宇宙航空の最新情報マガジン 国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構機関誌

063

No.

January 2016

2016
新春理事長鼎談
世界の宇宙産業は、
今変化の真っ只中にいる！
奥村直樹

国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構
理事長

下村節宏

一般社団法人 日本経済団体連合会
宇宙開発利用推進委員会委員長
三菱電機株式会社 相談役

中村友哉

株式会社アクセルスペース
代表取締役

特集
JAXA
宇宙天文観測の
世界
新世代X線天文衛星ASTRO-H
世界をリードする日本のX線観測
もう一つの柱「磁気圏」と「プラズマ」の探査宇宙航空の最新情報マガジン

063

No.

国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構機関誌

表紙画像：公開されたASTRO-Hの衛星本体

C O N T E N T S

32016 新春理事長鼎談

世界の宇宙産業は、今変化の真っ只中にいる！
奥村直樹

国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構
理事長

× 下村節宏× 中村友哉
一般社団法人 日本経済団体連合会
株式会社アクセルスペース
宇宙開発利用推進委員会委員長
三菱電機株式会社 相談役

代表取締役

8

JAXA宇宙天文観測の世界

とてつもない観測能力をもって宇宙へ向かうX線望遠鏡
ブラックホールも解明 牧島一夫 理化学研究所 宇宙放射線研究室 主任研究員
X線とならぶ柱「磁気圏」と「プラズマ」 藤本正樹 宇宙科学研究所 教授

変わりゆく地球を宇宙から見る

14

気候変動研究・地球温暖化防止に貢献するJAXAの地球観測衛星
可知美佐子 第一宇宙技術部門地球観測研究センター 主幹研究員/研究領域リーダ
第一宇宙技術部門地球観測研究センター 主任研究員
渡邉 学
第一宇宙技術部門地球観測研究センターGOSAT-2プロジェクトチーム（併任）主任研究員
塩見 慶
第一宇宙技術部門衛星利用運用センター 主任開発員
松尾尚子
16

世界の距離を縮める 次世代超音速旅客機実現へ確実な一歩！
！
低ソニックブーム設計概念実証試験の成功で見えてきた日本独自の技術力
吉田憲司 航空技術部門 D-SENDプロジェクトチーム プロジェクトマネージャ

18

研究開発の現場から次世代宇宙科学衛星のための宇宙用クローズドサイクル希釈冷凍機
篠崎慶亮 研究開発部門 第二研究ユニット 主任研究員
澤田健一郎 研究開発部門 第二研究ユニット 研究員

19

JAXA最前線NEWS
油井亀美也宇宙飛行士が帰還
角田宇宙センター開設50周年

20

JAXA’
sでは、JAXAが取り組む3つの分野での活動をご紹介していきます。
安全保障
1 安心・安全な社会を目指す「安全保障・防災」
防災
2 宇宙技術を通して日本の産業に貢献する「産業振興」
フロンティア3 宇宙の謎や人類の活動領域の拡大に挑む
産業振興
への挑戦
「フロンティアへの挑戦」です。

昨

年JAXAは国立研究開発法人となり、新たな宇宙基本計画のもとで、H-ⅡA高度化ロケットにより初めて海外の商業衛星を打上げ、宇宙ビジネスにはずみをつけました。
さらに「はやぶさ２」の地球スイングバイや「あかつき」の金星軌道再投入もそれぞれ成功し、各探査での新しい発見が楽しみです。
また、油井宇宙飛行士はISSでの142日間の滞在中、超小型衛星の放出や新たな実験装置の整備を行った他、チームジャパンのチームワークで「こうのとり」もその大役を果たし、日本の技術力の高さでISS運用に貢献しました。航空分野においても、長年取り組んできた超音速旅客機の開発につながる実証試験のデータ取得に成功し、世界の航空機への貢献が期待できます。今年のJAXA'sは、変化の時にある宇宙産業界の話題でスタートです。

I N T R O D U C T I O N

2

2016
新春理事長鼎談

世界の宇宙産業は、
今変化の真っ只中にいる！

奥村直樹 ×OKUMURA Naoki
国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構
理事長

下村節宏 × 中村友哉

SHIMOMURA Setsuhiro

NAKAMURA Yuya

一般社団法人 日本経済団体連合会
宇宙開発利用推進委員会委員長
三菱電機株式会社 相談役

株式会社アクセルスペース
代表取締役

国立研究開発法人として今年 2 年目を迎える JAXA は、日本の航空宇宙技術開発の最先端を走るだけでなく、具体的な成果を社会に還元していくことをより一層期待されています。また、民間の宇宙産業を取り巻く状況も大きく変わりつつある今、日本の宇宙業界に何が必
フロンティア
への挑戦
産業振興

安全保障
防災

要なのか、JAXA の果たすべきは何か、どういう方向に進むべきかを、奥村理事長が経団連宇宙開発利用推進委員会委員長の下村節宏
氏と、超小型衛星ビジネスを展開するベンチャー企業アクセルスペースの代表取締役中村友哉氏と語り合います。
取材：寺門和夫（科学ジャーナリスト）

平成27年11月24日に種子島宇宙センターから打ち上げられた、H-ⅡAロケッ
ト29号機。
第2段には基幹ロケット高度化開発の成果が適用され、長時間飛行や第2段エンジン再々着火により、衛星をこれまでよりも静止軌道に近い軌道に投入することに成功した。
3

宇宙は誰もが使える「インフラ」になろうとしている
奥村 宇宙をめぐる環境は最近変わってきていると考えています。これまでの官需だけの世界から、商業化という動きがでてきています。また、2 0 1 5 年 1月には新しい宇宙基本計画が決定されました。4月には JAXA も国立研究開発法人となり、日本全体の利益の最大化を目指すことになりました。そこで本日は、今後の宇宙開発や
JAXA への要望などについてお話を伺えればと思っています。まず、日本の宇宙関連
企業をまとめておられる立場から、下村さんに日本の宇宙産業の現状についてお話しいただければと思います。

「変化の時期というのは面白い仕事ができると思っているのです。」

下村 日本の宇宙開発利用の歴史を振り返ってみますと、長い間、国や政府系機関が主導して技術開発と利用が進められてきま奥村 直樹

した。しかし今では、通信放送分野では多く

OKUMURA Naokiのサービスが民間事業者によって提供され国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構
理事長

る状況になっています。日本だけでなく、アメリカやヨーロッパもそうでしたが、最初に国がしっかりと基幹技術を開発し、それがビジネ
スに生かされていく構図になっているわけです。宇宙技術は国家間の競争という側面

宇宙は誰もが使える「が強く、基幹技術は国の機関がしっかり開階にあります。こうした動きに日本が乗り遅発を行い、民間企業はその成果を最大限にれることがないようにする非常に重要な時活用し、官民あげて宇宙技術の産業化に取期だと思っています。

り組んでいく。日本もそういう時期にきている

奥村 官需を主体にしてきた大型の衛星と感じています。

と、民間による小型あるいは超小型衛星の奥村 中村さんはベンチャー企業という立関係ですが、相互補完してサービス全体が場におられるわけですが、いかがですか。

広がるのがいいのではないかと思っていま

中村 私たちの会社の創業は2 0 0 8 年

す。これまでの区分や役割も少しずつ崩れです。当時は宇宙というものが民間にあてきている印象を持っているのですが。

まり浸透していませんでしたが、ここ3 ～ 4

中村 その通りだと思います。民間が入っ年は宇宙に対する周囲の見方が大きく変てくるようになって、衛星の大小どころか、わってきたと実感しています。最近は一般

宇宙業界という垣根すら崩れてきています。

の企業から、宇宙を使えないかという問い

つまり宇宙だけでサービスをするという世界

合わせが増えてきています。私たちのメイ

ではなくなっていて、宇宙の特質を生かして、ンの仕事である超小型衛星の分野もこれ地上にあるサービスにどういう価値を加えてから大きく広がっていくのは間違いないと思いくのか、そういう考えが重要になってきていいます。現在はインターネットの黎明期にます。

