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日本惑星科学会誌 Vol. 27, No. 2, 2018

火の鳥「はやぶさ」未来編 その14
～サンプルリターンミッションからの試料受入れ～

安部 正真，圦本 尚義

1,2,3

1,2,4

（要旨）サンプルリターンミッションは惑星探査の最終形態のひとつであり，今後も新たなサンプルリターンミッションが世界中の惑星探査計画において実施されることが予想される．JAXA でも，はやぶさ，はやぶさ２の帰還試料受入れを通して，設備や受け入れ態勢が強化されつつある．本稿では，これまでの経緯を含め JAXA におけるサンプルリターンミッションからの試料受入れの現在，過去，未来について紹介する．

1. はじめに号などにまとめられています．
JAXA キュレーション施設では，これまではやぶさ

本稿のサブタイトルにも含まれている「サンプルリ帰還試料として約 700 粒子が回収され，カタログ化さターンミッション」の意義については，[1] で述べられ

れ て い ま す． そ の 成 果 は 毎 年 JAXA-SP に お い てていますが，サンプルリターンは惑星探査の最終形態Hayabusa Sample Catalog として出版されるとともに，のひとつで，リモートセンシング観測や着陸機を用い毎月粒子カタログのデータベースを更新して，地球外たその場観測では行えない，詳細な試料分析が行える物質研究グループの HP より公開しています [4]．

ことや，観測（分析）機器を探査機に搭載する必要がな

現在も，はやぶさ帰還試料の国際公募分析が行なわいため，試料帰還後の最新の分析装置で分析できるこれており，提案書をレビュー評価し採択された研究課と，また重量やサイズの制約が無いため大型の装置が題に対して試料提供を行っています．最近では粒子表使えることが特徴です．そのため，たとえ持ち帰る量面に刻まれた微小クレータの統計的研究の成果 [5] やが少量でも，多くの科学成果や知見が得られることが個別粒子の Ar/ Ar 年代測定からイトカワ母天体の期待できます．

衝突破壊年代研究の成果がでています [6]．

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はやぶさ帰還試料の試料受入れ作業については，[2], [3] で詳細が述べられています．これら帰還試料の2. はやぶさ・はやぶさ２帰還試料の特徴

受入れ作業を始め，初期記載，分配，保管，管理を含んだ作業の総称を「キュレーション」と呼んでいます．

はやぶさ，はやぶさ 2 の帰還試料は，既知の天体か

はやぶさ帰還試料の初期分析成果については，2012

ら産状が分かった状態で持ち帰られるということ以外

年の Science 特集号で，その後の詳細分析については，に，サンプル収納容器に封入される形で帰還すること2014 年 の MAPS（Meteoritics and Planetary Science）

により，試料がその天体にあった状態が保存され，地特集号でまとめられています．日本語では，ISAS ニ

球大気などに触れることなく，地球物質による汚染がュース 2016 年 9 月号や，日経サイエンス 2016 年 10 月

少ない
（コントロールされている）
ことが特徴として挙1. 宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 地球外物質研究グループ
2. 宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 太陽系科学研究系
3. 総合研究大学院大学
4. 北海道大学
abe.masanao@jaxa.jp

げられます．これは NASA が進めているサンプルリターンミッションによる帰還試料とは異なる特徴です．
そのため，JAXA キュレーション施設では，そうした特徴を損なわずに帰還試料を取り扱うことを原則と⽕の⿃「はやぶさ」未来編 その 14 〜サンプルリターンミッションからの試料受⼊れ〜／安部 他

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図1： はやぶさ2用クリーンルームおよびクリーンチャンバー設
置案．

図2： はやぶさ2用新クリーンルームと設置されたクリーンチャンバーの一部．

しており，はやぶさにおける試料容器の開封作業では，

ウト 1 次案を示します．

クリーンチャンバーを用いて真空環境で行われ，その試料受入れ設備の製作担当メーカーは，仕様検討委後の試料ハンドリングも高純度でドライな窒素環境下員会の検討と平行して，入札方式で決定されています．

で行われました．はやぶさ 2 では，探査対象が揮発性

はやぶさ初号機では，受注担当メーカーは 1 社で，そ物質を多く含むと考えられているＣ型小惑星であるたの下に各担当メーカーが入る方式をとりましたが，予め，サンプル容器の密封性を高めるためメタルシール想されるコストが高いことから，はやぶさ 2 では，が採用されており，サンプル容器内のガス採取を帰還JAXA 側が各担当をとりまとめるインテグレーションカプセルの回収地点で実施します．またサンプル容器方式をとっています．担当メーカーは 2016 年 8 月から内の一部の試料を真空環境下で回収する計画で，その2017 年 2 月にかけて決定され，2018 年夏までにクリー機能を持つ専用チャンバーを準備中です．

