ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

2023

6

News

No.507

space science data archive

（b）

（c）

DARTSから提供されるWebアプリケーションの例（a）

宇宙科学研究所の科学データアーカイブDARTSは科学デー
タの簡単な取得を助けたり、効率的に早見するWebアプリ
ケーションを提供しています。
ここではその一例を示します。
（a）様々な観測装置の全天画像を観測視野やイラストと重ね書き出来るJUDO 2、（b）任意の地点の「かぐや」が取得したデジタル高度マップを表示し 3 Dデータを取得できるツール、（c）CALETガンマ線バーストモニタの時系列デー
タを早見するツール、（d）毎日の「ひので」観測画像を並べ（p. 6、p. 8 参照）（ d ） た太陽カレンダー。

The Forefront of Space Science

ソーラー電力セイルによるハイブリッド推進の
宇宙
軌道設計
科学
宇宙航空研究開発機構 宇宙科学研究所 JSPS研究員PD最前線（現：九州大学 工学研究院 航空宇宙工学専攻 助教） 高尾 勇輝（たかお ゆうき）
原動力とする宇宙帆船は数多くのSF小説にも登場している。

はじめにこうした話を聞くと、まるで夢物語のように感じられる方も少「ルララ 宇宙の風に乗る」

なくないであろう。しかし、この概念は研究者や作家の空想

スピッツのロビンソンという歌にある、この一節をご存知などではなく、既に実在し活用されている技術なのである。

の読者は多いのではないだろうか。なんとも幻想的で、想像

高校物理を学んだ読者であれば、光が波動と粒子の2つのを掻き立てられる歌詞である。では、宇宙の風とはいったい性質を持つという話を思い出していただきたい。この光の粒何だろうか？作詞の草野氏が生み出した、空想の産物なのだ

子は光子（photon）と呼ばれ、運動量をもって空間を飛行する。

ろうか — 否、宇宙に「風」
は実在している。そして、この「風」

そして光子が物体に衝突すると、運動量交換に伴う圧力が生に乗り宇宙を自由に飛び回る船が存在するのである。本稿でじる。この原理を応用し、宇宙空間で巨大な帆を広げ、太陽は、この宇宙帆船について日本が世界に誇る技術と、その最の光の圧力を浴びて推進力を生み出すのが、宇宙帆船＝ソー

高難易度とも呼べる軌道設計に関して筆者が取り組んできたラーセイル＊1 である 。そして、この光子加速による惑星間飛研究成果を紹介する。

光の力で進む船、
ソーラーセイル
帆船とは、帆に風を受けて推進力を生み出す船のことである。そして宇宙にも、大きな帆を広げて燃料を使わずに推進力を生み出す帆船が存在する。しかし、宇宙空間には大気が行に世界で初めて成功したのが、JAXAが開発したIKAROSである。IKAROSは2010年に種子島宇宙センターより打ち上げられ、宇宙空間で約14×14 mのソーラーセイルを広げ、そして実際に光の力を使ってその軌道を変えてみせた。

日本独自の技術であるソーラー電力セイル

存在せず、また大気がなければ風など吹かないことは周知の

IKAROSが実証した技術は、実は光子加速だけではない。

事実である。では、この宇宙帆船が受ける「風」とはいったい

IKAROSのソーラーセイルには、紙のように薄くしなやかな薄

何だろうか？それは、太陽の光である。アーサー・C・クラー

膜太陽電池が多数貼られており、これを使った太陽光発電もクの「The Wind from the Sun」を始めとして、この太陽の光を同時に行った。ソーラーセイルの「薄くて大きい」という性質＊1 こうした説明において、しばしばソーラーセイルの動力源を太陽風と混同されることがあるが、これは誤解である。太陽風とは太陽から吹き出すプラズマ（電離した荷電粒子）のことであり、ソーラーセイルが受けるのは質量を持たない「光」そのものである。なお、太陽風、すなわちプラズマとの相互作用を利用する推進方法は別に存在し、磁気セイルやE-sail が挙げられる。
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2023. 6

