457 kHz の電波民俗学

雪の下の声を聞く民

1　雪の下の声

雪山には、声が届かなくなる瞬間がある。名を呼ぶ声は雪に吸われ、腕の合図は白い斜面の下に消える。人間の身体はそこにあるのに、視線も聴覚もそれを失う。そのとき、人は 457 kHz という低い電磁的な拍動に耳を澄ませる。

雪崩ビーコンとは、雪崩に巻き込まれて雪中に埋没した人を、同行者が探すための携帯型の送受信機である。雪崩トランシーバーとも呼ばれる。山に入る者はこれを身体に装着し、通常時には送信モードにしておく。事故が起これば、雪に埋まらなかった者が受信モードへ切り替え、埋没者のビーコンから出る信号を探す。

この器械は、GPS のように人工衛星から位置を得る装置と仕組みが異なる。携帯電話のように基地局へ通報する装置とも異なる。埋没者の機器が 457 kHz の信号を発し、捜索者の機器がその信号の強さと向きを読んで近づいていく。雪の下から名前が届くのではない。座標が送られるのでもない。ただ、ここにいる、という断続した発信が届く。

そのため、雪崩ビーコンはひとりで完結する装備ではない。埋没した者が送信し、残った者が受信する。全員が持ってはじめて、仲間を探す仕組みになる。ビーコンによって位置を絞り、プローブで雪中の身体を確認し、ショベルで掘り出す。ビーコン、プローブ、ショベルは、雪崩救助の三点セットとして扱われる。

これは雪崩ビーコンという機械の話であり、同時に、雪の下の声を聞く者たちのふるまいの話である。誰が持ち、誰が発信し、誰が受信へ切り替え、誰が膝をついて探すのか。その一連の動きの中に、雪山の電波民俗学がある。

欧州規格 ETSI EN 300 718-1 は、雪崩ビーコンを 456.9〜457.1 kHz で動作する送受信システムとして扱い、送信機・受信機・アンテナ・電池を一体に含む装置として定義している[1]。

2　各人が持つという作法

雪崩ビーコンは、各人が一台ずつ身につける相互救助の装備である。雪崩地形に入る者は、通常時には送信者として歩く。雪崩が起これば、無事だった者が受信者となる。誰が埋もれるか、誰が探す側に残るかは、斜面が崩れるまで決まらない。

この形式は、雪山における平等の一種である。全員が潜在的な遭難者であり、全員が潜在的な救助者である。胸に吊るされた小さな機械は、個人装備であると同時に、共同体の装備でもある。

この装備を使う者は、民間登山者やバックカントリー滑走者に限られない。山岳ガイド、スキーパトロール、遭難対策に関わる者、行政の安全啓発に触れる者もまた、同じ 457 kHz の実践に加わる。日本雪崩捜索救助協議会の資料も、ビーコン・プローブ・ショベルを用いた仲間による捜索を前提に、ファインサーチ、プロービング、掘り出し、連携の練習を示している[2]。

457 kHz の実践は、機械を買った瞬間に完成しない。雪上で仲間と練習し、送信と受信を切り替え、最小値を探し、プローブを刺し、雪を掘る。その反復の中で、周波数は仕様値から身体技法へ移る。

3　一秒ごとの拍動

457 kHz の信号は、言葉を運ばない。氏名も、座標も、遭難時刻も載せない。搬送波が短く灯り、消え、また灯る。その断続が、雪中の存在を知らせる。

EN 300 718-1 は、この信号を carrier keying、すなわち搬送波をオン・オフする方式として扱う。通常試験変調では、100 ms オン、900 ms オフが用いられる。規格上は、オン時間 70 ms 以上、オフ時間 400 ms 以上、周期 1000 ms ±300 ms が定められ、送信周波数の誤差は 457 kHz に対して ±80 Hz 以内とされる[3]。

この断続には、省電力の意味がある。雪崩ビーコンは寒冷下で長く送信を続ける装備であり、連続波よりも短いオン時間と長いオフ時間が電池を保たせる。また、一秒ごとの拍動は、受信機が信号を捉え、複数埋没時に時間的なずれを手がかりとして扱う余地も残す。