似ていて、宇宙が誰でも当たり前のように

下村 大型衛星と小型衛星では役割が使えるインフラになっていく、そのスタート段

異なっていて、競合というよりお互いに補完

小型衛星放出機構（J-SSOD）から放出されるブラジリア大学が開発した超小型衛星「SERPENS」放出の様子。
4

「期待しているのは、国際競争で勝てる技術ですね。
」
下村 節宏「現在はインターネットの黎明期に似ています。」
中村 友哉

SHIMOMURA Setsuhiro

NAKAMURA Yuya

一般社団法人 日本経済団体連合会
宇宙開発利用推進委員会委員長
三菱電機株式会社 相談役

株式会社アクセルスペース
代表取締役「インフラ」になろうとしている
し合う関係だと私も思います。国家プロジェ

でに世界で十分太刀打ちできると思いま

素材とか、材料の分野ですね。日本は宇クトを通じて開発された技術が民間に広くす。通信衛星の分野では日本はあまり強く

宙ビジネスをするには非常にいい環境だと使われる中でお互いに価値を認め合い、共なかったのですが、三菱電機がシンガポー

思っています。

存する世界であると思いますね。

ル、
トルコに続き、最近ではカタールの通下村 私たちも大いに恩恵を受けていま

奥村 私は筑波にある産業技術総合研

信衛星を受注しました。このカタールの衛す。例えば、衛星搭載用の非常に軽いア

究所や物質・材料研究機構にうかがい、星を受注して以降、世界の通信事業者かンテナを作れるのは、炭素繊維強化プラス

理事長さんにお会いしました。ぜひ皆さん

らの引き合いが増えています。

チックのような素材が日本にあるからです。

の知恵を宇宙で生かしたいとお話したとこ

奥村 それは素晴らしい。

ろ、大いに賛成していただきました。こうし下村 お客様から期待されるような存在にた研究機関から新しい要素技術を取りこもなってきたと感じていますが、これから解決し

JAXAに求められる事、JAXAがやらねばならない事

うとしているのですが、変化の時期というのなければいけない技術課題もあります。そう

奥村 JAXA のロゴの下には Explore to

は私自身も面白い仕事ができると思っていいう技術を国産でしっかり作り上げて、世界

Realizeと入っています。宇宙を子供に夢をるのです。

に打って出たいと考えています。それを可与えるだけでなく、現実のものにしようという思

下村 私もそう思います。

能にしていく上で国のプロジェクトが重要だ

いが私にはあります。JAXAをより良い姿に世界に飛躍する、
日本の高い技術力と優れた素材・材料の力と思います。

変えていきたいと思っていますので、JAXA に

中村 宇宙開発に限らず、日本のモノづく対する忌憚のないご意見をたまわりたいと思りの基盤はすごいと思います。日本の中小います。

企業は加工精度に厳しい要求を出しても下村 JAXA に期待しているのは、やはり

奥村 日本の宇宙技術の強みに関して、

比較的簡単に応えてくれます。低コストで基幹技術をしっかり開発していただきたいとい

下村さんはどうお考えですか。

性能のいい衛星をつくることができることが、うことです。国際競争で勝てる技術ですね。

下村 例えば地球観測の分野などは、す日本の強みだと思います。それから、やはりその成果は必ず民間が世界でビジネスを展
5

開して、日本の宇宙産業の発展に資する形で開発するか、どれを外部から調達するかといでお返しできると思います。ただし、何が競争う判断です。JAXA にとって関心の高いもの

ないことも多い。ですから、JAXA にチャレンに勝てる技術かというと、これはそう簡単な話を自力で開発するだけではなく、多少手間暇

ジ枠のようなものがあって、そこで技術やアイ

ではなく、ユーザがどういうことを期待しているや費用がかかっても国の安全保障などの観デアを試す場を提供してくれれば、新しいアイのか、世界で何が起こっているのかを踏まえ点から重要なものは国産化するという判断がデアを実現に移してみようとする企業がどんどて、JAXAと民間の間でじっくり議論をするこ必要だと思います。

ん出てくることにつながるのではないかと思っ合を考えると民間だけではなかなか踏み切れとが重要だと思います。

ています。

奥村 競争力という点でいいますと、政奥村 JAXA だけですべてができるわ

府の高額な衛星を打ち上げるプロジェク

けではありませんから、同じ志の人が集トでは、革新的なスペックをいきなり採用

まって何かをするというのが大事ですね。

するわけにはいきません。ですから、
その中村 おっしゃる通りです。私たちがビ前の段階の「仕込みの研究」がいるとジネスをしている世界を考えますと、打ち思っています。JAXA ではこれまでも先上げられる衛星の数はもうすさまじい量導研究というのを進めていますが、これになっています。そうなってくると、何で差をもっと強化する必要があるのではないをつけられるかといえば、やはりビジネス

か。日本の宇宙産業もここまで実績がモデルと技術力です。ビジネスモデル

上がってきているわけですから、JAXA のは我々民間がリスクを取ります。しかし、新しい役割というのは、宇宙以外の分

新しい技術に関して民間がリスクを取る

野も含め世界を先導する技術によってのは大変なのです。そこを JAXA に研

日本の宇宙分野の強さを生み出すことではな

中村 私は JAXA にもっとリスクを取る枠究開発していただいて、その成果を我々が衛いかと思っています。そのためにも、民間とはがあっていいのではないかと思っています。

星に載せてサービスを行えば、お互いウィン

仲良しクラブではなく、他分野技術の人も含

10 0％成功しないといけないと考えてしまうと、ウィンの関係になるのではないでしょうか。

めて侃々諤々の議論ができるような関係をつチャレンジングなことができなくなり、時代の変

くりたいと思っています。

化についていけなくなります。失敗してもいい

下村 ぜひやりましょう。そのような取組みはから、新しいアイデアを試すことによって、本継続的に行うことが重要だと思います。加え当の技術が残っていく。今、民間ではいろいて JAXA にお願いしたいのは、例えばあるプ

ろな動きが始まっていますが、宇宙分野はコス下村 先ほども話が出ましたが、日本にはロジェクトを実行するに当たって、どこまで自力トもかかるしリスクも大きいので、失敗した場

優れた機器が多くあります。これを世界に

かんかんがくがく

アクセルスペースが開発に参加した超小型衛星「ほどよし1号機」が捉えたアフリカ北部に広がるサハラ砂漠に存在する、瞳のような環状構造体。

官民が協力することで宇宙業界全体の人材育成を

同じく「ほどよし1号機」が撮影した、西半球でもっとも低い標高の場所カリパトリア。
砂と畑のコントラストが素晴らしい。
写真：Axelspace Corporation【株式会社アクセルスペース】
2008年8月創立。
東京都千代田区神田小川町のビルの中に事務所と衛星の組立て場を持つ。中村友哉代表取締役を筆頭に「超小型衛星等を活用したソリューションの利用」「超小型衛星及び関連コンポーネントの設計及び製造」「超小型衛星の打ち上げアレンジメント及び運用支援・受託」を事業展開する、まさに今熱いベンチャー企業。

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H-ⅡBロケッ
トで打ち上げられ、ISSに物資を届けた「こうのとり」5号機。
写真：JAXA/NASA

陸域観測技術衛星2号「だいち2号」（ALOS-2）の衛星本体。

輸出していけるレベルにしっかり育成していいるというのは非常に重要なことだと思いま

宙基本計画で示されたように、今後 1 0 年

くことが重要です。JAXA には、そういったす。JAXA では革新的衛星技術実証プロ

間の累計で5 兆円ぐらいの事業規模にす開発においても、海外ビジネスを視野に入グラムも始まりましたが、この理念には非常ることが当面の目標と考えています。

れながら民間と連携して進めていただくことに賛同しています。宇宙での実証に使える

中村 私たちは2 0 1 7 年に超小型衛星を期待しております。あとは人材育成です。

機会をどんどん提供することが、ひいては日を3 機打ち上げる計画でいますが、これはJAXA には宇宙開発技術者をしっかり育て

本の国際競争力につながっていくと私は思世界に追いついていくためにはギリギリのスていただきたいですし、民間との人事交流います。海外の人たちも宇宙産業を学ぼう

ピードです。2 0 2 2 年ぐらいまでに5 0 機とも重要と思います。

と思ったら日本に来るのが一番よいとなれ

いうのを私たちの目標にしております。宇宙ば、ポジティブなサイクルが回っていくのではないでしょうか。

奥村 おっしゃる通りです。自分で打ち上げ能力を持っている強みをもっとうまく活用すべきですね。

世界市場に地盤を築くには今が勝負の時！
奥村 最後に、少し将来の話をお話いた
だければと思います。これからの投資を語っていただければと思うのですが。

奥村 そうですね。例えば JAXA の職員

下村 世界の市場でしっかりとビジネスを獲得していく。それが産業界としての大きというのはインフラなのですね。これを誰がも民間企業に行って、宇宙だけでなく、違うな夢というか、取り組んでいきたいことです。

使えるようにするのか、ちょうど今が勝負時だ部署でも勉強してくる。また、民間企業から日本は相当なポテンシャルを持っていると、と思っています。1 0 年先にまわりがどうなっも JAXA にきてもらい、勉強していただく。

私は思います。それを現実の力にすれば、ているか分からない。私たちの目標をなるべ

そういうふうにして宇宙業界全体の人材を

日本の宇宙産業というのは相当大きく育て

く前倒しできるように、海外展開も含めて頑育てていくといいと思います。

られるし、世界で頑張っていけると思います。

下村 そういう交流はぜひ進めた方がいいと思います。

中村 国際競争力という言葉が出てきまし
たが、やはり日本が打ち上げ能力を持って張っていきたいと思います。

奥村 経団連では何か数値目標的なもの

奥村 私もスピード感は非常に大事だとをもっておられますか。

思っています。それがないとビジネスの世

下村 日本の宇宙産業の今の年間事業界に入っていけないですね。本日は貴重な

規模は3 , 0 0 0 億円程度ですが、これを宇ご意見をいただき有難うございました。
7

JAXA 宇宙天文観測の世界

とてつもない
観測能力をもって宇宙へ向かうX線望遠鏡
フロンティア
への挑戦

産業振興

安全保障
防災

「熱い宇宙の中を観る」ー Insight into the Hot Universe.
新世代のX線天文衛星「ASTRO-H」の打ち上げが迫った。約2.7トンという日本が打ち上げる宇宙観測衛星としては最大級だが、期待される観測成果も最大級。80億年彼方の巨大ブラックホール、宇宙最大の天体である銀河団の詳細など、人類は日本の科学技術力によって、宇宙のまったく新しい姿を目の当たりにすることになる。およそ40年にわたって世界のX線天文学をリードしてきたJAXA宇宙科学研究所の経験と蓄積が実現した「夢の宇宙天文台」に熱い期待がそそがれている。
文・山根一眞軟X 線望遠鏡（SXT-S）
軟X 線望遠鏡（SXT-I）
硬X 線望遠鏡（HXT）
×2
X 線を集める望遠鏡