No.5071

高頻度な深宇宙探査による持続的宇宙開発や、多数の超小型宇宙機群を用いた新たな探査方式の開拓といった発展性が期待される。筆者を含む研究グループでは、この超小型ソーラー電力セイルによる新しい世界の開拓を目指した研究開発に取り組んでいる。
一例として、50 kgの超小型ソーラー電力セイルによって、ケンタウルス族と呼ばれる木星以遠の小天体への軌道設計を行った例を図 2 に示す[ 1 ]。現在において 50 kg以下の探査機
で近地球領域を脱した前例がないことからも、ソーラー電力
セイルがいかに強力な手段となるかお分かりいただけるだろうか。なお、この研究ではOKEANOSと同様に、イオンエンジ
ンのみを推進力として用いている。次節からは、さらにソーラーセイルによる光子加速も併用した、より発展的な研究成
図 1：ソーラー電力セイル探査機OKEANOS。

を活かすことで、軽量ながらも大電力発電が可能という第二果について紹介する。

ソーラーセイル×イオンエンジンによるハイブリッド推進の機能を持たせたのである。このコンセプトはソーラー電力

IKAROSはイオンエンジンを搭載しておらず、光子加速のみ

セイルと呼ばれ、日本が独自に考案した、ソーラーセイルのを主推進力としていた。一方、OKEANOSが訪れる外惑星領域

発展形態である。

では太陽光の圧力は極めて微弱であり、実質的にイオンエン

ソーラー電力セイルによって初めて可能となるのが、太陽ジンのみを推進力として用いる設計であった。実際、これらから遠く離れた領域におけるイオンエンジンの運転である。

の推進方式はそれぞれ一長一短があり、得意とする領域も異イオンエンジンとは、電気エネルギーを利用して高速で推進なっている。例えば、ソーラーセイルは推進剤の消費量が完剤を放出する電気推進の一種であり、弱い推進力ながらも非全にゼロで済む反面、巨大な帆を広げる必要がある割に得ら常に優れた燃費を誇るという特徴がある。
「はやぶさ」、「はれる推力が小さく、目的地に到達するまでに多大な時間を要

やぶさ 2」はイオンエンジンを用いた探査機の代表例である。

する。一方、イオンエンジンは（ソーラーセイルと比較すれ

イオンエンジンは莫大な電力を消費するため、運転可能な太ば）そこそこ大きな推進力を持つ反面、大きな軌道変更を伴う

陽距離に制限がある。そのため、従来の太陽電池パドルを用ミッションでの推進剤消費量は決して小さいものではない。

いた探査機では、火星から木星の間あたりを限界領域として

そこで 筆 者 が目を つけ た の が、両 者 の 併 用によるハイ

いた。しかし、太陽電池の面積/質量効率を劇的に向上させる

ブリッド推進である。ソーラーセイルと電気推進それぞれ

ソーラー電力セイルを用いれば、木星〜土星圏においても大が、互いに燃費と推進力を補填し合うことで、高機動力・超電力イオンエンジンの運転が可能となる。

高燃費の推進システムが実現できるのである。前述の通り、JAXAではIKAROSの成果を継承しつつ、ソーラー電力セイ

OKEANOSもハイブリッド推進を謳ってはいたものの、その特ルを使って本格的な探査に臨むOKEANOSの検討を進めてき性を最大限に活かす設計とはなっていなかった。また、海外た。OKEANOSは、ほぼ全面を薄膜太陽電池で覆った約 40 ×

ではハイブリッド推進を提案し研究した論文がいくつか見受

40 mのソーラー電力セイルを広げ、高比推力イオンエンジン

けられるが、ではいったいどうやって制約の厳しいソーラーセを用いて木星トロヤ群小惑星の探査を行う構想である（図 1）。

イルにイオンエンジンを載せ大電力を賄うのか...といった問い

OKEANOSはオプションとして木星トロヤ群からのサンプルリ
ターンも可能であり、現代でこれを実現する技術はソーラー
電力セイルの他にない。

超小型ソーラー電力セイルが拓く新しい探査
IKAROSか らOKEANOSへ、 そ し て そ の 将 来 像 に お い て、
ソーラー電力セイルの構想は大型化の道を辿ってきた。一方で、ソーラー電力セイルは超小型宇宙機においても極めて有効な手段となり得ることが、特に最近の研究で判明してきている。一般に、宇宙機は小型化すればするほど、推進剤や電源といった搭載可能なリソースに厳しい制約が課される。同様の理由で、超小型宇宙機用のイオンエンジンも、大型クラスのそれと比較して性能が低い傾向にある＊2。そのため、超軽量なシステムで大きな電力と推進力を生み出すことのできるソーラー電力セイルは、超小型宇宙機と相性が良いのである。低コスト・短期間で開発可能な超小型宇宙機に優れた推進力と燃費を付与し、その到達可能領域を拡大することは、