EN 300 718-1 は、雪崩ビーコンの出力を一般の無線機のように W で表さない。主信号について、10 m 地点での磁界強度 H-field を定める。規格値は 0.5〜2.23 μA/m at 10 m である[3]。457 kHz のビーコンは、遠方へ電力を投げる装置というより、近い範囲に磁界の拍動を作る装置として規定されている。

4　磁界の地図

457 kHz の波長は約 656 m である。雪崩ビーコンの探索距離は数十 mなので、その動作はおおむね近傍界の内側で行われる。ISSW 2000 の論文は、457 kHz の長い波長が雪、身体、金属、樹木、岩などによる影響を受けにくく、小さなアンテナを用いる雪崩ビーコンでは送受される近傍界が主として磁界であると説明している。また、近傍界と遠方界の境界を λ/2π とすると、457 kHz ではおよそ 100 m になる[4]。

捜索者は、直進する電波を追うのではない。埋没者の周囲に生じる曲がった磁界の地図を読む。方向表示は神託の矢ではなく、磁力線の解釈である。信号はしばしば蝶の羽のような形を描き、救助者はその曲線に導かれて距離表示を減らしていく。

EN 300 718-1 は、雪崩ビーコン本体のアンテナ寸法を何 cm と指定していない。457 kHz の波長は携帯機に比べて途方もなく長い。1/4 波長でも約 164 m になる。実機は、筐体内のフェライトバーやループ系の磁界アンテナによって近傍磁界を作り、また読む。規格が問うのはアンテナの形ではなく、定められた磁界を発し、受けられるかである[1]。

なお 457 kHz は、中波 AM ラジオ受信機の中間周波数に近い。ITU-R BS.703 は、AM 放送受信機の中間周波数について、特定の値は推奨しないが 450〜470 kHz の使用が一般的だと述べている[5]。ラジオの IF は受信機内部の作業周波数であり、457 kHz という近さは、当時の受信回路や部品の事情を考えるうえで興味深い。

雪中埋没者を捜索するときには、ラジオ、無線機、スマートフォンなどの電子機器が、捜索中のビーコンの受信に影響を与えうる。埋没者の 457 kHz の発信は微弱であり、受信側のビーコンはそのかすかな磁界を読んで距離と方向を示す。救助者が携行する電子機器や金属物は、ビーコンから離して扱う必要がある。雪中の信号を読むには、救助者自身の持ち物が、その耳を曇らせないようにする配慮がいる。

5　最後の三メートル

探査距離は、機種の広告値だけで語ると誤解を招く。最大受信距離、探索幅、細密捜索の距離を分けて考える必要がある。たとえば Mammut Barryvox は、有効デジタル探索幅 70 m、デジタル受信範囲 70 m、送信周波数 457 kHz を掲げている[6]。

しかし、この距離は「その半径内なら常に発見できる」という円形の保証ではない。送信アンテナと受信アンテナの向き、埋没深、電池、干渉源、雪質、捜索者の進行方向によって、最初に信号を得る距離は変わる。雪崩堆積域では、ビーコンの表示に加えて、探索幅を意識した移動が必要になる。

信号を得た後、救助者は距離表示を減らしながら粗捜索を行う。近づくにつれて歩幅は小さくなる。最後の数 mでは、ビーコンを雪面に近づけ、ゆっくりと最小値を探る。数字が減るほど、救助者の身体は雪面へ近づく。457 kHz の発信は、最後の三メートルで人を膝まずかせる。

そこから先は、プローブとショベルの領分である。電磁気学が示した地点を、金属の棒が確かめ、雪を掘る腕が時間と競う。周波数は身体を導き、身体は雪を開く。

6　標準化という道徳史

雪崩ビーコンは、当初から 457 kHz に統一されていた装備ではなかった。初期の代表的な機器 Skadi は 2.275 kHz を用いた。Mammut の Barryvox 史は、John Lawton が米国の雪崩研究者との接触をきっかけに初期の構想を得たこと、Skadi が 2.275 kHz で動作し、最大範囲は約 25 m であったことを紹介している。1968 年には Davos の雪崩研究所で試験され、この新しい発明は軍関係者の目にも触れた[7]。

