次,从JAXA那里得到了这个消息,我们公司也发挥了很强的领导能力。因此,能成为日本队的一员,真的非常感谢,我们也一定会好好迎接挑战的。
感谢大家的倾听。

在演讲结束之后,若田先生和寺师副社长还进行了对话。在这里,我想从该谈话中选取几个话题介绍给大家。

丰田与航天事业的合作已经很久了吗?!

若田
接下来请播放图片。

若田
真了不起啊。虽然我也在电视上看过,但是现在还是又回忆起了那些令人怀念的日子。奋进号航天飞机,在日本,毛利宇航员和土井宇航员也搭乘过,这是我们很熟悉的宇宙飞船。
我也在1996年和2009年搭乘过2次航天飞机。第一次飞行时,日本的实验观测卫星抓拍到了航天飞机的画面,返程的时候也是搭乘这架航天飞机回到地球的。这架航天飞机真的跟我们有着特别深的缘分,因为运送它是非常重要的任务,我还记得看到日本汽车牵引奋进号的情景,作为日本人我感到非常自豪。 寺师
我听说这是第一个项目,其实在若田先生和丰田公司合作的希望机器人项目中,机器人宇航员KIROBO也一起去了太空…

若田
是的。2014年,我担任国际宇宙空间站的指挥官的时候,曾经和KIROBO交谈过,这是世界上的首次尝试,让我有了宇航员和机器人宇航员对话的宝贵经验。我觉得丰田公司和太空是有缘分的。
寺师
这次的合作,并不是从您那里听说后才开始的,是我们团队的年轻人非常想造出宇宙交通工具。那时候,只有少数成员一起开始的,在交换信息的时候聊到了这个话题…。实际上从去年开始,我们就开始共同探讨了…。
比起普通员工,做这个项目的成员看起来是更开心。今后成员还会增加。如果在公司内公开招募的话,我在想会不会发生意想不到的事情。所以我现在很头疼,到底该怎么组队。 若田
谢谢。JAXA团队的工作人员和丰田公司一起,和具有高水准、值得信赖的诸位一起工作我们也感到很自豪。“隼鸟2号”小行星探测器下降触地的画面,让作为日本人的我感到很自豪。
以隼鸟2号为代表的无人探测技术,还有国际空间站“希望”号、补给机“鹳”,这些在载人太空活动中打造出了各种技术、可靠性、无人的太空技术和载人的探索,以及这些技术的组合。根据技术的组合,今后的目标无论是月球,还是火星,我们将展开研发工作。 因为是JAXA的愿景,所以截止到2040年为止都是根据这个来描绘的,其中月球车增压被定位为重要任务。听说丰田公司也经常预见数十年后的各种事物并进行挑战... 寺师
特别是在环境问题上,到2050年左右是一个目标,这次给我们讲的月球探测也是到2029年、也就是10年后。不过10年后也不是很久以后的事了,比如汽车的开发,1个周期大概4年以上,特别是在这种新的领域进行研发的话,大概10年也不够,因为需要对各种各样的事情进行讨论。今后我跟大家一定要加快速度推进工作。
若田
刚才我也介绍了,可是这个任务的构想,是2029年以后的剧本,今天我在这里介绍的月球上的月球车,我想是丰田公司和JAXA共同挑战未来的交汇点。
载人太空活动=安全性、可靠性,人类登上月球后一定会以健康的状态回到地球,因此需要非常高的安全性、可靠性。这应该是首要的需求吧。 另外,在月球表面的辐射环境、温度环境都异常严峻的环境中,完成数千公里的飞行任务。我认为这是一个非常有挑战性的目标,但是为了实现这一目标,我们对能源效率很高的燃料电池技术,以及丰田的整体技术都抱有很大的期待。整个日本,如果能在这方面抱成团一起工作就好了。

