宇宙科学研究所の活動について

2022年９月
國中 均

１．宇宙科学・探査ロードマップ改定

２．プロジェクト実施状況

名古屋大学 笠原次郎教授
デトネーションエンジン
観測ロケットＳ５２０−３１
７月２０日（火）早朝５時半打上

2021年11月4日（木）に、「極域カスプ上空に発生する電離大気流出過程の研究」を目的とした観測ロケット
SS-520-3号機をアンドーヤスペース
センタースバルバードロケット実験場（ノルウェー）から打ち上げました。

はやぶさ２ 拡張ミッション（３）選定されたシナリオ（EAEEAシナリオ） の概要(1) 太陽系長期航行技術の進展(2) 高速自転小型小惑星探査の実現(3) Planetary Defenseに資する科学と技術の獲得

ミッション意義：＜ミッションシーケンス＞
達成時期

イベント

工学成果

理学成果

2021〜26年中期

巡航運用

長期省燃料/省力化巡航運用技術の獲得

巡航運用中の黄道光観測 / 系外惑星探索

2026年中期

2001 CC21フライバイ

・日本初の小惑星超近接高速フライバイ技術の獲得
・Planetary Defenseに資する技術の獲得

L型小惑星のフライバイ観測による制約

2027年後期

地球スイングバイ１

・マルチ(3回目)地球スイングバイ達成

地球スイングバイ時の月観測による搭載理学機器校正

2028年前期

地球スイングバイ２・マルチ(4回目)地球スイングバイ達成

地球スイングバイ時の月観測による搭載理学機器校正

2031年後期

Fast Rotatorランデブー

・長期深宇宙航行の進展（最終フェーズ完遂）
・Fast Rotator天体探査技術の獲得

・高速自転小惑星の形成・進化の解明
・Planetary Defenseに資する科学の獲得

長期省燃料、省力化巡航運用、IESの長期運用実績の蓄積→(1)

orbit
roid
Aste

S/C orbit

Asteroid orbit
Earth orbit

小惑星超近接フライバイ→(1), (3)

形状
平均直径
自転周期
タンブリン
グ運動
スペクトル型

Venus orbit

マルチ地球スイングバイ→(1)高速自転小型小惑星ランデブー→(2),(3)高速自転小型小惑星接近降下→(2),(3)一枚岩？

重力に対して遠心力が卓越
ターゲット
マーカ

（画像クレジット：JAXA）＜1998 KY26の物理特性＞

集積？

球状（レーダ観測より）約30 m程度
10.7 min (0.178hr)
短期時間変化は確
認されず
炭素質小惑星の可能性あり

探査機名目標天体
打上

EQUULEUSOMOTENASHI
EML2
月硬着陸
２０２２ ARTEMIS-1(NASA)

探査機名
目標天体
打上
到着

JUICE(ESA)
木星衛星ガニメデ
２０２３
２０３１

ESA（欧州宇宙機関）が主導する大型木星氷衛星探査計画であり、欧州各国をはじめ、日本や米国が参加する史上最大級の国際太陽系探査計画です。ガニメデをはじめとする木星の月たちには、地下に広大な海が存在していると言われています。これを調べることで、木星の成り立ちや宇宙における生命存在可能性に迫ることを目指しています。2022年に打ち上げ、2029年に木星系に到着、2032年に衛星ガニメデの周回軌道への投入が予定されています。探査機の開発から15年以上、打ち上げから10年以上におよぶ、まさに現代宇宙探査の「グレートジャーニー」です。

