2021年3月

第807号

はやぶさ2が還ってきた：
NECの深宇宙探査への取り組み
令和2年（2020年）12月6日、小惑星探査機はやぶさ2が、小惑星リュウグウより持ち帰ったサンプルを格納したカプセルを、地球に帰還させることに成功しました。
令和3年1月末現在、カプセル内のサンプルの開封作業が進み、すでに5グラムを超えるサンプルを回収できたことが判明しています。また、はやぶさ2は、地球スイングバイに成功し、次なる小惑星へ向けた11年間の新たな旅へと出発しました。
本文では、小惑星探査機はやぶさ2のミッションと、同ミッションにおけるNECの役割、運用におけるエピソードを紹介します。

1. はやぶさ2のミッションと、運用来歴り、さらにクレータ生成実験によって露出しはやぶさ2は、2010年6月に地球に帰還し話た地下物質が採取できた可能性があります。

題となったはやぶさ初号機の後継機として開太陽からの光や熱、宇宙線、隕石による影響発され、2014年12月3日に種子島宇宙センターの少ない新鮮な物質を調査することにより、より打上げられ、C型小惑星リュウグウの探太陽系の歴史や、地球の生命誕生の起源に迫査を行いました。2018年6月27日にリュウグる情報が得られることが期待されています。

ウ近傍20kmのホームポジションに到着する

また、はやぶさ2は、カプセル分離後、軌と、2019年2月22日に1回目のタッチダウンに

道 変 更・地 球 ス イ ン グ バ イ を 行 い、1998

成功、同じく4月5日にインパクタによる人工KY26という小惑星にランデブーすることをクレータの生成実験に成功し、7月11日には目指した拡張ミッション軌道へと遷移しまし

クレータ近傍へ2回目のタッチダウンを成功た。直径30m程度と非常に小さく（参考：リュさせました。その間、接近観測によりリュウウグウは直径1km程度）、かつ高速自転してグウの特性を明らかにするとともに、複数のいるとされる小惑星であり、いずれの特徴にローバ投下に成功するなど、計画された運用

ついても世界初の接近探査として計画されてを順調に進め、2019年11月にリュウグウ近傍います。1998 KY26への到着は2031年に予定を離脱し、地球に向かいました。

されており、打上げから現在までのミッショ

そして、2020年12月6日、はやぶさ2は無事地球へと帰還し、サンプルを格納したカプセン期間の1.5倍以上となる長旅の予定となっています。

ルを地球に届けることに成功しました。
カプセル内に入っていたリュウグウのサン

2. はやぶさ2探査機の構成

プルは、目標サンプル収量の100mgを大幅にはやぶさ2の外観図を以下に示します。

上回る5.4gが確認されています。C型小惑星+X面にはイオンエンジンが搭載されていは、水や有機物を含んでいると考えられておます。4台搭載中、3台までの同時運転が可能
1

トピックスはやぶさ2探査機の構成であり、イオンエンジンの特徴である高いの設計・組立・検証を担当しました。

Isp（比推力）により総質量600kg程度の軽量また、運用についても、打上げ～帰還までな探査機での深宇宙探査を実現しています。の全フェーズにおける運用の設計、および実機体下部（-Z面）に配置された特徴的なホー運用にあたっての技術支援を担当しました。

ン構造がサンプラーホーンであり、これを小惑星表面に押し付け、その瞬間に弾丸を発射

筆者は、はやぶさ2全体の運用担当として、し、小惑星地表を破砕、舞い上がらせること

設計フェーズ～実運用フェーズ、帰還完了まによって、サンプルを採取する設計となってでにわたり、運用設計、運用技術支援を担当います。

しました。

機体上部（+Z面）には、眼鏡のような2枚打上げから帰還まで6年という非常に長いの高利得アンテナ（HGA）が配置され、太運用となりましたが、振り返ってみると、や陽電池パネル（SAP）も+Z向きに配置されてはりリュウグウに滞在していた1年半（2018います。

／6～2019／11）というのは非常に山あり谷-X面には、観測機器やスタートラッカーありであったと感じています。その大きな山（STT）が搭載されている他、地球帰還カプ場であった、1回目のタッチダウンについてセルもこちらの面に搭載されています。のエピソードを紹介したいと思います。