ンルームおよびクリーンチャンバーを完成させる予定で進められています．図 2 は 2018 年 2 月時点でのはや3. はやぶさ2試料受入れ設備の検討

ぶさ 2 試料受入れ設備の状況の写真です．
はやぶさ 2 の試料受入れ設備やキュレーション作業

はやぶさ 2 試料受入設備の検討は，2015 年 6 月に開フローの詳細については，別途機会を設けて述べるとかれた第 1 回仕様検討委員会から本格的にスタートしして，今回は，JAXA におけるサンプルリターンミッています．当時，はやぶさ 2 の初期分析チームはまだションからの試料受入れの体制や経緯について紹介しPI しか決まっていなかったため，JAXA キュレーシたいと思います．

ョンチームのほかに，はやぶさ 2 サンプラチーム，JAXA と試料受入れ準備に関する協定や共同研究契約

4. はやぶさ以前を結んだ機関，JAXA キュレーション施設で行う初期記載フローの検討に協力いただいたメンバーに加えて，はやぶさ以前は，JAXA としては組織だってサンプ

NASA/JSC や，はやぶさ初号機の初期分析チームかルリターンミッションの試料受入れを行ってはおらず，らも参加いただき，これまで 2016 年 12 月までに計 9

研究者が個人レベルでアポロサンプルやスターダスト回の会議を行い，クリーンルームの仕様やクリーンチサンプルを借り受け，研究するという方式でした．

ャンバーの仕様を決めました．図 1 にはやぶさ 2 用ク

はやぶさプロジェクトがスタートした後も，プロジリーンルームおよびクリーンチャンバーの設置レイア

ェクト予算は試料受入れ設備の製作に充てるだけで，

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人材の確保は 2006 年に開発員 1 名を基盤技術分野で採織として，プログラムディレクタの下に，他のプロジ用できただけで，残りは，太陽系科学研究系（当時はェクトと並列する形で発足することとなりました．は固体惑星科学研究系）の教育職が併任で開発を進める

やぶさ 2 の試料受入れ設備の検討が本格化したのもこ形でした．2010 年 6 月に開始した，はやぶさ帰還試料の頃です．その後，キュレーション活動はプロジェクの受け入れ作業についても，任期付招聘職員 2 名の増トのような時限ではなく，基盤技術的な位置づけで，員はありましたが，JAXA 内の人員では不足のため，永続的に進めることができるよう，研究基盤・技術統初期分析チームの協力により，JAXA 外から宇宙研に括の下に再配置されています．2016 年 3 月からグルー数名が長期滞在する形でキュレーション作業に参加しプ体制が整い始め，業務改革と研究成果創出を推進し，てもらい，その後に続く初期分析への試料分配までが現在は，キュレーション分野だけでなく，搭載科学機遂行されています．

器開発分野や宇宙物質合成分野の活動も開始して，産2013 年のはやぶさプロジェクトの終了後も受入れ試料の国際公募研究への配分や将来への保管管理が必官学を巻き込んだ，物質科学研究コミュニティーとの連携を進めています．

要であるため，任期付職員やプロジェクト研究員，派遣職員などの協力でキュレーション活動を維持してき

6. JAXAキュレーションの特徴ましたが，限られたマンパワーでキュレーション業務の遂行しなければならない状況が続いていたため，はJAXA キュレーション施設で扱っている，サンプルやぶさ帰還試料分析の研究成果創出や成果公表に十分

リターンミッションの帰還試料は，現時点でははやぶな時間がさけられない状況でした．

さのみで，2020 年からはやぶさ 2 の試料を受け入れる予定となっています．

5. はやぶさ以降

はやぶさ帰還試料については，先に述べたように，現在もその受入れ設備は稼働中で，はやぶさ 2 につい2011 年 5 月にはやぶさ 2 プロジェクトが発足し，そても，新クリーンルームが完成し，今年の夏には試料の後 2012 年 10 月にかけてプロジェクトの体制強化が受入れ用専用クリーンチャンバーが据付完了となる予行われているころ，JAXA のキュレーション活動につ定です．