2.275 kHz には、耳で信号を聞き取りやすい利点があった。だが、受信回路の高感度化には難があり、探査距離にも制約があった。Felix Meier による Barryvox 史では、2.275 kHz では高利得のヘテロダイン受信機を構成しにくく、実用範囲が 25〜30 m に制限されたと説明されている。これに対し、457 kHz で動作する Barryvox は、Skadi より遠距離で検出できた。1988 年の ISSW フィールド試験でも、Barryvox と Skadi の平均検出距離は 79 m 対 29 m と報告されている[8]。

その後、Autophon は 40 kHz、240 kHz も試みたが、最終的にスイス陸軍、スイス PTT、Autophon AG が 457 kHz に合意した。457 kHz が選ばれた背景には、当時普及していた中波ラジオ受信機の中間周波数に近かったこと、多くの国でその周辺に高出力送信機が置かれていなかったこともあった[8]。

最後に問題となったのは性能だけでなく、互換性であった。2.275 kHz の機器と 457 kHz の機器は互いに聞き合えない。移行期には両方を扱うデュアル周波数機も作られたが、価格や性能面の制約があり、単一標準への圧力が強まった。

1984 年 6 月 6 日、ザルツブルクで開かれた DIN 作業部会は、長期的には 457 kHz を推奨する方針を決めた。ICAR もこの方向を支持し、1989 年改訂の DIN 32 924 は 457 kHz ±0.1 kHz の単一周波数機を定義した。その後、この流れは EN 282、ETS 300 718、そして EN 300 718 へ続いていく[9]。

日本では、457 kHz の国際標準が制度の号令として一挙に採用されたというより、山岳界の講習、国内製品化、輸入販売を通じて、1990年代初頭に実用の側から受け入れられていった。1992 年の ISSW 論文は、日本勤労者山岳連盟の雪崩講習を契機に、457 kHz 単一周波数の日本製雪崩トランシーバー製造が決まり、1992 年 12 月に市場投入見込みであったことを記している[10]。また、日本雪崩捜索救助協議会の AIM マニュアルは、日本製の雪崩ビーコンが 1993 年に誕生し、同年 1 月には雪崩ビーコンによる国内最初の生存救出事例があったと述べている[11]。

この歴史は、技術史であると同時に、互換性の道徳史である。雪中の者を探すためには、全員の機械が同じ言語を話さなければならない。457 kHz は、妥協の数値であり、救助の約束であり、標準化された連帯である。

7　小さな無線局

日本での制度上、雪崩ビーコンは 457 kHz の電波を発射し、また受信する小さな無線局である。性質としては、電波法施行規則6条1項1号にいう「発射する電波が著しく微弱な無線局」に該当する無線局として扱われるべきものと考えられる。

ただし、その該当性は、観念だけで決まるものではない。457 kHz は 322 MHz 以下の周波数に属するため、微弱無線局として扱うには、無線設備から 3 m の距離における電界強度が 500 μV/m 以下であることが必要になる[12]。公開情報からは、雪崩ビーコンについて、日本の測定法に従って 3 m 電界強度を実測し、電波法施行規則6条1項1号への該当性を確認した事実を認めにくい。したがって本稿では、雪崩ビーコンが同号に該当するはずであるという制度上の見通しを示しつつ、現時点でこれに該当すると断言することを避ける。

日本の法は、この器械にまず「電波を発するもの」という名札を付ける。だが、その発信が免許を要しないほど小さいかどうかは、3 m 先で測られる。雪中へは届かなければならず、社会の電波秩序には大声であってはならない。457 kHz のビーコンは、その二つの要求のあいだに置かれた、救助のための小さな無線局である。

