リュウグウの軌道億㎞も離れた小惑星 リュウグウ︵ Ｒyuｇu︶で︑人類初の﹁はやぶさ２﹂の衝突装置に採用された無酸素銅

４月５日︑地球から遥か遠く約歴史的な一弾が発射された︒それは︑小惑星探査機 ﹁はやぶさ２﹂の衝突装置から飛び出した﹁ 銅の弾丸 ﹂だ︒世界中の人々が固唾を飲んで見守る中︑小惑星表面に着弾︒砂礫を舞い上げると見事に人工クレーターを生成した︒これにより表層下に隠れていた新鮮な地下物質を露出させることに成功︒次に目指す最終ミッションは︑人工クレーター付近に着陸してサンプルを採取し︑無事に地球へと帰還することだ︒

日本の宇宙開発・探査技術のレベルの高さに驚嘆しながら︑世界中が熱いまなざしで﹁はやぶさ２﹂の動向を見守り続けているのにはわけがある︒

億 年 前の水 や 有 機 物が︑今 で も 残 さ れ ていると 想 定 さ れ ている︒地 球の﹁はやぶさ２﹂が探査しているリュウグウは︑C型小惑星と呼ばれる始原的な天体で︑太陽系が誕 生した 頃 ︑約

水はどこからきたのか︒生命を構成する有機物はどこでできたのか︒さらに︑太陽系で最初33

想定外の情報が次々と判明するリュウグウ。その厳しい条件をクリアし、2019年２月22日、第１回目のタッチダウン（着陸）は無事に成功した。に行われた微惑星の衝突・破壊・合体を通して︑惑星はどのようにして生まれたのか︒そんなItokawa

Earth

リュウグウ

Ryugu

地球からリュウグウへ。それは片道3年半もかかる宇宙の旅だ（往路は未知 のリュウグウの 軌道に乗せるため時間を要すが、復路は約１年と短い）。リュウグウは、水を含んだ岩石が存在すると予想され、水を連想する「リュウグウ」の名が付けられた。また、浦島太郎が竜宮城から玉手箱を持ち帰ったように、「はやぶさ２」も無事にサンプルを持ち帰還できるようにとの願いも込められている。

疑問を説く鍵を︑﹁はやぶさ２﹂が持ち帰ろうとしているのだ︒Ⓒイラスト提供 ：池下章裕氏

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地球SunMars

水星

金星

太陽

火星

MercuryVenus

リュウグウは想定と違い、ソロバンのコマのような形をしていた。 Ⓒイラスト提供：池下章裕氏

イトカワ

「はやぶさ２」の衝突装置に採用された銅の弾丸Ⓒ写真提供：JAXA、東京大ほか

資料提供：JAXAⒸイラスト提供：池下章裕氏Ⓒ写真提供：JAXA

爆薬﹁ 大 砲には長い砲 身が必 要で︑そんな 大きなものは搭載できませんでした︒〝ペネト

どれも重量︑サイズ︑予算︑スケジュールなどレータは？掘 削して採 取 する方 法は？〟な

以前︑
Ｈ Ⅱ‑Ａロケットの第一エンジン燃焼室の冷 却 装 置に銅 合 金が使 用されたことをお伝銅が選ばれた理由は優れた延性と天然に存在しないことえしたが︑今回の壮大な宇宙プロジェクトの成
今 回 採 用した衝 突 装 置が︑最 もコンパクトの条 件 を 満 たせませんでした ︒最 終 的に︑ど︑開発時に様々なアイデアが出ましたが︑否を握る重 要な役 割に︑再び銅が選ばれたこ

現 在 も 探 査 機の運 用 責 任 者 と して 多 忙 な究所 宇宙飛翔工学研究系助教 佐伯 孝尚氏︒

突 装 置 ﹂を 開 発 したキーマンが︑宇 宙 科 学 研

い延 性です ︒銅 板なら爆 発の勢いで柔 軟にていました︒その理 由は︑銅の持つ素 晴らし﹁ 開 発 当 初から︑ライナーは銅 と決 定し・・・では︑弾丸に銅を採用された理由は？