伸展式光学ベンチ（EOB）
打上げ後、宇宙空間で伸ばして、硬 X 線撮像に必要な焦点 距離 12 m を確 保します。

X 線をとらえる検出器
軟X 線撮像検出器（SXI）
軟X 線分光検出器（SXS）
軟ガンマ線検出器（SGD）
×2
硬X 線撮像検出器（HXI）
×2
Ｈ−ⅡAロケット3 0 号機の先端部分、フェアリングに収められる「ASTRO-H」は高さが約 8 m だが、分離後の「ASTRO-H」
は、
軟 X線望遠鏡（SXT-S）、
軟 X線望遠鏡（SXT-I）、
硬 X線望遠鏡（HXT・２基）という４基の望遠鏡が X線を集める。4 種類 6 台の検出器、
軟 X 線撮像検出器（SXI）、軟 X 線分光検出器（SXS）、軟ガンマ線検出器（SGD・2 基）、硬 X 線撮像検出器（HXI・２基）
で、宇宙からくる X 線と軟ガンマ線を検出する。軟 X 線望遠鏡以外は純国産。極低温に保つための冷凍機や真空断熱容器など日本のものづくり力が満載だ。

8

宇宙空間で、先端に「硬 X 線撮像検出器・HXI」が装着されている伸縮光学ベンチ（EOB）が伸びて観測を開始する。

電磁波の波長による宇宙の見え方の違い

波長が長い

エネルギーが低い（波長が長い）
電
センチ波

波

ミリ波

サブミリ波

PLANCK宇宙望遠鏡
ESA

WMAPウィルキンソン・
マイクロ波異方性探査機
NASA

©ESA

波長が短い

エネルギーが高い（波長が短い）

赤外線

可視光

「あかり」
赤外線天文衛星
ISAS/JAXA©ISAS/JAXA

紫外線

X線

GALEX紫外線宇宙望遠鏡 MAXI
（全天X線監視装置
NASA・国際宇宙ステーション）©Karl Foster/Caltech
JAXA、
理化学研究所©NASA©RKEN/JAXA/MAXI team

ガンマ線

FERMIガンマ線宇宙望遠鏡
NASA、
米エネルギー省、
フランス、
ドイツ、
イタリア、
日本、
スウェーデン©NASA/DOE/Fermi
LAT Collaboratinon

電磁波の波長によって天体の姿はまったく異なって見える。図中央に並ぶ楕円は全宇宙をとらえた画像で、波長による見え方の違いがよくわかる。その下に並ぶ衛星は、
それらの観測を行った観測衛星だ。
一般に冷たい天体は波長が長い電磁波を出し、熱い天体ほど波長が短い電磁波を出している。
（作図・山根一眞）

X 線天文衛星「ASTRO-H」
は、
2 0 16 年 2月12日（予定）、種子島宇宙センターからH-IIAロケッ
ト3 0 号機で打ち上げられる。
「ASTRO-H」は宇宙空間で宇宙を X 線で観測する望遠鏡だが、純粋な科学ミッションであるため理解されにくい面がある。だが X 線で宇宙を解明する取り組みは、日本が世界をリードしてきた分野だ。
「ASTRO-H」は、その4 0 年
近い科学的、工学的な経験と蓄積をもとに作り上げた、とてつもない能力をもった、日本ならではの「世界一」の X 線
天文衛星なのである。
2 0 15 年 11月末に機体が公開されたが、その大きさには誰もが圧倒されたようだ。2 0 0 5 年に打ち上げられた X 線天文衛星「すざく」は全長が約 6 . 5 m だったが、「ASTRO-H」は伸展部を含めれば約 14 mと2 倍以上。
質量も「すざく」の約 1. 7 t に対して1. 5 倍以上の約 2 . 7 tと大型の乗用車並だ。
望遠鏡による天体観測は、1 6 0 9 年にガリレオ・ガリ
レイの望遠鏡で始まり長い間可視光線での観測時代が続いた。だが、天体が発している信号は可視光線だけはない。人の眼では見えない、つまり可視光線以外のさまざ
まな光（電磁波）が天体の異なった姿を伝えている。そこ
で、電波や赤外線で宇宙を観測する試みが始まった。一方、電波望遠鏡や赤外線望遠鏡は地上での観測が可能だが、紫外線、X 線、ガンマ線など波長が短い電磁波
は大気に遮られて地上には届かないため、長い間観測は不可能だった。この短い波長による宇宙観測は、望遠鏡をロケッ
トによって宇宙に運べる時代を迎えて初めて可能になったのである。
「ASTRO-H」は、大型の H-IIAロケットという打ち上げ
手段を前提に計画され、世界の X 線天文学にまったく新しい世界を拓くことが期待されている。高橋忠幸プロジェクトマネージャは、「世界一のものを作るという思いで観測機器の開発を進めてきた。観測機器は地上で実績ある検出器を応用するのが普通だが、「ASTRO-H」は宇宙で初めて使うことを念頭において開発した」と語っている。
その観測機器とシステムだけでも本が何冊も書けるほどだが、その観測システムは大きくわけて4つになる。
軟X 線分光観測、軟X 線撮像観測、硬X 線撮像観測、
軟ガンマ線観測だ。
「軟…」とか「硬…」はちょっと不思議な用語だが、「硬X 線」とはエネルギーが高く透過力の強
い X 線を指す。レントゲンや空港の手荷物検査などで使う
X 線がこれだ（波長は0 . 0 1nm 前後）。
「軟X 線」は、人体やアルミホイルでも遮蔽できる、エネルギーが小さく透過力もさほど高くない X線（波長は1nm前後）。
「ASTRO-H」
では4 種の超高性能の観測システムが同時に機能することによって、「すざく」と比べて10 倍から10 0 倍も高感度の観測が可能となった。
そのスーパー観測能力によって、8 0 億年彼方の巨大ブラックホールの分布や挙動、銀河団（ダークマターの重力で形成された宇宙最大の天体）の詳細が明らかにされるはずだ。その期待が国際的にきわめて高い。このことは「ASTRO-H」プロジェクトが、JAXA、NASA をはじめ国内外の大学・研究機関の2 0 0 名を超える研究者が参加
して進められてきたことが物語っている。
9

JAXA 宇宙天文観測の世界

銀河系内の恒星質量ブラックホール（左）、銀河中心の巨大ブラックホールとジェッ
ト
（右）
の想像図。
（出典・NASA/JPL-Caltech）

ブラックホールも解明
宇宙からX線が届いていることが米国で判明したのは1962年。
その劇的な発見から54年目に日本が打ち上げる「世界一のX線天文衛星」にはどんな期待がかけられているのか。X線天文学の第一人者に聞いた。

牧島一夫
MAKISHIMA Kazuo
理化学研究所グローバル研究クラスタ
研究顧問。
X線天文学の第一人者。
国際宇宙ステーションに搭載した
全天X線監視装置MAXIも手がけた。

——「ASTRO-H」は何とも壮大なミッションですが、どんな成果を期待されていますか？
牧島 まず第一に、巨大ブラックホールが宇宙の歴史の中で、いつどうやってできてきたかを探ることですね。これまで X 線で観測できなかったはるか遠方の銀河にもブラック
ホールがあるのかどうか。巨大なブラックホールが生まれて育ってきた、その歴史を見ましょうと。
——ブラックホールは全ての銀河にある？
牧島 そう、ほとんど全ての銀河の中心にあります。一銀河に一匹、太陽の1000 万倍から１0 億倍ほどの質量をもったモンスターがいます。
——2 番目は？
牧島 「銀河団」のガスの中の重元素を調べる。メジャー

10

電波、赤外線、可視光線は地上に届くが、波長が短い天体から届く紫外線や X 線、ガンマ線
は大気に吸収されて観測できない。

な元素だけではなく、マンガンだのクロムなども。

少なくとも私は。こうした重元素のできかたに関しては、地——そんな元素がすでにできている？

上の加速器で実験を行う実験核物理学の科学者たちと協牧島 できてます、必ずある比率で。ただし鉄に比べて例

力する予定です。

えばマンガンは約 10 0 分の1と少ない。その比率を知るこ——ますます壮大なプロジェクトですね。3 番目は？

とは、宇宙での元素の作られ方を知る上でとても大事な手

牧島 「銀河団ガス」の詳細観測です。宇宙でもっとも大がかりになるんです。

量にある「普通の物質」
は、銀河団に閉じ込められたガスで、——なぜ X 線で元素がわかるんですか？

Ｘ線を放射します。高温なので個々の分子は激しく熱運動

牧島

していますが、ガス中にどれだけ渦のような乱流が起きてい各元素は「特性 X 線」という元素ごとに決まったエ

ネルギーの X 線を出しているからです。そのスペクトルを見るかは、わかっていません。

るのです。
「ASTRO-H」の一番の売りは、それを観測する——それにはどういう意味が？

分解能がきわめて高い点です。これまで観測不能だった微

牧島 ダークマター（暗黒物質）の量をより正確に知る量元素まで検出できるので、重元素のでき方が非常によくためなんですよ。

わかるはずです。

——えっ、宇宙にある物質のうち、観測可能な陽子や中性——その観測によって、「 ○○銀河団ですごいことが分かっ

子は宇宙全体の物質量のおよそ5パーセントにすぎず、少た」というニュースが出そうですが？

なくてもその5 〜 6 倍はまだ観測されていないダークマター

牧島 いや、われわれは個別の銀河団がこんなだったとだと言われていますが、どうやってそれを調べるのですか ?