所谓氢气作为能源的可能性、负排放

寺师
刚才说到的穿越五大陆项目,对道路情况进行学习,或许月球就是第6个条件最为严苛的大陆。我们接下来需要努力应对。对于您这次提出的性能要求,虽然还处于纸上谈兵的阶段,但我认为有三个要点。
第一点是氢能技术和FC技术。为了应对长距离飞行和漫长的夜晚,也就是说,作为电源使用的氢能技术必须要继续发扬光大。 第二点是没有铺好的道路,路面是何种情况,月球表面是何种情况。因为不知道路面起伏情况,所以需要具备无论如何都能够跑遍月球表面的可靠性。 第三点是自动驾驶功能。现在,如果想自动驾驶的话,会安装传感器、照相机、套件等各种各样的设备和部件,但是把这些信息一次传送回地球而产生的时间差对自动驾驶来说是致命的,所以必须让它具有能够自主运行的自动驾驶的功能。 在月球表面上能做到这样吗,我觉得这会成为非常难的障碍。但是,我们着眼10年后的使命,过程中会产生很多里程碑,所以我们一定会努力地脚踏实地地进行研究。 就像刚才提到的一样,我在想是不是可以把氢能社会描绘成一幅画。正在研究中的月球车,作为燃料的氢和氧都是来自地球的,这是前提,不过,总有一天如果能在当地(月球)采集调配这些能源,比如说如果能有像氢气站这样的设施就好了。 若田
是啊。各国以这个为目标,到2020年的上半年,以利用水资源为目标。为此,各国都在计划进行月球极地的探测任务,日本也在推进这样的计划。之后,在2020年的后半年,为了把氢和氧从水资源中分离出来并加以利用,我们也在讨论这个实验,我想应该会进行下去吧。
因此,如寺师副社长所说,将来,最初是带氢和氧的燃料电池,就像航天飞机一样,将来要运用月球表面的水资源,从那里取出氢来使用、生活,自然地假定它将用作移动所需的能源。 寺师
也就是说,如果能在月球表面比地球更早地建立氢能社会就好了。
若田
您说得对。水、冰真的是非常珍贵的资源。在月球的探测活动之后,我们将针对火星进行载人活动,但我认为我们需要一个循环型的移动系统。
为此,日本在这个领域也有企业、学院、大学等各种各样的单位进行研究开发,所以我认为有必要收集氢相关的技术、知识。我认为丰田公司在地球上对于扩大氢能的运用正在投入巨大的力量。 寺师
最近经常有人议论说电动汽车和氢能车哪个好,所以简单来说,基本上电动汽车是由“电池”、“马达”和控制它的“动力控制单元”三个要素组成的。
(电动汽车)从外面充电并储存电,所以有很多电池。燃料电池的话,基本上3个要素组成到一起的,自己用氢能发电开车。因此,燃料电池车(实际上)也是电动汽车,所以基本的想法是根据能源来改变使用方法。不一定是根据“只靠氢能行驶”、“只靠电行驶”进行区分,基本上是相同的。 (顺便说一下)所谓FCV可以使空气清新,若田先生知道吗? 若田
我只听过一点点。

寺师
MIRAI吸入空气,通过过滤器进行清洁,氧与氢结合在一起发生电化反应,从而产生电能,电能驱动电机运转,汽车行驶。实际上,排出的是水和剩下的空气,不过,因为安上了过滤功能,吸入PM2.5,排出的时候,PM2.5会大大降低。
也就是说,它起着空气净化器的作用。如果能进一步发挥这个功能的话,可以赋予它清洁汽车排出的氮氧化物和硫氧化物的功能。因此,也许CO2是零排放,但是对于污染大气的物质,不知道氢能汽车这个词好不好,但是我觉得它有“负排放”的作用。在接下来的MIRAI中,不仅仅是现在正在做的PM2.5,我想做一辆能够吸引氮氧化物和硫氧化物的车。为了普及应用,我们不仅要提供汽车,我们还希望以各种方式将其用作移动性的动力源。 因为是难得的机会,所以想请若田先生听我说,若田先生是日本人中第一个担任ISS(国际宇宙空间站)的指导员,那么对于宇航员来说什么(其中)是重要的呢。

致力于星球家园的工作是很重要的

若田
正好在4、5年前我担任了宇航员的指导员。在太空开发中,平衡竞争、协调的工作很重要。我觉得团队朝着一个矢量前进是必要的。
宇航员是俄国人、美国人、欧洲人、加拿大人组成的团队,为了最大限度地发挥团队的成果,和睦的气氛是非常重要的。特别是在封闭环境、月球和火星上,这样的团队合作是很重要的。 寺师先生至今为止在皇冠等项目中也有过项目经理的经验,我想在汽车的开发中,团队合作也同样是不可或缺的吧。 寺师
汽车上大概有3万件左右的零件。但是,7成的零件是从供应商那里采购的,自己制做的只有3成左右。只有和各种各样的人合作才能造出汽车。
这次的轮胎也得到了Bridgestone公司的多方指导,我们将和伙伴们一起制造汽车。以前有“家园”、“故国”、地区等想法。但是,从月球上看,地球只有一个。所以,我觉得这就是“星球家园”,大家一起合作才是最重要的。 若田
我也有同感。今天的主题说的是“日本队”,所以我说了,有必要重视“星球家园”的精神,努力工作,有必要把伙伴扩展到全球。我认为有必要集结全日本的力量,并以此为基础为国际社会做出贡献。