で成功率が高いと判断したのです﹂

日々を送る佐伯氏を訪ね︑神奈川県の国立研
伸び︑理 想 的な弾 丸 形 状へと変 化してくれとは誇らしい限りだ︒この﹁銅の弾丸を放つ衝究開発法人 宇宙航空研究開発機構︵Ｊ ＡＸ
ま す ︒タンタルや鉄なども 候 補に挙がり まの中に︑円 すい形の爆 薬 部 を も ち ま す ︒本 体むのです︒ですから現在リュウグウには︑あるもリュウグウの内 部 物 質と混同しなくて済ら︑もしも採取したサンプルに銅が混じって断しました︒銅は天然には存 在しませんかしたが︑このプロジェクトには銅がベストと判Ａ︶相模原キャンパスへと足を運んだ︒
・・・この衝 突 装 置は︑どのような形 状と仕 組みとなっているのだろう︒﹁ 衝 突 装 置は直 径 ㎝の円 筒 形であ り ︑その重 量は ㎏ で︑爆 薬 部はそのうちの ㎏ 程度 を 占めていま す ︒爆 薬 部は︑ステンレス製の思議な気がしますね︵笑︶﹂

はずのない銅が存在しています︒なんだか不約２㎏ の薄い銅 板でふさいでいま す︵ 図 A 参照 ︶︒爆 発の衝 撃 波を受け 銅 板は瞬 時に変 形と加 速 をし︑秒 速２㎞以 上で目 標に向かって・・・銅の弾丸は︑目標地点からわずか 〜ｍの誤差で見事に着弾した︒どうやってこ爆薬約 ㎏ はかなりの破壊力です︒そこで火ければなり ません︒なにより 実 際に使 用 する

付いていながらも︑爆破の衝撃で上手に離れな例 えば︑銅 板 と円 すい容 器は︑しっかり とくっし︑装置の製作は我々だけでは不可能でした︒て目 標に飛び出していくのです︵ 図Ｂ︶︒しかることで︑銅板が理想的な弾丸形状に変化し場 所はごく わ ずかでした ︒１回 目のタッチ

面はゴツゴツとして︑着 陸に適 した 平 坦 な

う だとわかったのは到 着 してからです ︒表転 周 期 く らいで︑そ も そ も 形 状 がコマのよ﹁ 事 前にわかっていたのは︑リュウグウの自ウグウの状況はかなり異なっていたらしい︒

・・・
一方で︑地球で想定していた状況と︑リュ爆発の衝撃波がこのカーブした銅板に当た銅の円 盤にはカーブが付 け られていま す ︒になってくれることが必要です︒よく見るとばすか︒そのためには︑銅がきちんと弾丸状す ︒問 題は︑どうやって銅 板をまっす ぐに飛向けるのですが︑これは制御でクリアできま﹁ ま ずは正 確に衝 突 装 置 をターゲットにの命中精度を実現したのだろう︒

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直 進します ︒そして︑リュウグウに衝 突し人工クレーターをつくりました﹂・・・弾丸を飛ばす＝大砲と言ったイメージだが︑なぜこんなユニークな形状に？

銅板に付けたカーブが成功の秘訣

円 すいの容 器に爆 薬 を 詰め︑ライナーと呼ぶ

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爆 破の経 験などない私は正 直 すごく 怖かった

薬 類の製 造 を 専 門とする日本工機 株 式 会 社

イントで着 陸させ︑表 層サンプルを 採 取 しに︑約６ｍの﹃ はやぶさ２ ﹄を ︑まさにピンポダウンは︑やっと見つけ た 約６ｍ四 方の箇 所たのです﹂に協力をお願いしました︒実験は凄い迫力で︑ですよ﹂の耐 真 空 性 を 考 慮して爆 薬 部 を 密 封 容 器にさに世界中が拍手を贈った︒次のクレーターけのミッションを成し遂げる日本の技術の高げているが︑日本は１〜２回 ︒それでこれだ

米国は年間に何十回もロケットを打ち上する必 要が出てきた︒そのため︑ケース材 を︑当 初︑円 すい容 器はアルミ製だったが︑爆 薬銅 と溶 接 可 能なステンレス製に変 更 ︒発 射 実内へのタッチダウンも容易なのでは？
ターは直 径が ｍ以 上 あ り ま すが︑深さが﹁クレーター内は無 理なんですよ︒クレー験は︑爆薬の量を変えながら︑小さなものから次第にサイズアップし︑最終的に約100ｍ先のターゲットに命中できる精度へと高めた︒