いった各論のみを目指しているわけではないんですよ。目指

牧島

しているのは「総論」です。宇宙での物質のできかたとはどす。銀河団ガスのもつ熱エネルギーは、Ｘ線で測った温度

いうものなのかといった統一的な姿を描き出したいんです、から計算できます。しかし「ASTRO-H」の観測により、ガス

直接には観測できませんが、間接的に推定できま

1979

1993

1987

1983

2005

すざく

あすか

ぎんが

てんま

はくちょう

日本初の X 線天文衛星。
「すだれコリメータ」
により、X 線天体の天空上の位置を高精度で決定できるようになる。これにより、未知の X 線
バースト源が数多く発見され、日本の X 線天文

新開発の観測装置により、X 線天体
源の本格的な分光観測の道を拓いた。
「銀河リッジ放射 」の発見により、銀河 X 線放射の起源と正体の解明が当時最大級の面積と高感度の観測装置を搭 載。 超 新 星 19 8 7 A の X 線検出や、多数のブラックホール候補天体の発見を行った。また、観測機器の日本初の本格的 X 線望遠鏡や世界初の X 線 CCDカメラなどを搭載。飛躍的に向上した感度により、活動銀河核から放射された X 線の解析から、銀河「あすか」よりもさらに感度を高めた X 線
望遠鏡と観測装置を搭載。宇宙空間に鉄が拡散した年代が、今から10 0
億年以上も前であることを発見し、銀河団の形成・成長のプロセスを観測的に検証した。

の中心部に超巨大ブラックホールが存在する可能性を支持するものとなった。

海外研究者との共同開発など、本格的な国際協力がスタートした。
宇宙科学研究所が打ち上げてきた X 線天文衛星の系

X 線天文学の重要研究課題の一つとなった。

譜。
「ASTRO-H」
は19 7 9 年の
「はくちょう」
から3 7 年、学を一気に世界トップレベルへと押し上げた。

6 機目の挑戦になる。

がより大量の運動エネルギーをもつとなると、これまで考え——では、宇宙から X 線が届いていること自体、わからな

てきたより大量の暗黒物質が必要です。
「銀河団のガスかった？

の乱流」
を知ることは、暗黒物質の量を推定することにつな

牧島 そうです。宇宙からは X線が届いていることがわかっがるんですよ。

たのは19 6 2 年のことで、発見者はノーベル物理学賞を——これは宇宙論にとって、重要な研究ですね。

受賞しています。

牧島 4 番目にですね、天体起源の加速された X 線源を——X 線天文学が宇宙科学研究のお家芸になったのはど

探そうというものです。
「SPring- 8」は御存知ですか？

うしてですか？

——はい、世界トップの加速器ですね。播磨市の現場は牧島 その大発見の現場（マサチューセッツ工科大学）に何度も訪ねています。電子を光とほぼ等速まで加速させ、立ち合っていたのが、日本の X 線天文学の開祖で、後に磁石によって進行方向を曲げてやると、超強力かつ極細の宇宙科学研究所の所長もつとめられた小田稔先生で、X

X 線が飛び出してくる。それを「放射光」と呼ぶ。それを使っ

線天文学の進歩に大きな貢献をされました。

て物質の微細構造を調べることができる。

——どのような貢献を？

牧島 そう、宇宙ではその放射光のような天体がたくさん知牧島

られているので、そこで粒子がどこまで高いエネルギーに加たかを正確に測る、「すだれコリメーター」と呼ぶ装置を開速されているかを知りたいのです。それと少し関連しますが、発されたのはその一つです。その小田先生の存在があった

反射や屈折を起こしにくい X 線が、どの方向から来私は長年、磁場を持つ中性子星を調べてきましたが、それらことで、宇宙を解明する新分野である X 線天文学に多くのより 10 0 倍も強い磁場を持つと考えられる中性子星が発研究者が集まってきたんです。

見されつつあります。

——「ASTRO-H」は、そういう日本の厚く熱い伝統を担っ——それはどこにあると考えられますか？

て開発され、打ち上げられるんですね。

牧島

牧島

我々の銀河系の中です。
「SPring- 8」などで使う

緻密な国際協力が続いてきたことも特筆すべきこと

磁場より一千億倍も強い磁場をもった、とんでもない連中です。それは1987 年の「ぎんが」から始まり、「ASTRO-H」

がいるんですよ。
「マグネター」と呼んでいますが、そいつをにつながっているわけです。

追いつめたいんです。
—— 宇宙はどう生まれ進 化してきたかはまだ謎だらけ。
「ASTRO-H」は、その未知の暗黒部分のべールを一枚、二枚と剥がしてくれる。期待にわくわくします。
牧島 X 線は可視光と比べて波長でいうと10 0 0 分の１ほど短い。一方、エネルギーは10 0 0 倍で（１個の光子エネルギーで比較）
レントゲン写真のように透過力も強い。ところが非常に不思議なことに、宇宙から来る X 線は地球の大気を貫けない。大気はきわめて厚いので、大気中のチッ「ASTRO-H」
が観測を目指す100 個以上の銀河からなる銀河団のひとつ、
ケンタウルス座銀河団。左は可視光、素や酸素などの分子に吸収されてしまうからなんです。

考えられている。写真 :NASA Sky View( 左・可視光 )。JAXA/ 東京大学 ( 右・X 線 ) )。

右は X 線で観測。10 0 0 万度〜1 億度のガスが充満しているが、それは暗黒物質によって閉じ込められていると

11

JAXA 宇宙天文観測の世界
2 0 1 6 年度の打ち上げが予定されているジオスペース探査衛星（ERG）の観測イメージ図。

X線とならぶ柱
磁気圏 と プラズマ
物質を作っている原子が原子核と電子にバラバラになった状態が「プラズマ」（電離ガス）。宇宙の物質の99.9％以上がプラズマ状態にあり、それは「磁気圏」との相互作用がある。X線天文学とならび宇宙科学研所のお家芸であるその世界について藤本正樹さんに聞いた。

12——宇宙科学研究所の科学ミッションでは、X 線天文学場）の端に至ったという意味なんです。

と並んで「プラズマ」や「磁気圏」の探査が大きな柱です。

——太陽系は実際は数光年というはるかに大きいサイズだ

しかし、19 9 2 年に打ち上げた「GEOTAIL」のように衛星と聞いていますが？

の名称もアルファベッ
ト表記のみ。
「磁気圏尾部観測衛星」

藤本 それは、太陽の「重力」が影響している空間のことと聞いても、ピンときませんでした。

ですね。つまり、「磁気圏太陽系」と「重力圏太陽系」で

藤本 「GEOTAIL」は NASAとの共同プロジェクトであっはサイズが異なるわけです。太陽系のその広大な「磁気圏」

たためにこういう名称になったんでしょう。また、これまではこのおかげで地球は守られている。太陽系の外から届く強力

ういう科学ミッションについて一般への広報に力を入れよう

な銀河宇宙線は大気に当たるとエアロゾル（微細な塵）をという時代ではなかったですから。

コアにして雲を多く作る。その雲が増えれば気温が下がり——チームはこのミッションに没頭してきたわけですね？

氷河期になる。太陽の活動が低下すると氷河期になるの藤本はそのためだと言われています。

地球の周囲の宇宙空間を調べる衛星が次々に打ち上げられたのは19 6 0 年代、アポロ計画の時代です。

——太陽の磁気圏が地球の気候に影響しているとは驚き

人が宇宙へと出て行くにあたって、宇宙環境がどういうものです。磁気圏はえらい力を持っているということですね？

かを調べる必要があったからです。また、プラズマや磁気

藤本 そう。太陽から吹き出すガスが磁場を引きずり出し、圏は宇宙へ出てまず調べられるテーマだった、ということもあ

磁力線がニューッと伸びて、どこかでちぎれる。磁気はエネります。

ルギーを持っているので、磁力線がちぎれると爆発が起こり——「プラズマ」と「磁気圏」
ですが、どういう世界なんですか？

ます。それを宇宙空間の爆発現象と呼んでいます。宇宙藤本

太陽を例にとると、太陽からは常に太陽風というガには何もないように見えますが、磁場という形でエネルギー

スが四方八方に出ています。そいつが太陽の磁場を引っが溜まっていて、ある時に急に光る現象が起こることがある

張り出すんです。

わけです。

——ガスが磁場を引きずり出す！
？

——地球の磁場も引っ張られている？

藤本 そう、それは太陽系全体に広がっている（アルキメ藤本 もちろん。引っ張られたりちぎれたりしています。そデススパイラル）。アメリカの惑星探査機「ボイジャー」がれが地球の尾っぽのようなので「GEOTAIL」（地球の尾）「太陽系の端」に到達したというニュースがありましたが、あと呼んでいる。それがちぎれる時に光るのがオーロラです。

