深度8000m到達&潜航時間30時間!自律型無人探査機の日本記録を樹立した「うらしま8000」大深度化成功の裏話と海洋科学研究の未来
深海を潜航し、海底地形を描き出す深海巡航探査機「うらしま8000」。2025年7月に8000メートルへの潜航を成功させたことは、ニュースなどで目にした方も多いのではないでしょうか。 「うらしま8000」は、プログラムに沿って24時間以上の潜航ができ、音波を駆使して、母船とコンタクトしながら、これまでにない精度で海底の地形を描き出すことができる無人探査機です。これまで運用されていた潜水深度3500メートルの「うらしま」を、8000メートルまで大深度化する、この開発にはどのような試行錯誤があったのでしょうか。 海洋研究開発機構(JAMSTEC)の開発プロジェクトリーダー・中谷武志さん、データ解析や技術改良を行っている金子純二さん、プロジェクトや運用を推進している松永 祐さんに聞いてみました。(取材・文:瀬戸内千代)
深度8000メートル到達の瞬間(写真提供:JAMSTEC)深度8000mなら日本の海をほぼ網羅できる
中谷 2011年の東北地方太平洋沖地震は、最大深度8000メートルに達する日本海溝が震源域でした。深い故に、調査がなかなか進まなかったという背景があります。そこで、超深海での詳細な海底地形図の取得を目指して、8000メートルまで到達できるAUV(自律型無人探査機)の開発がスタートしました。
松永 もちろん、「大深度における調査能力を獲得すべき」という国の方針もあります。世界の深海探査競争では到達深度だけが話題になりがちです。しかし、JAMSTECは研究機関なので、やはり行くだけではダメ、観測できないと意味がない、そこに注力したということもあります。
深度8000mに向けて潜航を始めた「うらしま8000」(写真提供:JAMSTEC)中谷 じつは、今回の改造で「うらしま8000」は、日本の海のほぼ全域で海底を精細に調査することができるようになりました。
音を使って海底地形と地層までを「見る」
中谷 そうですね。まず、海水には電波をほとんど通さないという性質があります。そのため、海中ではGPS(全地球測位システム)やWi-Fiのような通信手段は使えません。また、深海には光も届きません。
「うらしま8000」は、機体の両側面にあるインターフェロメトリソーナーから、扇状に広がる音波によって、海底地形の精細なデータを取得する(図版提供:JAMSTEC)中谷 「うらしま8000」には、海底地形を観測するための「インターフェロメトリソーナー」という装置が搭載されています。このソーナーの周波数は120キロヘルツです。人間が聴くことができる音波は、およそ20ヘルツから20キロヘルツなので、この周波数は超音波に分類されます。イルカが仲間とのコミュニケーションなどに使う音波も、同じような高い周波数帯に含まれます。
情報量1万倍の「目」で発見された未知の海底の谷!
中谷 これまでも船上からの海底音波探査を行ってきました。海面に浮かぶ船のマルチビーム音響測深機という装置から、音波を海底に向けて発射します。この音波が跳ね返ってくるまでの時間によって、対象(海底)との距離を知ることができます。
「うらしま8000」の底部。矢印で示した開口部に詳細な海底探査を行うための2種類の音響測深機「サイドスキャンソーナー」と「サイドボトムプロファイラー」が搭載されている(図版提供:JAMSTEC)金子 左右どちらの図も、伊豆・小笠原海溝の海底地形図です。8000mもの深度になると、船の地形調査で得られたデータはどうしても解像度は低くなり、得られる情報が少なく、画面右側に行くにつれて徐々に深くなっていく地形である、程度のぼんやりとしたことしかわかりません。
動画でわかる「うらしま8000」 深海巡航探査機「うらしま8000」 どんな海中ロボット?
海底下の様子も見ることができる!
中谷 もうひとつ、「うらしま8000」には、1~6キロヘルツの音波を真下に発射する「サブボトムプロファイラー」が搭載されています。
サイドボトムプロファイラーによる海底探査のイメージ(図版提供:JAMSTEC)「うらしま8000」と母船との通信も音波を使う
中谷 やはり音波を使っています。2つの目的で「うらしま8000」と母船は通信しています。