探査機名観測目標
打上軌道

XRISM (X-Ray Imaging & Spectroscopy Mission)
Ｘ線天文２０２３
低緯度円軌道ASTRO-Hの喪失後、JAXAは徹底した原因究明を行い、不具合の直接の要因とその背後にある要因を調べ上げ、再発防止のための対策をしました。「X線分光撮像衛星XRISM」計画は、この再発防止策に基づいて計画されたプロジェクトです。銀河を吹き渡る風である「高温プラズマ」のX線精密分光撮像を通じて、物質やエネルギーの流転を調べ、天体の進化を解明します。宇宙科学のフロン 19
ティアを拓くあらたな国際X線観測計画としてNASAやESAをはじめとした関係機関と密接に協力しながら、開発を進めています。

SLIM (Smart Lander for Investigating Moon) は、将来の月惑星探査に必要なピンポイント着陸技術を研究し、従来の「降りやすいところに降りる」着陸ではなく、「降りたいところに降りる」着陸へ、と質的な転換を果たします。月よりもリソース制約の厳しい惑星への着陸も現実のものとなってきます。また、
将来、月面から物資を持ち帰るサンプルリターンを実施する場合、月面からSLIM級の大きさのリターン機を打ち上げれば、はやぶさと同程度の大きさのカプセルを地球に送り返すことができるようになります。

探査機名
目標天体
打上

ＳＬＩＭ
月２０２３３．予算状況

宇宙科学研究所の予算
ISAS༩ࢋ͹รયԱԃ△XRISM
MMX△△あかり△あかつき△はや２
ひので△ △かぐや▲ＡＧ▲ＡＨ
ひさき△△あらせ△べッピ
1400

350△SLIM△DESTINY+△SLS

3001112112324

90260
1992151791542026218
177

V字回復

0200245220

1980321

2150

100

2580

1718200

急落傾向

平均２３０億円

250

207
166

190

148

141
115

500202020212022

最適化された単発 → プログラム化
ຌ༩ࢋ(ISASި෉ۜ)ึਜ਼༩ࢋ(ISASި෉ۜ)ຌ༩ࢋ(ISASึঁۜ)ึਜ਼༩ࢋ(ISASึঁۜ)

過去１０年：２００９〜２０１８
中型３機、小型３機打ち上げ実績

２０１９〜２０２１
新規打ち上げ無し

202
3202
4

４．フロントローディング

2. 技術フロントローディング実施案件の決定プロセス•

2030年代前半の宇宙科学・探査の⽅向性（ビジョン）からバックキャストし、プロジェクト化前のミッションを効果的・効率的に実現するための共通的なキー技術を設定。

•

キー技術の実現シナリオの具体化のために、キー技術候補毎にタウンホールミーティング等により、JAXA横断的な議論を喚起し、技術ロードマップの具体化、実施主体となるキープレーヤ等を議論。

宇宙研でキー技術実現シナリオを具体化• タウンホールミーティン
グを始め、部⾨・領域を越えた活発な議論と協⼒• バックキャストで⽴案• 単⼀ミッションではなく、プログラム全体で最適化した技術戦略

所⻑決定
計画

所⻑は、世界第⼀級の成果をあげる宇宙科学ミッション実現のための分野を設定。

トップダウンによる実施FLを実⾏し、先駆的・挑戦的ミッションを実現する

2030年代前半に実現すべきミッションの⽅向性
多波⻑の観測ネットワークによる天⽂・物理観測
遠隔、及び、その場観測による太陽圏シス
テム探査
⼩天体探査戦略にもとづく太陽系天体のその場観測25

技術フロントローディングの柱と想定適⽤先ミッションとの関係
探査・観測の⼤きなビジョン(宇宙科学・探査ロードマップ）や次期中型計画候補（今後はGDIの中で⾏われる議論）の状況を踏まえ、将来の先進的なミッションの創出や発展性を⾒据えつつ、直近のミッションの⽴上げにも貢献できる共通技術という観点で選定、推進。
技術分野