捜索の側から見ても、発信が強ければ強いほどよい、という話にはならない。雪崩ビーコンの捜索は、遠くへ届く大出力の通信ではなく、埋没者に近づくにつれて変化する磁界の強さと向きを読む作業である。信号が過大であれば、受信機の入力が飽和し、距離表示や方向表示の変化が鈍くなる。複数の埋没者がいる場合には、強すぎる発信が他の発信を覆い、信号の分離を難しくすることもある。EN 300 718-1 が 10 m 地点での H-field 出力に上限を置くことは、電波秩序への配慮に加えて、捜索現場で読める信号を保つ条件でもある[3]。

EN 300 718-1 と日本の微弱電波基準は、測る量と目的が異なる。EN 300 718-1 は、10 m 地点での磁界強度、周波数誤差、変調、受信性能などを通じて、雪崩ビーコン同士が聞き合うための技術的文法を定める。日本の微弱電波基準は、3 m 地点での電界強度によって、国内の免許不要性を判断する。二つの物差しは、同じ器械を別の面から見ている。

8　訓練する民

雪崩ビーコンは、携行すれば完結する道具ではない。送信モードで歩き、事故後に受信モードへ切り替え、信号捜索を行い、距離表示を減らし、最後の数 mで最小値を探し、プローブを刺し、ショベルで掘る。この一連の動作は、訓練によって身体化される。

雪崩の現場では、時間が倫理になる。迷い、誤操作、複数埋没時の混乱、電子機器による干渉、プロービングの遅れ、掘り出しの不手際は、いずれも救助の時間を奪う。だから 457 kHz を扱う者は、機械を買うだけでなく、雪面で繰り返し練習する。

Black Diamond の QC Lab は、スマートフォン、スマートウォッチ、GPS、加熱衣類、電子式エアバッグなど、現代のバックカントリー利用者が持つ電子機器が雪崩トランシーバーの捜索モードへ影響を与えうると説明している。また、送信中のトランシーバーから干渉源を 20 cm、捜索中のトランシーバーから 50 cm 離す「20/50 ルール」を紹介している[14]。

この注意は、機械への信頼を実用に近づけるためにある。ビーコンは雪崩を防がない。斜面判断の失敗を消さない。持つことの先に、切り替え、探索、プロービング、掘り出しの訓練が要る。457 kHz は、聞こえる周波数である前に、練習される周波数である。

9　雪の下の声を聞く民

457 kHz は、数字であり、規格であり、磁界であり、訓練であり、制度である。だがそれはまた、雪の下の声を聞くために人びとが共有した作法でもある。

各人が小さな無線局を身につける。各人が発信者となる。各人が受信者になりうる。そこに、雪山における相互扶助の古くて新しい形がある。古いのは、仲間を見捨てないという倫理である。新しいのは、その倫理が 457 kHz の carrier keying として拍動することである。

雪の下の声を聞く民とは、このかすかな拍動を、仲間を呼び戻す合図として聞き分ける者たちのことである。彼らは数字を覚える。機械を点検する。電池を替える。電子機器を離す。訓練で雪面に膝をつく。そして、もし白い斜面が崩れたなら、沈黙の中から 457 kHz の拍動を探しに行く。

註

[1] ETSI EN 300 718-1 V2.2.1, “Avalanche Beacons operating at 457 kHz; Transmitter-receiver systems; Part 1: Harmonised Standard for access to radio spectrum.”
URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/300700_300799/30071801/02.02.01_60/en_30071801v020201p.pdf
456.9〜457.1 kHz で動作する雪崩ビーコン送受信システムの技術特性・測定方法、および送信機・受信機・アンテナ・電池を一体に含む装置という定義を参照。

[2] 日本雪崩捜索救助協議会「入門者のための雪崩ビーコン練習ドリル」「仲間による捜索 基礎スキル」
URL: https://avsarjapan.org/resources01/
URL: https://avsarjapan.org/pdf/Basic-skill_AvSAR-Council_221130.pdf
ビーコン、プローブ、ショベルを用いた基礎練習、ファインサーチ、プロービング、掘り出し、仲間との連携に関する記述を参照。

[3] ETSI EN 300 718-1 V2.2.1, clauses 4.2.1–4.3.1.
URL: https://www.etsi.org/deliver/etsi_en/300700_300799/30071801/02.02.01_60/en_30071801v020201p.pdf
carrier keying、オン時間、オフ時間、周期、周波数誤差 ±80 Hz、10 m 地点での H-field 出力 0.5〜2.23 μA/m を参照。