図 2：50 kg超小型ソーラー電力セイルによるケンタウルス族探査の軌道例。2 回の地球スイングバイによる増速と、木星スイングバイによる軌道傾斜角変更を経て、約 20 年かけて小惑星 2019 JZ 5 へランデブーする。な
お、最新の研究では 11年以下で到達可能な解も見つかっている[ 2 ]。

＊2 燃費の指標を表す比推力について、「はやぶさ」以上のサイズの探査機では3,000 〜 7,000 秒ほどの性能が実現可能だが、超小型宇宙機では1,000 〜2,000 秒程度が一般的である。

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2023. 6

No.507

The Forefront of Space Science

宇宙科学最前線には実用的な解が示されていない。実際、ハイブリッド推進
では軌道・姿勢に加えて発電や通信の環境が強くカップリン
グし、単に2 種類の推進力を出せるとして導いた解に実現性はない。ソーラー電力セイルという、ハイブリッド推進を体現す
る日本独自の技術に根差したシステムベースの研究である点が、筆者が取り組む研究の大きな特徴の一つである。

ハイブリッド推進のシステム及び軌道設計
光子加速と電気推進は、いずれも長期間に渡って連続的に推進力を生み続ける連続低推力推進に分類される。では、これらの推進機関を使って探査機を目的地へと導く「軌道設計」の問題を考えてみよう。目的地は月でもよいし、火星でもよい。
「はやぶさ」、「はやぶさ 2」が好きな読者は、小惑星を選
んでもよい。あるいは、ラグランジュ点まわりのハロー軌道
といった答えを返す猛者もいるだろうか。目的地を決めたら、はじめに出発日を決める必要があるだろう。ひとたび宇宙空間へ飛び出せば、今度は推進力を使って探査機の軌道を操作してやる必要がある。ここで決めるべきは、推進力の大きさと向き、そしてタイミングである。連続低推力なので、決めるべきは 1点の時刻のみにおいてではない。とある時刻の推進力を定めたら、その1日後は？ 1秒後は？ 0.1秒後は... ？
そう、低推力軌道設計の問題では、定めるべきパラメータ

図3：進化的手法を用いた大域的軌道最適化アルゴリズム（上）。月周回有人拠点（Gateway）から放出され惑星間空間へ脱出する軌道例（左下）。地
球スイングバイを経て火星へ到達する軌道例（右下）。

系を持つ群島に見立て、各々の島で最も優れた生物個体（＝が文字通り無限に存在する。適当に選んだパラメータで目的設計解）を進化させる（＝最適化する）ことで、膨大な設計解地に到達することなど、十中八九ないと言っていいだろう。

空間の中で最も優れた最適解を導くというものである。これ

仮に運良く到達できたとしても、出鱈目に長い時間を要するらの研究を通して、ソーラー電力セイルの高機動力・超高燃

か、非現実的に莫大な推進剤を使ってしまった後である。さ費を活かして実現される軌道が次々と見いだされており、同らに、2 つの推進力が連成するハイブリッド推進ではこれだ

時にハイブリッド推進の軌道設計法の体系化、ならびに多く

けでは済まない。ソーラーセイルの推力は、太陽に対する帆のミッションで汎用的に活用可能な軌道設計ツールの整備もの向きで決まる。帆の向きが変われば、これに貼った太陽電

進めている[ 1- 4 ]。

池が生み出す発電量が変わる。発電量が変われば、イオンエ

おわりにンジンの推力も変わる。イオンエンジンの性能が欲しければ電力を増やす必要があるが、あまりにソーラーセイルに太陽

本稿で紹介したソーラー電力セイルによるハイブリッド推進

電池を貼りすぎては光子加速の性能が落ちてしまう...といっを扱う問題は、光子加速と電気推進という2つの連続低推力がた具合に、厳しい依存関係を考慮しなくてはならない。
こうした難解な問題に解を与える上での有効な手段が、最複合作用し、軌道設計においても極めて難易度の高い部類に入るものと考えている。ここで培った軌道設計法はソーラー電適化というテクニックである。例えば、推進剤消費量などの力セイルという枠を超えて、様々なミッションに応用可能なも最小化（あるいは最大化）したい指標を選び、これを評価関数のである。また、ソーラーセイルやイオンエンジン、あるいはに設定する。そして、「運動方程式を満たすこと」という必須

