たくさん会えました

コガモたちも先週から頻繁に姿を見せてくれるようになったみたいで、今日もたくさん見ることができました。

でも、ちょうど柵の中に入ってアイガモ兄弟にエサを与えている人がいて、この人を警戒したのか、大半は飛び立って数回上空を旋回した跡、道路を挟んだ西側にある別の池の方へ飛び去ってしまったのが残念でした。とはいえ、約15羽のコガモたちが残って姿を見せてくれたので、たっぷり観察させてもらいました。

ちなみに、アイガモ兄弟の方は、その人がいる間とエサをもらっている間は姿を見せていましたが、その人がいなくなるとヨシやガマの茂みの奥に引っ込んでしまいました。茂みの中からカモ類の鳴き声が結構聞こえていたので、もしかしたら、場所取り争いのようなものがあってあまり外に出ていられなかったのかもしれません。

それから、コガモたちの群れが飛び去ったあと、その西側からもっと多く、約40羽のスズメたちが一群になって飛んできて茂みに入っていきました。今日はそのあとシジュウカラの小群を観察したり、写真のアカハラを撮ったり、茂みの東側でジョウビタキを探したりしていて気付きませんでしたが、この一群は静かで、茂みに入ってから場所取りなどでにぎやかに鳴き続けるといったことはなかったように思います。シジュウカラの小群も私が見ていることを気にするより松の実や松の木に潜む虫といったエサを探すのに熱心でしたし、エサ探しに忙しいか、余分な労力を費やす余裕がなくなってきているということなのかな、と思います。

あと、今日は茂みの東側に縄張りを構えているジョウビタキのオスは不在だったみたいで、代わりにメスのジョウビタキを見付けました。先週一緒にいた、北側の斜面に縄張りを構えているらしいオスと一時的にどこかへ行っているだけなのか、それとも、縄張りを放棄してしまったのか、来週しっかり確認します。

最後に、アオジは今週も、調整池より東側に隣接する公園で多く見かけました。理由は分かりませんが、本当に調整池にいたグループが移動しているのかもしれません。こちらも来週さらに観察します。

【時間】11:15～12:00（大体）

【天気】晴天

【風】西からの風

【出会った鳥】スズメ、コガモ（オス・メス）、シジュウカラ、アオジ、アイガモ兄弟、アカハラ、ジョウビタキ（メス）（多い順、珍しい順）

【今日の写真】久し振りに撮れたアカハラ

光学迷彩の照明について

光学迷彩は、

1cm四方を単位とすれば解像度は十分（※１）

ということがわかりましたが、この単位ごとに照明を１個ずつ設置すれば良いわけではありません。

１方向に対してのみの光学迷彩なら１個ずつでも大丈夫ですが、“ルイーゼ・ボッシュ”は複数の相手との交戦を想定しているので、それでは不十分です。できれば、複数の照明を設置をしてすべての方向に対して光学迷彩を使用できるようにしたいところです。

そのため、１単位は設置した平面を覆う半球状のすべての方向に対して使用できるように、

　・１単位を６×６区画に区切り、それぞれに１個ずつ照明を設置する
　・各照明は約30度の広がりを持つ円錐形に光を放つ
　・各照明がそれぞれ異なる方向に光を放つようにする

とします。これで、すべての方向にそれぞれに適した映像を映すことができます。今のところ、照明には有機LED（※２）のような平面薄膜照明を採用して、この照明自身に光の指向性を持たせるか、レンズ・鏡を使ってそれぞれ異なる方向に30度の広がりを持って光を放つように指向性を持たせるつもりです。

ですが、上記の６×６区画が１つだけでは、１単位の中の一部分だけが光ることになって良くありません。このため、６×６区画をさらに３×３となるように配置して、１単位の全体が光っていると見えるようにします。こうすれば、仮に照明の１つが故障して光らなくなっても残りでそれなりに補えますし、１つの照明の明るさを小さくして、汎用品に少しでも近いものを選択することもできます。

この結果、１単位に18×18個の照明が並ぶことになりますが、予備のスペースも含めて20×20個分として、１単位の寸法から、照明１個の寸法は0.5mm四方とします。

そして、映し出す映像はフルカラーである必要があるので、テレビなどを参考に、照明１個は４色（光の三原色＋赤外線）のセットからなり、１色の寸法は0.２mm四方とします。残る0.1mm分は仕切りなどに当てます。

この寸法の照明を作成することは現在でも可能と思いますが、宇宙空間で長期間使用できるか、十分な光量を放てるかなどの課題は、“ルイーゼ・ボッシュ”が建造される300年後までに解決されると仮定します。

なお、結果としてステルスシールドはかなり精密なものとなるので、整備・修理などとして交換しやすいように、全体として１枚にするのではなく、力学的な配慮をした上で数十～数百枚に分割することにします。

※１：2013/1/26記述分
※２：「有機エレクトロルミネッセンス」（Wikipedia内のページ）

光学迷彩の解像度について

光学迷彩は以前書いたように（※１）、表面の反射率を変化させたり、背景とほぼ等しい映像を映し出したりして迷彩を行います。ですが、相手が持つ光学観測能力以上の解像度（※２）がないと見破られて（※３）有効なものとはなりません。