[4] John Hereford and Bruce Edgerly, “457 kHz Electromagnetism and the Future of Avalanche Transceivers,” ISSW 2000.
URL: https://arc.lib.montana.edu/snow-science/objects/issw-2000-351-356.pdf
457 kHz の波長、雪・身体・金属・樹木・岩への影響の小ささ、近傍界が主として磁界であること、近傍界境界がおよそ 100 m であることを参照。

[5] ITU-R BS.703, “Characteristics of AM sound broadcasting reference receivers for planning purposes.”
URL: https://www.itu.int/dms_pubrec/itu-r/rec/bs/R-REC-BS.703-0-199006-I%21%21PDF-E.pdf
AM 放送受信機の中間周波数として 450〜470 kHz の使用が一般的であるとの記述を参照。

[6] Mammut, “Barryvox.”
URL: https://www.mammut.com/us/en/products/2710-00150/barryvox
有効デジタル探索幅 70 m、デジタル受信範囲 70 m、送信周波数 457 kHz の製品情報を参照。

[7] Mammut, “Felix Meier and the story of the Barryvox.”
URL: https://www.mammut.com/sk/en/stories-guides/story-barryvox
Skadi、2.275 kHz、1968 年の Davos での試験、457 kHz への統一に関する記述を参照。

[8] Felix Meier, “Barryvox — A Fascinating History,” section 2 “Frequency.”
URL: https://www.felmeier.com/assets/publications/Barryvox%20History%20DIN%20A4.pdf
2.275 kHz の実用距離制約、40 kHz・240 kHz の試行、457 kHz 採用、中波ラジオ IF との近さ、高出力送信機が周辺に少なかった事情を参照。

[9] Felix Meier, “Barryvox — A Fascinating History,” section 3 “Standardization.”
URL: https://www.felmeier.com/assets/publications/Barryvox%20History%20DIN%20A4.pdf
DIN、ICAR、DIN 32 924、EN 282、ETS 300 718、EN 300 718 への標準化過程を参照。

[10] Atsushi Ohmiya, “The Growth of Avalanche Education in Japan,” ISSW 1992.
URL: https://arc.lib.montana.edu/snow-science/objects/issw-1992-276-284.pdf
1992 年の雪崩講習、日本製雪崩トランシーバー製造決定、457 kHz 単一周波数、1992 年 12 月市場投入見込みに関する記述を参照。

[11] 日本雪崩捜索救助協議会, “AIM manual.”
URL: https://avsarjapan.org/cms/wp-content/uploads/2019/01/AIM-manual_190116_web.pdf
1993 年の日本製雪崩ビーコン誕生、国内最初の雪崩ビーコンによる生存救出事例に関する記述を参照。

[12] 電波法、電波法施行規則、TELEC「微弱無線設備」
URL: https://laws.e-gov.go.jp/law/325AC0000000131
URL: https://laws.e-gov.go.jp/law/325M50080000014
URL: https://www.telec.or.jp/services/examination/weak_radio_equipment.html
電波法上の無線局免許原則、電波法施行規則6条1項1号にいう「発射する電波が著しく微弱な無線局」、3 m 電界強度による判断、322 MHz 以下で 500 μV/m 以下の基準に関する説明を参照。雪崩ビーコンについて、この基準による国内実測資料は公開情報から確認しにくい。

[13] EMCC「微弱無線設備登録制度」
URL: https://emcc-info.net/elp/registration.html
ELP マーク、申請者、指定試験機関、登録制度に関する説明を参照。

[14] Black Diamond, “QC Lab: Electromagnetic Interference and Avalanche Transceivers.”
URL: https://blackdiamondequipment.com/blogs/stories/qc-lab-electromagnetic-interference-and-avalanche-transceivers
電子機器による EMI、20/50 ルール、捜索時の信号劣化に関する記述を参照。

ほかの記事も用意しています。よろしければ、
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