れは、
太陽から引きずり出された磁気が満ちているエリア（磁——「GEOTAIL 衛星」の名の由来というわけですね。

19 8 9 年に打ち上げられたオーロラ観測衛星「あけぼの」（左）と19 9 2 年の磁気圏観測衛星「GEOTAIL」（右）。

磁場は北側にずれている。おそらく地球とは違う磁場ので

藤本正樹
FUJIMOTO Masaki
宇宙科学研究所 教授。
宇宙プラズマ物理学が専門で地
球磁気圏、
オーロラ、
日欧共同の
水星探査機BepiColomboなどを手がけてきた。

き方をしていると言われています。水星は太陽に近いので強い太陽の磁場の影響を受けているはずです。そのため
水星磁場圏は相当めちゃくちゃなことになっているはずです。
水星は磁場の形がちょっとずれていて、地球と比較するのにうってつけなんです。比較から、太陽の影響下にある惑
星の磁場圏について多くの知見が得られるのではと思って磁気圏を調べるのは、地球に住む人の命にとっても大事だ

います。

ということがよくわかりました。

——太陽系の惑星の磁場はそれぞれ異なっている？

——牧島先生からとんでもなく磁場が強いマグネターという藤本天体があると聞きましたが。

部が溶けたままであることが理由だろうという理論はあるんで藤本す。一方で、かつては磁場があったが今はない火星も、中磁場があまりにも強く、電子の運動が量子化するという、わけの分からない、ブラックホール並に気持ちの悪い

相当違います。金星には磁場がない。惑星中心

身は溶けたままだと言われています。

天体ですね。いずれによせ、磁場による現象は宇宙のいた——火星探検者はコンパスが使えないのですね。

るところで起こっていて、それが星だけでなく、われわれの世

藤本界である惑星を作り出すことに関係しているのだろうと僕は意味からも水星探査は大事なんですよ。

思っているんですがね。

——「BepiColomboプロジェクト」では、欧州は水星の地

磁場があるのは水星と地球だけなんです。そういう——宇宙にある物質の9 9 . 9パーセント以上は、原子核と形など表面を調べ、日本は磁場を調べる役割を担う。日本の電子が分離したプラズマ状態だというのはなぜですか？

「磁気圏」研究が世界のトップにあることを実感します。

藤本 宇宙は希薄な空間ですから、Ｘ線や紫外線などエネ

藤本 この分野では、
衛星によって得た「プラズマ」や「磁ルギーの高い電磁波が当たればすぐにプラズマ化してしま

気圏」の観測データをもとにスーパーコンピュータを使ってうからでしょう。そのプラズマは磁気圏とも深く関係している。

解析し理論を構築するのが大事な研究手法です。JAXA

この宇宙のメカニズムを解明することは、宇宙を知るためにでは早くから研究者がスパコンを自由に使える環境があったも、地球を知るためにも重要な課題なんですよ。

ことも、この分野で世界のトップレベルにあり続けてきた理——宇宙科学研究所は、19 7 0 年に日本初の人工衛星

由でもあるんですよ。

「おおすみ」
を打ち上げ、そのわずか2 年後に科学衛星「でんぱ」を宇宙へ送っています。その目的を見ると、「プラズ
マ波、プラズマ密度、電子粒子線、電磁波、地磁気等の観測」とあります。日本の科学衛星の歴史は「プラズマ」「磁気」の観測で始まっているんですね。
その後、19 7 8 年の「きょっこう」、「じきけん」、19 8 5 年の「すいせい」、19 8 9 年の「あけぼの」、19 91年の「ようこう」、19 9 2 年の「GEOTAIL」、2 0 0 5 年の「れいめい」、
2 0 0 6 年の「ひので」と、連綿と「プラズマ」「磁気圏」の観測が続いていますが、その継承の意味がよくわかりました。
ところで、2 0 17 年に打ち上げ予定の「水星磁気圏探査機 MMO」も水星の磁気を調べるのが目的だそうですが、何を探ろうとしているんですか？
藤本

水星の磁場はかなり深い所で起っているんですが、

日欧 共 同の水 星 探 査プロジェクト「BepiColombo」で日本は水 星 磁 気 圏 探 査 機・MMO（Mercury
Magnetospheric Orbiter）
を担当。その機体はすでに欧州に搬出済みで打ち上げは2 0 17 年の予定。

13

変わりゆく地球を宇宙から見る
気候変動研究・地球温暖化防止に貢献する
JAXAの地球観測衛星

世界の雨分布リアルタイム（GSMaP_NOW）より

安全保障
防災

世界の水循環を宇宙から観測し、防災に役立てる

TRMM, GPM, AMSR-E & GCOM-W
熱帯降雨観測衛星TRMM（1997 ～ 2015年）
全球降水観測（GPM）主衛星（2014年～）
AMSR-E（NASAの地球観測衛星Aquaに搭載、2002 ～ 2011年）
水循環変動観測衛星「しずく」（GCOM-W）（2012年～）

産業振興
GPM

フロンティアへの挑戦思います。TRMM や GPM のデータは、最近世界各地でしずく

気候変動の問題は水循環の変動とも大きく関わっていま頻発している水に関する災害の対策にも有効です。
GPM 主衛星を含めた GPM 計画の重要な成果物に
GSMaP（全球降水マップ）があります。GSMaP は準リ
アルタイム（観測から4 時間遅れ）で世界の雨分布を1時す。そして、水循環に関わる衛星は JAXA のお家芸の一間ごとに表示するもので、JAXA のウェブサイトで公開され

つといえます。

ています。さらに、私たちは2 0 15 年 11月に、気象衛星

日米共同ミッションの熱帯降雨観測衛星 TRMM は17「ひまわり」の観測域に関してリアルタイム版の「GSMaP

年にわたって熱帯域の降雨量を降雨レーダで観測しました。

NOW」を公開しました。こちらは観測から3 0 分以内に利

現在はその後継にあたる、同じく日米共同の GPM（全球降用可能なデータを用いて降水マップを作成し、「ひまわり」

水観測）主衛星の2 周波降水レーダが中高緯度も含めたの雲の動きを計算して3 0 分後の降雨域を推測し、現在時

可知 美佐子世界の降水量を観測しています。GPM 主衛星は、複数の刻の降雨分布を表示するもので、今、雨がどこで降っている

第一宇宙技術部門
地球観測研究センター
主幹研究員/研究領域リーダ

衛星が連携して全球の降水を観測する GPM 計画の中心かを知ることができます。このデータは、毎時 0 分と3 0 分となる衛星で、観測を開始してからもうすぐ2 年になりますが、に更新されています。

KACHI Misako

TRMMによる観測と継続したデータを作ろうとしているところ

現在、北極海の海氷は減少傾向にあり、その変動は地です。気候変動の研究には2 0 年、3 0 年といった長期間

球温暖化との関わりを含めて世界的に注目されています。

の観測データの蓄積が必要なのです。TRMM のデータは

これまで氷に閉ざされていた北極海に、夏の期間、船舶が気候変動を予測する数値モデルの検証データとして使われ行き来できる航路が開けつつあるからです。NASA の衛てきました。今後は GPM のデータも含めて使われていくと

星 Aqua に搭載された JAXA の改良型マイクロ波放射
計 AMSR-E は、9 年以上にわたり北極海の海氷の変動を高分解能で観測してきました。その後継となる「しずく」の AMSR 2（高性能マイクロ波放射計 2）では分解能が3 0％程度向上し、海氷の状態をより詳細に観測することができるようになりました。
AMSR 2は2 012 年に、北極海の海氷面積が衛星観
測史上最小になった際の観測を行いました。AMSR 2の最近の観測によると、2 015 年の北極海の海氷面積は歴代3 位の減少を記録しています。
AMSR-Eを含めたマイクロ波放射計による北極海の海
氷の長期の観測結果は、IPCC の第一作業部会による第北極海の海氷分布。
2012年9月16日「しずく」/AMSR2[検証中]（観測史上最小分布）。
14

5 次評価報告書にも掲載されています。JAXA でも、アメリカの衛星のデータも使い、過去 3 0 年間以上におよぶ海氷
密接度のデータを作成し、ウェブサイトから公開しています。