いても新展開がありました．

はやぶさ，はやぶさ 2 帰還試料採取機構（サンプラ2011 年 8 月に初期分析の成果が Science 誌に掲載さー）の特徴は，それらの試料容器が密封されているこ

れ，12 月 に は NASA へ の 試 料 提 供 を，NASA ととで，帰還カプセルを地上で回収した時点でも雰囲気JAXA の覚書（MOU）の取り決めに従って開始してい遮断環境を保持できる設計となっています．JAXA キます．続いて 2012 年 1 月に国際公募研究を開始し，ュレーション設備では，その帰還試料の持つ特徴を損2012 年 2 月には最初のサンプルカタログが発行されてなわないよう，帰還カプセル回収後のキュレーションいます．また，JAXA のキュレーション活動は，はや活動においても，極力雰囲気遮断環境を維持すること

ぶさプロジェクトが終了にともない，2013 年 3 月からを原則として作業を行っています．具体的には，試料は JSPEC（月・惑星探査プログラムグループ）から宇容器の開封は真空環境で行い，試料の取り出しや観察宙研の C-SODA（科学衛星運用・データ利用センター，も高純度な窒素環境下で行っています．試料分配に関現在は科学衛星運用・データ利用ユニット）管轄下にしても，専用の窒素封入密閉容器に試料を封入して配置かれることになりました．

分できるようにしています．

2013 年 11 月には第 1 回宇宙物質科学シンポジウム

また，はやぶさでは，帰還試料サイズが最大でも（HAYABUSA2013 シンポジウム）を開催し，2014 年 2

100 μm 程度と小さかったため，専用のピックアップ

月には初期分析成果の第２弾が MAPS に特集号としツールである静電マニピュレータを開発していますて掲載されています．

[7]．この技術は，宇宙塵の研究などで行われてきた試2015 年 7 月にはキュレーション活動を C-SODA から料ハンドリング方法を，ドライな窒素環境下でも行え，切り離し，地球外物質研究グループという独立した組かつ極力試料を汚染しない手法として改良したもので

⽕の⿃「はやぶさ」未来編 その 14 〜サンプルリターンミッションからの試料受⼊れ〜／安部 他

す．NASA/JSC か ら も 職 員 が 視 察 に 来 る ほ ど で，

[6] Jourdan, F. et al., 2017, Geology 45, 819.

JAXA 独自の技術ともいえます．

[7] 藤村彰夫, 2011, 静電気学会誌 35, 255.

さらに JAXA キュレーションでは，小さな試料を汚染することなく扱えるだけでなく，そのハンドリング装置やツールの洗浄を独自でも行っていること，また試料を取り扱う環境をモニターしていることも特徴のひとつです．
洗浄については，NASA/JSC を初めとして，他分野の研究機関も含めて参考にしながら，独自に開発を進めています [8]．
はやぶさ 2 では有機汚染についても有機物質研究者などから情報収集して，専用のメタルクリーンベンチを導入するなど，施設の整備に注力しています．

7. 将来のサンプルリターンミッションの試料受入れに備えてサンプルリターンミッションは惑星探査の最終形態であるとともに，今後の惑星探査で主流の形態となりえるものです．実際，はやぶさ 2 に続いて，米国ではOSIRIS-REx という小惑星サンプルリターンミッションが進行中です．また日本でも MMX（火星衛星探査）がフォボスまたはダイモスからのサンプルリターンを目指して進行中です．その他，月からのサンプルリターン，火星からのサンプルリターン，彗星核からのサンプルリターンミッションの具体的な検討が進んでいます．これらいずれにも JAXA キュレーションは関係しており，継続して帰還試料の受入れおよびキュレーション作業が行える態勢を維持しつつ，惑星物質科学コミュニティーの中核となりえるよう，また他分野，他機関，産官学との連携を進めるべく，体制強化，スキルの強化を継続します．

参考文献[1] 矢田達ほか, 2007, 日本惑星科学会誌 16, 170.
[2] 安部正真, 藤村彰夫, 2011, 日本惑星科学会誌 20,185.
[3] 矢田達ほか, 2013, 日本惑星科学会誌 22, 68.
[4] https://hayabusaao.isas.jaxa.jp/curation/hayabusa/
index.html[5] Matsumoto, T. et al., 2018, Icarus 303, 22.

[8] 唐牛ほか, 2014, 地球化学 48, 211.

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