今月の読み物「見たり、聞いたり、探ったり」No.252
通算 No.403
青木行雄

時代を見つめて小惑星探査機「はやぶさ 2 」の功績
それは宇宙へ夢の挑戦から始まった。
2010年（平成22）6 月13日に初代はやぶさは、小惑星「イトカワ」に着陸し砂の採取に成功し、帰還途中豪州の空で砕け散った苦い経験があったが、日本は空前の宇宙ブームに包まれた。月より遠い宇宙の天体に着陸し、その砂を地球に持ち帰る……。夢みたいな話を実現しかかった。米国でも挑んだことがない JAXA（宇宙航空研究開発機構）の野心的な計画は、帰還前、故障や燃料漏れ、数ヶ月にわたり行方不明を辿り、無謀な挑戦だった

2014年（平成26）に打上げられた、「はやぶさ 2 」のロケットという評価になりつつあった。
この 1 年前2009年（平成21）の民主党政権による事業仕分けでは「多額の税金を投入した効果が見えない」と酷評され、後継機「はやぶさ 2 」の開発は先送りになったが、初代が「劇的な形で地球目前まで帰還を成功させたので風向きは一変したという。科学の優先順位を人気で決めていいのかという意見もあったようだが、ともかく「はやぶさ 2 」はその後開発決定を勝ち取ったというわけで直径 1 km 程の小惑星「リュウグウ」表面は硬い岩盤であったある。
初代が 7 年かかった開発期間を 3 年半で終え、2014年（平成26）12月 3 日に打ち上げられた。直前までエンジンの性能試験をする突貫作業もあった。初代が500kg だった総重量を100kg 増やし、その半分を重要な機器の多重化に充てて信頼性を向上させた。残る半分は、史上初の人工クレーターを作る衝突装置など新たな挑戦に使ったといわれる。
目指したのは、地球や火星の軌道付近を回る直径 1 km
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天体の参考図であるにも満たない小惑星「リュウグウ」である。初代が探査した小惑星より窒素や炭素が豊富である、有機物を含んだ砂を持ち帰れれば、私たち生命の材料が宇宙からもたらされたのではという説の検証につながるかも知れない。
初代は出発早々にイオンエンジン 1 基が故障したが、「はやぶさ 2 」は劣化を避ける設計変更がうまくいき、往路約30億キロをトラブルなく飛んだという夢のような現実であった。

「はやぶさ 2 」宇宙に浮かぶ本体の姿だ が、2018年（ 平 成30）6 月27日 に 到 着 し て み る と、「リュウグウ」は、初代が着陸した「イトカワ」とはまったく違う岩だらけの小惑星だったのである。着陸できそうな場所が見当たらず、データの精査に 4 か月を要したといわれる、それでも、初代が小惑星での滞在を 3 か月間しか設定しておらず、調査も着陸もドタバタだったのに対し、 1 年半という余裕のある日程を組んでいたおかげでじっくり調査できたと記されていた。
チームは、地表の岩 1 つひとつを10センチ単位で再現「はやぶさ 2 」着陸の姿、下の物体が小惑星「リュウグウ」した 3 次元地図を作り、「はやぶさ 2 」の機体を制御する12基の化学エンジンの癖も調べた。着陸の誤差は50メートルから 1 メートルに。
2019年（平成31）2 月22日、「はやぶさ 2 」は上空20キロから降下し、7 時間半で高速回転する「リュウグウ」の直径 6 メートルの「平原」に着陸した。初代が失敗した、砂を巻き上げる弾丸の発射も確認された。
同年 4 月 5 日には、史上初となる小惑星への人工クレーター作製にも成功したのである。そして地下で40億「はやぶさ 2 」「リュウグウ」へ着陸寸前の様子年ほど眠っていた、太陽系が誕生した時のままの砂が露出したのである。
あとはその砂を採取する為には再着陸する必要がある。
初代はこの砂を採取する為困難を極めた経験がある。再着陸のリスクと地下の砂という科学的な価値を議論する、着陸寸前に高度計が壊れても、真下の岩が予想よりも大きくても探査機を失わずに済む着陸方法はないか、チームは再着陸のシミュレーションを数百万回繰り返し、どんな悪条件が重なっても探査機を失わない着陸手順を数─ 39 ─「はやぶさ 2 」が着陸時、影が鮮明に写っている所が感動であるか月かけ組み上げた。そして同年 6 月24日の会議で着陸決行にふみきった。
そして 7 月11日
「はやぶさ 2 」
は 2 度目の着陸を果たしたのである。
すべての探査を終え、帰還に向けて「リュウグウ」を出発したのは11月13日、 3 か月間の滞在であった。今年に入り、地球では新型コロナウイルスが広がり、回収班の渡航が危ぶまれたものの、豪州の協力で特例の入国が認められた。

岩盤破壊作業に着手、地下の砂を採集

このような経過をえて、小惑星探査機「はやぶさ 2 」は、
そう6 年間50億キロの旅を経て帰って来た、10年前、満身創い痍で燃え尽きた初代と違い、順調な飛行……。一見そう見えた裏には着陸のめどが立たなかったり、再着陸の断念を迫られたりといった危機もあり、過去の教訓を生かし、幾多の想定外を乗り越え実現したのである。
「はやぶさ 2 」本体の姿約されている「はやぶさ 2 」の動向
2014年（平成26）12月 3 日