FL対象技術

超⼩型探査技術

搭載機器技術(⼩型AVIO、EDL等）
地上⽀援技術サンプルリターン技術

カプセル、サンプラ、キュレーション

深宇宙輸送
NW技術

ランデブードッキング技術、軌道変更推進系

軽量・⾼機能宇宙観測技術センサ技術、CMOS化技術、
軽量望遠鏡技術

冷凍機・熱制御技術

スターリング冷凍機、擾乱抑制、２KJT

ﾌｫｰﾒｰｼｮﾝﾌﾗｲﾄ技術

精密協調制制御
地上試験・検証技術

FY2022

FY2023

FY2024FY2025

開発コンポの実利⽤
戦略的海外共同計画（LUPEX,観測ロケット） （Comet Interceptor）

公募型⼩型計画候補(OPENS、他）FY26以降⼦機技術

カプセル
SRCでの国際共同（CAESAR他)

はやぶさ２との国際連携（OSIRIS-REx帰還・分析）

次期戦略中型計画候補（次世代惑星探査）

キックステージ

⾚外センサ・CMOS技術
公募型⼩型計画（JASMINE）

公募型⼩型計画（HiZ-GUNDAM)
次期センサ候補・軽量望遠鏡

戦略中型計画（LiteBIRD）

戦略的海外共同計画（Athena）

次期戦略中型計画候補（次世代天⽂観測）

公募型⼩型計画（SILVIA）

次期戦略中型計画については、今後、GDIで議論が進んでいくので、それを踏まえて技術FL活動計画も調整していく。

戦略的なミッション創出の流れ
p GDIを⽴ち上げ、戦略策定機能を強化。戦略的中型計画だけでなく、公募型⼩型計画、戦略的海外共同計画も含めて、分野を俯瞰する戦略を策定する。
p 戦略に基づき、技術のフロントローディングを活⽤しつつ、効果的・効率的に優れたミッション創出を⽬指す。

ISAS・コミュニティによる戦略検討（GDI）（注1）

技術戦略/ロードマップ

ミッション⽴案

ISASによる実現性検討（GRI等）（注2）

将来ミッション検討へ

技術のフロントローディング
優れたミッションの実現を左右する
キー技術を先⾏研究開発（例︓はやぶさの実現←イオンエンジン）

注１：Groupe de Discussion Intensive（戦略的中型創出グループ）

開発移⾏

開発済
キー技術

優れたミッションの確実な開発、ミッション成功
開発の難易度が⾼いキー技術を先⾏的に開発するため、コスト超過等をリス
クを下げ、確実な開発を実現

実績
NASA/ESAミッションへの有利な⽴場での参加

我が国が強みを持つキー技術（戦略的海外共同計画）（サンプルリターン技術、センサ、冷凍機等）
注２：Groupe de Réalisation Intégré（統合型ミッション実現グループ）27

５．今後の中型計画

【今後の⽅向性】•宇宙研も参画するGDIがリーダーシップを発揮し、優れたミッションをインキュベートする。特に優れたミッションコンセプトの具体化を今年度及び来年度において集中的に実施。

•

その後、GDIが提⽰する宇宙科学・探査の今後の戦略案も考慮の上、宇宙研としてFY2024中に次期戦略中型ミッションの候補を戦略的に決定し、所レベルでの検討チームの⽴上げ。

•

具体的な今後のプロセスとして現状、以下を予定。
〜 2023.2 各 GDI に よ る 戦 略 ・ シ ナ リ オ ⽴ 案 、 こ れ に 基 づ く ミ ッ シ ョ ン 候 補 WG 設 ⽴－ 2023 春 各 ミ ッ シ ョ ン 候 補 の 実 現 性 検 討 及 び ブ ラ ッ シ ュ ア ッ プ 。 技 術 FL も 活 ⽤→宇宙研と各GDIの戦略的対話の実施／宇宙機関間での国際協⼒の取り付け－2024秋 候補の策定－2024冬 宇宙理⼯学委員会への諮問－2024冬 候補の所決定/GRI⽴上げ－2033 打上げ⽬標

６．宇宙研と学会との対話の重要性