では、どれだけの解像度が必要かというと、先日書いたように（※４）、

　・相手から500kmのところをすり抜けられる性能
　・現在計画中のTMTという天体望遠鏡（※５）の解像度0.008秒角に近い0.01秒角の解像度

が目標なので、

　　500km先で真横を向けている“ルイーゼ・ボッシュ”を見たときに0.01秒角より細かい解像度

とすれば良いことになります。

500km先の0.01秒角がどれだけの長さ（※６）になるのかは分からないのですが、地球からの見た月が約31分角（※７）ということなので、

　　3,475（km）：384,400（km）→ 約31分角
　　432（ｍ）：500（km）→ X分角

と考えると、

　　約0.009：１ → 約31分角
　　約0.0009：１ → X分角 ≒ 約3分角（満月の約10分の１、木星（※８）の約４～６倍）

　　約3（分角）：432（ｍ）＝ 0.01秒角：X（ｍ）（※９）
　　X ≒ 0.024（ｍ）＝ 2.4（cm）

となるので、1cm四方を単位とすれば解像度は十分ということになります。戦闘・臨戦態勢中はステルスシールド内にしまえない速射レーザー砲などをどう隠すかが課題になりそうですが、不可能ではないと思います。

※１：2013/1/24記述分
※２：ここではステルスシールドをディスプレイ画面と考えたときの解像度で、特にピクセルの寸法
※３：相手の解像度の方が高いと、背景の中でドット絵のように見える
※４：2013/1/25記述分
※５：「国立天文台 TMT推進室」
※６：正確には「直径」かも
※７：「測量器で月を観測」（株式会社レックスのページ）
※８：「木星の視直径の変化」（「天文ガイド」の記事「惑星サロン」のページ）
※９：１分角 ＝ 60秒角。１度 ＝ 60分角

光学迷彩の性能目標について

ステルスシールドの光学迷彩について、どれくらいの性能を求めるかというと、

　　相手から500kmのところをすり抜けられる性能

と想定しています。

交戦距離は２万kmと想定していますが、この距離だと大出力レーザー砲でもさすがに必中とはいかないでしょうし、ミサイルだと発射から命中までに30分以上（※１）かかってしまって対策を取られやすくなりますし、さらに、この距離で無力化しても、その後乗り込むときに何時間もかかってしまいます。

ですから、近付けるのならできるだけ近付けた方が良いということで、高い目標を掲げてみました。この性能を達成できれば、1500～2000kmくらいまでは余裕で近付いて不意打ちをかけることができると思うので、運用の柔軟性が高くできると思います。

そして、この性能を達成するためには、相手がどれだけの探知能力を持っているかが重要なので、これについては、

　　現在計画中のTMTという天体望遠鏡（※２）の解像度0.008秒角に近い0.01秒角の解像度

と想定しました。

なぜ「解像度」かというと、光学観測の場合、光学迷彩による映像と周囲の背景の違いを見分けることで探知することになるため、少しでも細かく観測できることが一番重要と考えたためです。

なお、TMTは現在計画中の大型天体望遠鏡のなかでも最高水準の性能となる光学赤外線天体望遠鏡です。ですが、“ルイーゼ・ボッシュ”が建造される300年後までには、宇宙船に搭載できる光学赤外線観測機器として一般的な性能の水準になっていると仮定しました。この仮定が可能なのかは分かりませんが、他に良い仮定を思い浮かばないので、とりあえず、この仮定・想定で進めます。

※１：ミサイルが目標に接近する速度を約10km/秒と仮定
※２：「国立天文台 TMT推進室」

ステルスシールドについて

“ルイーゼ・ボッシュ”のステルスシールドには、大きく分けて、

　1.レーダー波を特定の方向に反射することで探知されにくくし、探知されても追尾を困難にする
　2.光学迷彩により可視光領域の観測で探知されにくくする

の２つの役割があります。1.は多面体状の形状で達成し、2.の光学迷彩は、

　a.日向側では表面の反射率を背景とほぼ等しくなるように変化させることで達成する
　b.日陰側では表面に背景とほぼ等しい映像を映し出すことで達成する

と考えています。

ですが、

　・1.は離れた場所にあるレーダー同士が連携する（※１）と効果がかなり低下してしまう
　・b.は太陽や一等星などの見かけ上明るい恒星を背後にした場合、光量が足らなくて効果がなくなる（※２）

ことに最近になってようやく気付きました。特に、“ルイーゼ・ボッシュ”が計画・建造される23世紀末には宇宙においてもレーダーの連携は当たり前のことになっていると思っているので、ステルスシールドの形状そのものの価値が低下し、変更が必要になるかもしれません。また、「見かけ上明るい恒星を背後にすると極めて発見されやすくなる」という弱点や運用上の制約になるかもしれません。

ただ、ステルスシールドを閉じた状態で艦首を主たる相手に向ければ、背後を取られない限り探知は難しいとも思うので、まったく無価値になるということはないかもしれません。

さらに考えたいです。

※１：レーダー波の発信元と受信先を分担する、互いのレーダー情報を融合して共有する
※２：日食などのように「食」を起こしてしまう