世界の森林分布観測や違法伐採の監視に成果をあげる
ALOS & ALOS-2

渡邉 学

WATANABE Manabu
第一宇宙技術部門
地球観測研究センター
主任研究員

し、独立行政法人国際協力機構（JICA）と国立研究開発
だいち2号

陸域観測技術衛星「だいち」（ALOS）（2006 ～ 2011年）
陸域観測技術衛星2号「だいち2号」（ALOS-2）（2014年～）

法人宇宙航空研究開発機構（JAXA）
は共同して、「森林変化検出システム」の構築を行います。本システムでは、
平均して1か月半に1回程度の頻度で全世界の熱帯林を観測し、地球全域での熱帯林伐採・減少の状況を常時監

2 0 14 年の国連気候サミッ
トで、世界の森林の減少面視します。これにより、森林減少が深刻な国々の違法伐採

積を2 0 2 0 年までに半減し、2 0 3 0 年までにゼロにすると等が抑止され、長期的には森林減少を抑制することによるいうニューヨーク宣言が採択されました。今後、世界の森

気候変動の有効な対策として期待されます。

林保全はますます重要になってくると思います。宇宙からの

PALSAR- 2は地殻変動をとらえるためにも用いられま

森林監視にはレーダが威力を発揮します。
「だいち」
に搭載

す。地震が起こった時の広い範囲の地殻の動きを捉えらされていた合成開口レーダ PALSAR は、ブラジルで森林れるのは、森林部を透過して地表面の変動を捉える事が可

監視を行い、違法伐採抑止に貢献しました。光学センサ

能な Lバンドのレーダだけなのです。気候変動に関連してでの熱帯林観測は、雲があるため平均して6か月に1回程いうと、PALSARと同様に、「だいち2 号」の PALSAR- 2度の観測頻度になってしまいます。レーダならその心配はな

も流氷の動きと分布を調べることに使われています。また、

く、高い頻度で観測が可能です。PALSAR や「だいち2

PALSAR- 2のデータを用いて北極圏の氷河の動きをとらえ号」に搭載されている PALSAR- 2には森林の監視に適しようという研究も行われています。

た Lバンドという周波数が使われています。この特徴を生か増え続ける温室効果ガスを全球レベルで高精度に観測
GOSAT & GOSAT-2

塩見 慶

SHIOMI Kei

温室効果ガス観測技術衛星「いぶき」（GOSAT）（2009年～）
温室効果ガス観測技術衛星2号（GOSAT-2）（2017年度打上げ予定）

いぶき「いぶき」の最大の成果は、全球の二酸化炭素濃度をの観測で過小評価している地域が見えただけでなく、発生

誤差 0 . 5％という非常な高精度で観測したことです。
「い原因毎の「台帳」の数値評価に迫る成果がでてきました。

ぶき」の 6 年間のデータによると、上昇を続けている大気「いぶき」は打ち上げから6 年がたち、後期運用に入っ

中の二酸化炭素濃度の地球大気全体での平均濃度はています。これまではグローバルな観測を行ってきました

2 0 15 年 7月で約 3 9 8 ppm でした。このまま上昇が続けが、現在は温室効果ガスの主要な排出源や吸収源に迫ば、2 0 16 年中には4 0 0 ppm に達するとみられています。

る観測を行っています。私たちが現在準備を進めている

二酸化炭素の排出量については、
地上のデータをもとにした

GOSAT- 2でも、大都市などの主要排出源を観測したい「台帳」ができていますが、「いぶき」が宇宙から二酸化炭と考えています。GOSAT- 2はより高性能な観測センサを

素濃度を測ることによって、その台帳が過小評価している

搭載して、さらなる温室効果ガス観測精度の向上を目指し

可能性のある地域が見えました。今後、「台帳」の誤差をます。GOSAT- 2では、温室効果ガスと一緒に、一酸化第一宇宙技術部門低減させることにきっと貢献できるはずです。
地球観測研究センター
GOSAT-2プロジェクトチーム（併任） 「いぶき」はメタンの濃度も観測しています。メタンの排
主任研究員

炭素を観測することで、排出源が石油の火力発電所なのか、石炭火力なのか、あるいは森林火災なのかといった排出源である人口密集地、石油・天然ガス施設、稲作・湿出源の燃焼原因のことまでわかるようになります。さらに、地帯、畜産地帯といった場所での高いメタン濃度が観測でPM 2 . 5やブラックカーボン（煤など）といったエアロゾルをきました。メタン排出量の「台帳」
は誤差が大きく「いぶき」、

測ることにより、大気汚染の監視にも貢献します。

JAXAの地球観測衛星の成果を世界に使ってもらう
私は国際協力を担当しており、JAXA の地球観測衛星

松尾 尚子

MATSUO Naoko

第一宇宙技術部門
衛星利用運用センター
主任開発員

ました。そこで発表した JICA-JAXA「森林変化検出シスの国際的な貢献を調整する活動も行っています。

テム」へは、熱帯雨林保有国から高い評価を得ましたし、

2 0 15 年は世界の社会課題に対する共通目標を決める重GOSAT による二酸化炭素やメタンのデータにも関心が寄

要な国際会議が多く、3月に仙台で第 3 回国連防災世界

せられました。

会議、9月に国連で「持続可能な開発サミット」、12月にパ

また、日本がリーダーシップを発揮した2 0 1 5 年 3月のリで COP 2 1（気候変動枠組み条約第 2 1 回締約国会

仙台での国連防災世界会議では、安倍首相は日本の貢議）が開催されました。これらは、世界が直面する貧困、教献策として「仙台防災協力イニシアティブ」
を発表しました。

育、災害、気候変動などの多様な社会課題に対して各国

この中で、世界の防災の実現に「日本の知見・技術」をが協力してどう取り組んでいくか今後 15 年間の枠組みをき活用するとし、JAXA が主導するセンチネルアジアといっめるものです。私は、政府間地球観測会合 (GEO) や地

た災害監視の国際協力枠組みを支援することが述べられ

球観測衛星委員会 (CEOS) などの国際枠組みをふまえ、ています。

JAXA の地球観測衛星によるこれら課題の解決について検討をおこなってきました。
2 0 15 年 12月の COP 2 1では、各国より豪雨など災

2 0 15 年に定められた各種の目標や枠組みに対し、今後は多くの国が防災計画や気候変動にかかる計画に衛星データを使うという動きがでてくるでしょう。これまでの JAXA

害の増加、森林の減少などが多数報告され、気候変動の衛星データやイニシアチブの成果を、これからの世界のへの適用と緩和が喫緊の課題であるとリアルな声を聞き

目標達成に貢献できるよう応えていきたいと思います。
15

世界の距離を縮める
次世代超音速旅客機実現へ
低ソニックブーム設計概念実証試験の成功
2 0 1 5 年 7 月 2 4日、JAXA はスウェーデン・エスレンジ実
験場において、低ソニックブーム設計概念実証プロジェクト第デ ィ セ ン ド ツ ー
2フェーズ試験（D-SEND# 2）の飛行試験を実施しました。得
られたデータを解析した結果、JAXA 独自の機体設計技術に

吉田 憲司

YOSHIDA Kenji

航空技術部門D-SENDプロジェクトチーム
プロジェクトマネージャ

よって、超音速飛行時に発生するソニックブームを低減させた
ことが明らかになりました。 実証試験成功の意義を、吉田憲司
D-SEND プロジェクトマネージャに聞きました。
取材：笠原次郎

高度30.5kmで気球より分離落下した瞬間のD-SEND#2試験機「S3CM」。

分離落下試験のため、気球に繋ぐゴンドラに固定され、自走式クレーン車からつり下げられたD-SEND#2試験機 (S3CM)。

超音速機のソニックブーム
低減を飛行実証――ソニックブームを低減させる研究はどのようにしてはじまったのですか。

吉田 JAXA では次世代超音速旅客機の研究を続けてきました。19 9 7 年にスタートした「次世代超音速機技術の研究開発
ネ ク ス ト(NEXST)」では空気抵抗を低減させる技術の開発を行いました。2 0 0 6 年よりスタート
した「静粛超音速機技術の研究開発」の中の一部を切り出す形で2 010 年に始まったのが、「ソニックブームを低 減する機体の設計技術の確立」
を目指す D-SENDプ
ロジェクトです。D-SENDプロジェクトでは
2 011年に予備試験として第 1フェーズ試
験（D-SEND#1）
を行い、その成果を元に、
今回第 2フェーズ試験として独自のソニック
ブーム低減技術で設計した全長 7 . 9ｍ、重量1トンの超音速試験機を大型気球から高16

度 3 0 . 5㎞で分離落下させ、発生すいますが、後端の衝撃波の低ブーム化は実るソニックブームを計測、技術の実証

現できていませんでした。後端の衝撃波を低を行いました。

減しようとすると、従来のソニックブーム低減

ソニックブームとは、航空機が音速を超えたときに機体の各部から発生

理論では機体の姿勢が保てずまっすぐ飛行できなくなるという課題があるからです。

する衝撃波が、地上に到達する際に今回の試験機では、先端部分は上面と機体の先端と後端で発生する衝撃波に集下面の形状を非軸対称的に、後端は主翼約され、二つの大きな圧力上昇として、
地上で形状の3 次曲面的なうねりや胴体後部を幅