3. NECの役割／探査機設計・製造と運用支援

リュウグウは、地球からの観測では、正確NECは、JAXA殿のご指導の下、はやぶさ2な形状がわかりませんでした。当然タッチダの設計・製造を担当しました。

ウンに適した地形があるかどうかも全く分かイオンエンジン・太陽電池パドル・データらない状態です。一方、はやぶさ初号機が滞処理ユニットなどの主要機器を含む、全コン在したイトカワの形状から、半径50m程度のポーネントの8割程度の設計・製造を担当し、平地はあるであろうという前提を置いて、運また、電源系、データ処理系、通信系、姿勢用設計を進めていました。

制御系、熱制御系、構造系といった主要なサ

ところが、2018年6月、いざリュウグウにブシステム設計・検証、および全体システム到着してみると、半径50mの平地、などとい2

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うものは全くなく、とにかくゴツゴツした岩

きなボルダ（岩）はないだろうと見込まれてだらけの星だということがわかってきましい た 領 域 で し た。タ ー ゲ ッ ト マ ー カ は、た。

L08-B領域から5mほど離れた領域に着地しま

まずは「観測だ」ということで、7月、8月した（×TMで示す位置）。しかし、半径10mに、小 惑 星 表 面 か ら 5km ま で 接 近、続 い ての円に降りるなら十分近い領域である、そう1kmまで接近、と段階を追って接近し、小惑考え、運用計画を検討し、成立の見込みを得

星表面を観測しましたが、平地が見つかりまることができました。

せん。
2018／8のお盆休み前、JAXA殿から招集がかかり、「これは半径50mの平地はなさそうだ、別の手を考えなければならない」と告げられました。
「着陸精度をあげられないか」「大きな岩の上にタッチダウンするのはどうか・・・」
いろいろな意見がでましたが、最終的には、ターゲットマーカを先に落とす方法を選択しました。
これは、当初計画においては、1回目のタッチダウンを行った後、インパクタで作成した人工クレータもしくはその周辺に、ピンポイントでタッチダウンを行うために検討していた方式（PPTD方式）でした。この方法であれば格段に精度が上がるということは、関係1回目タッチダウン周辺領域の図者の共通認識でしたが、落ちているターゲッ
トマーカの上空に正確にはやぶさ2を誘導し、ところが、その成立見込みを携えて臨んだ上空からターゲットマーカを「見つける」運2018年11月の打合せで、「L08-B領域の中に用が必要になり、はやぶさ初号機の方式に比は、やはりボルダがあったことがTD-R3運用べ、難易度が格段に上昇します。しかし、こ時に得られた画像からわかった」とJAXA殿れにチャレンジするしかない。そう結論づから告げられました。

け、PPTD方式の採用が決定されました。

この時は正直非常にショックを受けました。これは厳しいのではないか・・・ここま2018年9月、PPTD方式の実装前倒しを検討しながら、ローバ（MINERVA-II1）やランダで頑張ったのに、やっぱり無理なのか、と思う自分がいました。

（MASCOT）を投下する運用を行いました。

しかし、その打ち合わせで、すぐに次のプ

そして、2018年10月、L08-B領域（下図白ランの検討が始まります。「L08-Bの中でボい円）にめがけてターゲットマーカを投下しル ダ が な い 領 域（L08-B1）を 狙 う」、「多 少ま し た（TD-R3 運 用）。L08-B 領 域 は、半 径

狭くてもターゲットマーカの近くにある平地10m強ほどの領域で、それまでの観測では大（L08-E1）を狙う・・・」みんなまだあきらめ3

トピックス

タッチダウン前後の自律シーケンスていません。自分もすぐに気持ちを切り替えからの離脱を確認することしかできません。て議論に臨みました。

皆がかたずを飲んで見守る中、予定されてい議論の結果、ターゲットマーカのすぐ脇にた小惑星離脱上昇速度の発生が確認されまし

あったL08-E1領域を狙ってタッチダウンを行た。タッチダウン成功。管制室が大いに盛りうことが決定しました。L08-E1領域は直径上がりました。

6m程度。はやぶさ2の両翼は6m。求められるのは超高精度のタッチダウンでした。
2018年11月～12月にかけて、探査機が見かけ上太陽に近づいて通信できない合（ごう）