陽電池パネルが斜面にぶつかってしまいます︒

約２〜３ｍあ り ︑内に着 陸 すると左 右の太０〜３００ｍの高さから銅の弾丸を発射していそれを失うわけにはいきません︒リュウグウ

表 層サンプルを 体 内に抱 えていま すから︑

﹃ はやぶさ２ ﹄は︑１回 目の着 陸で採 取した

き る 着 陸 地 点 を 特 定 している 最 中で す ︒

ちらばった表 層 下サンプルを う ま く 回 収でいまはクレーター周辺の状況を細かく調べ︑億㎞も 離れた﹁はやぶきるタイミリットは６月 末 〜７月 頭 ︒それは︑９月に太 陽に最 も 近 付 く ため︑着 陸で﹁ 地 球とリュウグウでは︑情 報が届 くまで約着陸するかを慎重に見定めていきます﹂

までにタッチダウンを行うか否か︑どこにいつ日に実 施 さ れ ︑世 界 初の小 惑 星 地 下 か らの取 材 後︑２回目のタッチダウンは７月
しかし︑地球からの判断では間に合わないケー帰還する予定は︑2020年末である︒

サンプル採 取に成 功した︒
﹁はやぶさ２﹂が自律的に行動するようになっています︒﹂

スも 出てきます ︒そこで最 終 的には探 査 機はる仕組みを作り︑繰り返し訓練してきました︒の遅れとなり ま す ︒このタイムラグが発 生 す分のタイムラグが発 生し︑往 復だと計分さ２﹂をどうやって操作しているのだろう？

・・
・それにしても 約

約 億㎞離れた﹁は やぶさ２﹂をピンポイントの場 所に着 陸離の違いはなにも問題ないそうだ︒

るが︑大 気のないリュウグウではその程 度の距

実 際のミッションでは︑リュウグウの上 空２０10

中間赤外カメラ（TIR)

ケース

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佐伯 孝尚 氏2011▲

▲衝突装置を離脱する「はやぶさ２」。
「この装置をはじめ、大半が新しいスタッフによる新アイデアです。
はやぶさ の良いところは継承しながらも、自ら悩み考え抜き、苦労して生み出した技術でなければ、これだけのビッグプロジェクトに自信と責任を持って臨むことはできません」と佐伯氏。

国立研究開発法人
宇宙航空研究開発機構
宇宙科学研究所
宇宙飛翔工学研究系助教▲実験では、爆薬の量から銅板に付けるカーブの角度まで、成功率を高める様々なポイントを計算し、一つひとつ検証していった。
Ⓒ写真提供：JAXA：銅板の変化。爆薬の爆発衝撃波を受け、銅板は瞬時に変形と加速をし、秒速2km以上で目標に向かって直進していく。
資料提供：JAXA▲衝突装置がクレーターを生成するまでの動き。
「はやぶさ２」は、衝突装置を離脱後、弾丸を発射する前にリュウグウの陰へと避難した。これは爆発により破壊された衝突装置の破片で傷つかないように安全を確保するため。その後、着弾地点の上空へと戻り、探査を再開した。

▲図B▲弾丸は事前に設定した目標地点からわずか20ｍの誤差で見事に着弾。生成したクレーターは深さ約2m、幅約10mと想像以上の成果に。その周辺には、掘り出された地質も確認できている。

◀「はやぶさ２」の下部には、「はやぶさ」にはなかったクレーターをつくるための「衝突装置（SCI)」が搭載されている。

伝爆薬Ⓒ写真提供：JAXA、東京大ほか

30３▲図A：衝突装置の構造。銅板のカーブに注目。この角度が、命中精度を高める秘密。
銅の弾丸がリュウグウに命中クレーターを生成

衝突装置
（SCI）

▲銅の弾丸が衝突する前

推進系スラスタ（12基）

衝突装置を離脱した「はやぶさ２」は、発射前にリュウグウの陰へ移動。

144.5

340

20

STEP.2小型ローバ（MINERVA-II）

弾丸を発射すると、衝突装置は爆発の勢いで粉々に吹き飛ぶ！

発射部
（爆薬部）
上空200〜300ｍ

イオンエンジン

分離機構
衝突装置は、直径約30㎝の円筒形であり、その中に円すい形の爆薬部をもつ。ここに約4.7㎏の爆薬を詰め、厚さ約５㎜・重さ約２㎏の銅板をライナーとして使用した。

STEP.1
上空
20㎞

ライナー

STEP.3

衝突装置の破片を回避した「はやぶさ２」は、クレーター上空に戻り探査を再開。