「ド、
ドーン」
と大きな破裂音をもたらすもので広な形状にするなどJAXA 独自の機体設計す。超音速機が通過する空域の下、進行概念が適用されており、世界で初めて「機体方向に対して横方向に幅 6 0㎞～10 0㎞

姿勢を保ちながら先端及び後端のソニックのベルト状の広い範囲（ソニックブーム・カー

ブームを低減する」飛行を実証することができ

ペッ
トと呼ばれます）まで影響するため、世界ました。2005 年の「NEXST」の成功からちょ初の超音速旅客機コンコルドは当時陸地

うど10 年目のメモリアルイヤーである今年、の上での超音速飛行を禁止されていました。

この実証試験に成功できたことは関係者に次世代超音速旅客機では、
このソニックブー

とって大変喜ばしいことでした。

ムの低減がどうしても達成しなくてはいけない
課題になっています。
ソニックブームの圧力変化を計測するとア

国際基準の策定に貢献していくルファベッ
トの「N」に似た波形となります。ソ――今回の成果は今後どのように活用されニックブームの低減 ( 低ブーム化 ) には、こていくのでしょうか？

の「N 型」波形の上向きのピークレベル ( 先吉田 ICAO( 国際民間航空機関 ) の中端の衝撃波 )と、下向きのピークレベル ( 後の CAEP( 航空環境保全委員会 ) でソニッ

端の衝撃波 ) の両方を下げることが必要

クブームの国際基準の策定に向けた検討です。先端の衝撃波を低減することは米国が進められています。第 2フェーズの試験（NASA 等）においてすでに飛行実証されて結果は国際貢献として既に CAEP の下の重量も影響しますので、低ブーム設計技術を
JAXA が考えている機体に適用しますと、
コ

産業振興

確実な一歩!!

ンコルドの25％まで低減できると思われます。
離着陸時の騒音につきましては、
今後これ

フロンティア 安全保障への挑戦
防災までより厳しい基準が適用されますので、我々の技術を更に進める必要がある、などまだまだ課題は残っていますが、次世代超音速旅で見えてきた日本独自の技術力

客機実現へ確実に一歩近づいたことは確かだと思っています。

技術開発の先頭を走り続けること！
――次世代超音速旅客機実現に向けて、
今後の JAXA の役割はなんでしょうか？
「国際
吉田 「国際協力で貢献していく」
競争で勝てる技術を開発していく」の両面がピードはやはり魅力です。超音速旅客機のあると思います。

抱える課題は経済性と環境適合性の二つ

今回の試験結果をICAO に提供するのがあるわけですが、まだ完全に解決というわけ

は国際貢献です。これは今後も継続していにはいきません。

きます。このような貢献を通して、超音速旅

現在 JAXA が考えている次世代超音客機の開発に対する機運醸成に繋げてい速旅客機は、「5 0 人乗り、マッハ1. 6、機きたいと考えております。一方、超音速旅客

体重量 7 0トン」という比較的小型のもの機の開発には JAXA が想定する5 0 人乗り

SSTG( 超音速タスクグループ ) に報告し、です。これをモデルにした場合、経済性はの機体規模でも1兆円以上の開発費用が技術的に高い評価を得ています。但し、環「NEXST」の成果で空気抵抗がコンコルドかかると推定されますので、当然のことながら境基準の策定はなかなか難しく、「どこまで下より13 % 低減。これに機体重量の軽さとエ国際共同開発という形態になります。つまり、

げればコミュニティとして許容されるのか」「客

ンジンの改良を加えると、燃費をコンコルドのその中でいかにシェアを拡大するかの点では観的指標は何か」という議論が今後も継続

8 0 % 程度まで改善することが可能と考えて国際競争となります。B 7 8 7では3 5 % のされていくものと思います。また今回計測されいます。試算によれば燃費を2 0 % 低減でシェアを日本企業が占めましたが、やはり位置た低ブーム波形は当初予測していたものときると、現在のビジネスクラスの1割増し程づけとしては製造分担です。次世代超音速

若干異なっていまして、
これは大気乱流がソ度の運賃で運航が実現するそうです。また、旅客機では、空気抵抗低減や低ブームのニックブームに影響を与えていたからでした。

環境適合性ですが、ソニックブームは機体特許を日本が持っていますので、今までと異JAXA では新たに解析ツールを開発し、低減されたソニックブームに対する大気乱流の影響について詳細な解析を行って有用な知見を得ましたが、これも世界初の成果です。この成果も今後の国際基準策定に

15

大いいに貢献できるものと思っています。

10

一歩近づいた
超音速旅客機の世界

5

次世代超音速旅客機の課題は解決できたと考えてよいのでしょうか ?

D-SEND#2 試験

25
20――今回の第 2フェーズ試験の成功で、なり設計段階からイニシア

高度 30
（km）

れ、
それによってシェア拡大に繋がると考えます。ただ、特許を持っていることは強
1000m

マイク
水平
-25

-20

-15

-10

km）

-5

分離138秒後、係留気球のマイクがソニックブームを計測

0

750m
650m

距離（

500m

5

頭を走り続けていかないと、に日本がたどり着くことはできないと思います。そのために、技術開発を先行的に進め、日本企業に「国際競争で勝てる技術」をバト

ピードを追求して技術開発が行われてきました。運航コストや離着陸時の騒音、
ソニッ
年に退役しましたが、超音速旅客機のスみではありますが、特許を出し続けて、技 術開発の先最終的に設計のテーブル

50m

低ブーム効果吉田 ライト兄弟以来、航空機は常にス

クブームの問題を抱えコンコルドは、2 0 0 3

チブをとることも可能と思わ

低ブーム効果ソニックブームのN型波形計測された低ブームの波形

ンタッチしていくことが私た
ち JAXA の大きな役割だと考えています。
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研究開発の現場から次世代宇宙科学衛星のための宇宙用クローズドサイクル希釈冷凍機
宇宙機による高感度観測では、観測装置などが発する熱ノイズの低減が非常に重既存の“オープンサイクル”では真空の要な課題です。そのための新しい冷却技術開発に、JAXA の取り組みがめざま

宇宙空間への開放部を設けることで、そのしい成果を上げています。

高感度観測を支える
冷却技術

取材：山村紳一郎（サイエンスライター）

圧力差を駆動源としてヘリウムを強制的に混合（ヘリウムは排出して失われる）。新技

使用してきましたが、寒剤は搭載量によるミッ術では JAXA が担当した新しい 3 Heポン

ション期間の制限や大容量タンク搭載によプにより、3 He の抽出・循環圧縮を実現。

る望遠鏡サイズの制限といった課題があり、2015年 5月に実施した冷却実証試験で、宇宙機による天文観測では、微弱な電寒剤を用いない機械式冷凍機が主流になり宇宙用クローズドサイクル希釈冷凍機とし磁波を捉える検出器を使用します。しかし機つつあります。また、液体ヘリウム温度からては世界で初めて約 0.07K の極低温を達成しています。「低温実験はセッティング

器が発する熱がノイズとなって高感度観測

0.05K の冷却には断熱消磁冷凍機（ADR）の妨げになるため、検出器を絶対零度（約が使用されてきましたが、ADR は磁場を発生に手間と時間がかかるうえ、今回のような大−2 7 3℃）近くまで冷却する必要がありまさせるうえ、連続運転ができないという問題がきな成功は数年に１回です。ダメかもしれな

す。JAXA で開発を進めている X 線天文あります。JAXA がフランスの研究機関と共い…と何度も思いましたが、ようやく結果が衛星「ASTRO-H」や CMB 偏光観測小型

同で研究に取り組んできたクローズドサイク

出せました」（篠崎主任研究員）

科学衛星「LiteBIRD」
といった天文観測ミッ

ル希釈冷凍機は、これらを解決する新技術

目標は5 年間以上 0.05K にて高い冷ションでは、0.05Kという極低温が求められです。「この技術が次世代宇宙観測の精却能力を維持する冷凍機です。2020年

度を左右しかねないんだ……という、覚悟と代の実現を目指している次世代宇宙科学ています。
宇宙機における極低温までの冷却には、
これまで大量の寒剤（液体ヘリウムなど）を篠崎慶亮

SHINOZAKI Keisuke
研究開発部門
第二研究ユニット
主任研究員

意気込みを持って取り組んできました」（澤田

衛星への適用に向けて、いま、さらなる改良研究員）が進められています。

宇宙用では世界初のクローズドサイクル冷却に
成功

澤田健一郎

SAWADA Kenichiro
研究開発部門
第二研究ユニット
研究員

希釈冷凍機では、ヘリウムの同位体であるヘリウム３（ 3 He）と通常のヘリウム４（ 4 He）を用いて極低温を実現します。両「外国の研究者と文化を越えてのコラボレーションがとても有益でした」
Heガスの抽出・循環圧縮

3

者を低温の状態で適切な比率で混ぜる

ずっと熱工学に携わってきた澤田研究員。
「研究だから許されますが、失敗を重ねた分、最後に冷却成功した時の達成感は忘れられません」と、分離状態から 3 He の 4 He への希釈が起こり、このときに熱をうばうために極低温が得られるのです。
「ポイントは“クローズドサイクル”です。