その後、探査機からのデータを受信し、サンプラーホーンからの弾丸発射成功も確認。
タッチダウン時の画像も取得でき、完璧と言える成功だったことがわかりました。

期間を活用し、小惑星の詳細な地形や、ここまでの運用で取得できた高度計（LIDAR／振り返って重要だったと思うことがいくつLRF）の性能を最大限評価し、高精度化の検かあります。

討を繰り返しました。万が一にも激突を回避○初号機の経験を活かすことができたこと。

できるように、シーケンスを作りこみ、評価初号機の運用をベースとすることで、0かを繰り返しました。

ら運用を作り出すのではなく、皆が共通のイ

その結果、タッチダウン成立の見込みを得メージを持って運用を形作ることができまし

ることができ、2019年2月12日に、タッチダた。結果として多くの目を通して運用が磨きウン運用手順がレビュー会を通過。同2月22上げられ、初号機から格段に進化した運用を日に、第一回タッチダウン運用が実施されま実施することができました。

した。

○柔軟性の高いシーケンスプログラム
上記のエピソードの中でも、幾度となく探小惑星表面近傍では、地球からの指示は間査機の実行シーケンスを変更しています。そに合わず、すべてを探査機に任せるしかありの裏では、探査機の異常シーケンスへの移行ません。姿勢が変わるため、探査機からのデーなどの対処も柔軟に設定し、探査機の安全をタも受信することができず、わかるのは地球担保しながらシーケンスを変更することを短からの相対速度（ドップラ）のみで、小惑星期間にこなしています。

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この柔軟性の高いシーケンスプログラムれた成果であり、単発の探査に留まらない継も、初号機からの設計資産でした。小惑星に続的なプログラム型ミッションの有効性を示到着し、観測データを得てから短期間にシーしているものであると考えます。

ケンスをくみ上げる必要がある、という小惑

特に科学・探査領域の衛星・探査機は、非星探査の特性を踏まえた、非常に先見性のあ常に特殊なミッション要求により、特殊な技る設計であると考えます。

術・コンフィグレーションとなってしまうこ○プロジェクトのチームワークとが多い傾向がありますが、その中でも共通JAXA殿／メーカの垣根にとらわれず、す化可能な技術を選定し、技術を繰り返し継べてのチームメンバが自律的に考えながら、承・改善可能とすることが、進歩的な成果を与えられた役割を着実にこなし、一方で互い得るために極めて重要であると考えます。まの結果をあらゆる角度でチェックし合う、とた、科学ミッションそのものについても、技いう素晴らしいチームワークが形成できてい術の改善・成熟を考慮した、プログラム的なました。こうしたチームワークは、長期にわ観点で構築されることが重要であると考えまたる運用設計・計画、そして訓練を経て醸成す。

されてきたものでした。1回目のタッチダウ

はやぶさ／はやぶさ2の成功は、イオンエンを経て、チームワークはさらに高次元へとンジンや光学航法（OPNAV）、柔軟かつロバ成長し、インパクタによるクレータ生成実ストな姿勢軌道制御シーケンスプログラム

験、2回目のタッチダウンの成功へとつながっと、それによる高精度位置制御といった、「小ていきました。

天体探査のプラットフォーム技術」を確立したといえます。また、リュウグウが広義の意

4. 今後の展望

味で非協力物体であると捉えれば、「非協力物体へのアプローチ技術」を獲得したといえはやぶさ2は、2020年12月6日にカプセルをます。

地球に届けたことにより、当初のミッションを完遂し、小惑星探査及びサンプルリターン

NECは、小惑星探査機DESTINY+の開発等を通じて、これらの技術を継続的に活用・改技術の有効性を実証しました。

善していき、将来のさらなる深宇宙探査ミッ

これは、様々なトラブルを抱えながら地球ションへと貢献していきます。に帰還したはやぶさ初号機での経験を反映し、技術を継承・改善したことによって得ら〔NEC

宇宙システム事業部

はやぶさ2システムマネージャ益田哲也〕

NEC 宙への挑戦 https://jpn.nec.com/ad/cosmos/5