コンパクトに機能が集小惑星探査機「はやぶさ 2 」
打ち上げ、有機物が豊富な小惑星「リュウグウ」を目指す

2015年（平成27）12月 3 日

地球の重力を利用して軌道変更、イオンエンジンを断続的に噴射して加速

2018年（平成30）6 月27日

約30億 km を飛び、リュウグウ到着、地表が想定外に岩だらけで、着陸計画が練「リュウグウ」の地表の姿、どんな物質があるのか未知の天体に夢ははずむり直しに
2019年（平成31）2 月22日

着陸制度を誤差50m から 1 m に高め、岩の隙間を縫って着陸に成功、砂を採取するための弾丸の発射も確認

2019年（平成31）4 月 5 日

リュウグウに金属を撃ち込み、史上初めて小惑星に人工クレーターを作ることに成功する

2019年（令和元）7 月11日

2 度目の着陸に成功

2019年（令和元）11月13日

地球へ向け、リュウグウを出発

2020年（令和 2 ）12月 5 日

カプセルを分離、「はやぶさ 2 」は大気圏に再突入する軌道から離脱
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2020年（令和 2 ）12月 6 日

6 年で50億 km を飛び、地球帰還。カプセルは豪州上空に再突入し、「はやぶさ 2 」はさらなる探査の旅へ出発した

この「はやぶさ 2 」本体はカプセルを切り離した後、地球に衝突する軌道から離れ、新たな探査の旅へ出た。次に目指すのは地球と火星の間を回る直径30メートル程の小さな小惑星で、さらに100億キロ飛んで、2031年（令和13）に帰還の予定で新たに旅立ったのである、すごい。
この「はやぶさ 2 」が成し遂げた世界初 7 つの成果とは。
①「リュウグウ」に人工クレーター作製した事②小型ロボットによる小天体の移動探査した③複数の探査ロボットを小天体へ投下した④同じ小天体の 2 地点に着陸した⑤誤差60センチという極めて高い精度が要求される地点への着陸成功した⑥地球圏外天体の内部調査した⑦最小で複数の小天体を周回する人工衛星の実現
この 7 つの世界初の達成が世界宇宙開発に日本の存在感を示したと言われる。
特に小惑星「リュウグウ」に金属弾を撃ち込んで人工クレーターを作った技術は内部のサンプル採取だ
けでなく、将来地球に衝突するかもしれない小惑星の軌道を変えるスペースガードに役立つといわれる。
大きなトラブルもなく（？）、予定通りにサンプルを持ち帰ったことも大きな成果である。初代「はやぶさ」でトラブルに見舞われたイオンエンジンなどが順調に稼働、初代のような劇的ドラマは生まれなかったが、逆に技術や運用が成熟したことを世界に示したのである。
この「はやぶさ 2 」の開発・製造には200から300社が参画した。その多くは日本企業が占めたという。
宇宙航空研究開発機構（JAXA）が司令塔役を果たし、全体のシステム設計や開発を NEC が取りまとめたという。
NEC は初代「はやぶさ」に搭載したイオンエンジンを改良、推進力を25 ％向上させた。サンプルを無事に地球に持ち帰った再突入カプセルは NEC や IHI 子会社の IHI エアロスペースなどが手掛けた。
大気圏突入時には摩擦でカプセル表面がセ氏 3 千度にもなるが、ロケットなどにも使われる耐熱性の高い炭素繊維強化プラスチック（CFRP）を活用するなどして、カプセル帰還を導いたといわれる。
同カプセルには衛星試験設備などを手掛けるエイ・イー・エスが設計・製造した計測機器を搭載、再突入時のカプセルの加速度や回転速度、内部の温度を計測している。これらのデータから今後の宇宙開発だけでなく素材開発などに役立られる可能性も出てくる。個々の企業が持つ高いレベルの技術を組み合わせて成功に導いた日本の総合力を世界に示したすばらしい自信作といえる。

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このような経過をへて「はやぶさ 2 」は地球の重力圏に帰還し、小惑星「リュウグウ」の砂が入った「カプセル」を送り届けた。JAXA は、2020年12月 6 日豪南部の砂漠でカプセルとパラシュートを発見し回収した。
「はやぶさ 2 」は289億円かけて開発されたがすばらしい成果を上げ大役を果たしてくれたのである。
素粒子物理学者村山斉先生によれば、太陽系には 8 つの惑星の他に、冥王星を含む準惑星や、多くの小惑星が「カプセル」をトラックから降ろそうとしているあるという。太陽が生まれるときに周りを回っていた塵が何度も衝突を繰り返し、くっついて大きくなった、惑
星は十分に大きいため、地殻変動など色々な変化を経て、生まれた時の様子は残っていない。一方、小惑星は小さいため自分自身の活動があまりなく、太陽系が誕生した当時の姿をとどめている可能性が高いという。そこで今回、「はやぶさ 2 」は炭素が多いとされる小惑星「リュウグウ」の砂にもしかして、生命の起源の情報もあるのではと夢は大変大きい、この持ち帰った砂の研究成果を待「はやぶさ 2 」が地球に送りつけた「カプセル」この中に「リュウグウ」の砂がある

望し今後の JAXA の将来研究にもおおいに期待したい。
参考資料『朝日新聞』『日経新聞』NHK ニュースJAXA 資料記

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2021年 1 月24日