フランス側担当部
内部で冷却発生

300K

ヘリウムを循環させるため、メンテナンスが困難な宇宙空間で

3

Heタンク

宇宙空間に放出

4
4

Heタンク

4.5K

連続かつ長期にわたり高効率を保ち続けられます」（澤田研究員）

Heポンプ

3

1.7K

Heポンプ
（JAXA）

1.7K

気体
分留器

Heポンプ
（JAXA）
3

冷却実証試験中のクローズドサイクル希釈冷凍機：
冷却実証実験では3Heポンプをフランスに輸送し、フランス側担当部分と結合して試験を実施した。

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混合器で冷却発生後の3He-4He混合液
から、分留器にてJAXA担当の3Heポン
プが3Heを選択的に抽出・循環圧縮を行い、再び混合器にて4Heと混合させた際に冷却が発生する。
※0K=－273.15℃※300K～1.7Kまでの予冷にはJAXAが開発した機械式冷凍機を適用

液体

1.1K

1.5K
0.6K

0.6K

混合器

0.1K
オープンサイクル宇宙用希釈冷凍機

0.05K
クローズドサイクル宇宙用希釈冷凍機

INFORMATION 1「はやぶさ2」地球スイ
ングバイ実施2015年12月4日、13時9分（日本時間）に「はやぶさ２」のONC−Tによって撮影された地球の画像。地球と「はやぶさ２」の距離は約34万km。
画像右上にオーストラリア大陸、右下に南極大陸が見えている。

小惑星探査機「はやぶさ2」は、2015年12月 陽系の起源・進化と生命の原材料を探究、宇3日（木）に地球スイングバイ（地球の引力と 宙に人間の活動領域を広げるというフロン
公転速度を利用した軌道変更と加速）を実 ティアへの挑戦を目的としています。
施し、19時08分（日本時間）に地球に最接近、 「はやぶさ2」が目指す「リュウグウ」はC型
ハワイ諸島付近の太平洋上空約3,090kmを と呼ばれる小惑星で、有機物や含水鉱物を含通過しました。今後はイオンエンジンを運転 んでいると考えられています。
（「C」は炭素することで加速し、小惑星「Ryugu」（リュウ 質を意味する英語の「Carbonaceous」に由グウ）に向けて航行を続けます。
来)。
「リュウグウ」から採取したサンプルを「はやぶさ2」は小惑星探査機「はやぶさ」の 分析することで、太陽系の誕生と進化の謎や後継機であり、「はやぶさ」で培った日本独 生命の原材料となった水や有機物の起源な自の経験と技術を継承・発展させながら、太 どに迫ることができると期待されています。

INFORMATION 2

INFORMATION 3「あかつき」
金星周回軌道投入成功

「飛翔」
がMRJの
初飛行に協力2015年12月7日、JAXAは金星探査機「あかつき」を金星周回軌道へ投入する
ため、姿勢制御用エンジンの噴射を約20分にわたり行う運用を実施しました。
そして、同月9日に「あかつき」の金星周回軌道投入成功が確認されました。
金星の地表面や大気を観測することを目的に、2010年5月に打ち上げられた「あかつき」は、2010年12月7日に金星周回軌道へ投入できる予定でした。しかし、燃料系統の不具合により軌道制御用の主エンジンが予定よりも短い時間しか動作せず、投入できていませんでした。
今後は各観測機器の機能確認、約3か月間の初期観測を行うとともに、
軌道制御運用を行って徐々に金星を9日間程度で周回する楕円軌道へと移行し、2016年4月頃か
金星周回軌 道 投入に再挑戦する「あかつき」
ら本格的な観測に移行すの想像図（CG）。
る予定です。

2015年11月11日(水) 、愛知県営名古屋空港で行われた国産ジェット旅客機MRJの初飛行に際し、JAXAの実験用航空機「飛翔」は飛行試験を行う空域や飛行ルート上の風や雲などの気象観測を実施し、MRJの初飛行を支援しました。
JAXAの実験用航空機は、日本の飛行システム分野
における実証研究を飛躍させることと、先進的航空技術の発展に寄与することを目的に開発しています。
今後も航空技術の研究開発を通じ日本の航空産業の発展に貢献していきます。

MRJ(左)飛行試験支援のため、名古屋空港待機する飛翔(右)。

INFORMATION 4

H-ⅡAロケット29号機（高度化仕様）
打ち上げ成功2015年11月24日15時50分00秒（日本標準時）、カナダの通信放送衛星Telstar 12 VANTAGEを搭載したH-ⅡAロケット29号機（高度化仕様）が種子島宇宙センターから打ち上げられました。
H-ⅡAロケットは計画通り飛行し、打上げ後約4時間27分にTelstar 12 VANTAGEを正常に分離した事を確認しました。
H-ⅡAロケット（高度化仕様）は、打ち上げ性能を向上させ、国際競争力を強化したロケットです。宇宙空間を長時間慣性飛行（ロングコースト）し第2段エンジンを再々着火できるように改良したことで、衛星を静止軌道により近い軌道に投入することができるようになりました。
この結果、衛星の燃料が節約でき、従来よりも衛星寿命を向上させることが期待されます。

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国立研究開発法人
No.
宇宙航空研究開発機構機関誌

発行責任者●JAXA（国立研究開発法人宇宙航空研究開発機構）
広報部長 上垣内茂樹
編集制作●株式会社ビー・シー・シー
2016年1月1日発行
JAXA'ｓ編集委員会
委員長
的川泰宣
副委員長 上垣内茂樹
委員
町田茂／山村一誠／寺門和夫
顧問
山根一眞

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NEWS

油井亀美也宇宙飛行士が帰還
際宇宙ステーション（ISS）
での142日間の長期滞在を国 終了した油井亀美也宇宙飛行士他、ロシアのオレッグ・
コノネンコ宇宙飛行士、
アメリカのチェル・リングリン宇宙飛行士が搭乗するソユーズ宇宙船は、2015年12月11日22時12分頃（日本時間）にカザフスタン共和国に着陸しました。
油井宇宙飛行士のISS長期滞在は、「きぼう」のもたらす成果を最大化させるための大変重要なミッションでした。油井宇宙飛
行士は、日本が得意とする高品質タンパク質結晶生成実験をはじめ、生命科学、物質・物理科学、宇宙医学などのさまざまな実
験・技術開発テーマに取り組み、小動物飼育装置などの新たな実験環境を構築しました。
さらに、日本人として初めて宇宙ステーション補給機「こうのとり」5号機のキャプチャ（把持）、放出においてロボットアームを操作するという大役を果たし、「こうのとり」の高い信頼性とともに、日本の技術力の高さを改めて世界に示しました。

カザフスタン共和国ジェズカズガン近郊の草原に
着陸直後の油井宇宙飛行士。

角田宇宙センター開設50周年記念式典開催油井宇宙飛行士ら３人を乗せて着陸した
ソユーズTMA-17M宇宙船の帰還モジュール。

宇宙グッズを活かしてプロモーション。

月12日。かくだ田園ホールにて、500名以上の方々に参加

12 いただき、角田宇宙センター開設50周年を記念した式典が盛大に行われました。山崎直子宇宙飛行士による講演や、
ジャン＝ジャック・ドーダン前ESA長官と上條謙二郎東北大名誉教授による講演を行った他、

私たちビー・シー・シーは宇宙航空分野におい宇宙航空研究開発機構（JAXA）のてさらに連携し協力

普及啓蒙活動の一助としてするために、JAXAと宇宙グッズの開発、製造販売を角田市との間で協定を締結しました。

しております。

式典会場で協定書を手に記念撮影を行う、大友角田市市長 ( 右 ) と今井研究開発部門長 ( 左 )。

子どもたちが宇宙や科学に夢や興味を抱くきっかけづくりに

宇宙航空プロジェクト募集特定寄附金制度

宇宙グッズを活かしてみませんか？

宇宙航空研究開発機構（ＪＡＸＡ）
は、宇宙活動を応援してくださる皆様のお気持
ちを研究開発に生かし、社会に貢献していきます。ご寄附はイ
ンターネッ
ト等から簡単に行っていただけます。

企業プロモーションや、
売り場活性化にお役立ちになる

http://www.jaxa.jp/about/donations/index_j.html

宇宙グッズをご提供いたします！
！

■お問合せ先JAXA寄附金担当 050-3362-6700（受付時間 9:30～12:15、13:00～17:45）『 JAXA's 』配送サービスをご利用ください。
お気軽にご相談下さい。

www.bccweb.co.jp

Tel :03-3435-5487〒105-6114 東京都港区浜松町2-4-1 世界貿易センタービル14階

ご自宅や職場など、ご指定の場所へ『 JAXA's 』を配送します。本サービス
ご利用には、配送に要する実費をご負担いただくことになります。
詳しくは下記ウェブサイトをご覧ください。

http://www.jaxas.jp/

http://spacegoods.net
広報部〒101-8008 東京都千代田区神田駿河台4-6
御茶ノ水ソラシティ
TEL:03-5289-3650 FAX:03-3258-5051

JAXAウェブサイト http://www.jaxa.jp/
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