超小型宇宙機による深宇宙探査は、いずれも日本が最先端を切項目に加えて、「出発日はいつであること」「推力はいくら以下

り拓いてきた分野である。先人たちが培ってきた技術を受け継であること」といったミッション固有の要求を制約条件としぎ、次世代へと繋ぎながら、日本の強みを活かして人類の到達て与える。こうして軌道設計問題を制約付き最適化問題へと領域を遙か先へと広げていきたい。

組み換え、非線形計画法によって解くという方法が、現在最も広く使われているアプローチの一つである。
また、ソーラー電力セイルが活躍するのは外惑星圏といっ最後に、本研究ならびに私の研究活動は、恩師である川口淳一郎教授と津田 雄一教授をはじめ非常に多くの方々に支えられてきたものであり、この場を借りて厚く御礼を申し上げたい。

た遠方領域だけではない。アルテミス計画の進展に伴い、CubeSatの放出機会を活用した月以遠の探査構想が世界中で盛り上がりを見せている。こうしたミッションでは、探査機に太陽・地球・月の重力が同時に作用する複雑な四体問題を形成する。この力学系は数学的な厳密解が存在しないことで知られており、そこでさらにソーラーセイルとイオンエンジ
ンを複合利用する問題は、軌道設計においても最高クラスの難易度を誇ると言ってよいだろう。この問題の攻略法の一つ
として図 3 に示すのが、生物進化を模した発見的解法による大域的最適化である[ 3 ]。マルチスレッド環境を、独立の生態

参考文献[ 1 ] Takao, Y., Mori, O., Matsushita, M., and Sugihara, A. K., Solar Electric Propulsion
by a Solar Power Sail for Small Spacecraft Missions to the Outer Solar System,
Acta Astronautica, Vol. 181 , pp. 362 - 376 , 2021.
[2] Takao, Y., Mori, O., Matsushita, M., Nishiyama, K., Tsukizaki, R., Tabata, K., Ozaki, N.,
Kubo, Y., and Funase, R., A Rendezvous Mission to Outer Solar System Bodies
Using a 100 -kg-class Solar Power Sail, 6 th International Symposium on Space
Sailing, New York, USA, 2023 .
[ 3 ] Takao, Y. and Chujo, T., Deep Space Exploration Missions by a Micro Solar Sail
Using Hybrid Propulsion, 33 rd International Symposium on Space Technology
and Science, Online, 2022 .
[ 4 ] Takao, Y. and Chujo, T., Delta-V Earth-Gravity-Assist Trajectories with Hybrid
Solar Electric-Photonic Propulsion, Journal of Guidance, Control, and Dynamics,
Vol. 45 , No. 1 , pp. 162 - 170 , 2022 .

ISASニュース

2023. 6

No.5073

ISAS 事 情
2023年オーストラリア気球実験
2023 年 2 月中旬から 5 月中旬まで、オーストラリア中央部のアリススプリングスを拠点に 3 ヶ月間滞在し、気球実験を実施しました。
オーストラリア気球実験は「24 時間規模の長時間飛翔」「南天の観測」「飛翔終了後の実験装置の陸上での回収」など、日本国
内では地理的制約などのため実施が困難な気球実験を実現できる重要な機会です。宇宙科学研究所では 1983 年以降何度もオーストラリア気球実験を実施しており、近年では 2015 年と2018 年に実施しました。これらに次ぐものとして当初は 2021
年の実施を想定していましたが、コロナ禍に伴い2年延期され、今年の実施となりました。
2018 年から 5 年の間隔が空いたことで、運営母体である大気球実験グループの職員は半数が入れ替わり、オーストラリア側の監督官庁も部署によってはメンバーも手続きも一新されるな
ど、良くも悪くも単なる前例の踏襲に留まらないフレッシュな対応が必要となりました。コロナ禍やロシア・ウクライナ情勢などの昨今の世界情勢に伴い、円安やヘリウムガスのさらなる高騰などの影響も少なからず受けました。それでも、これまでの長年の協力で培われたオーストラリア関係機関などとの強固な信頼関係にも支えられて、以下で述べるように、計画した 2
つの実験を実施することができました。
4 月30日、気象を含む実験実施のための全条件が整い、「エマ
ルションガンマ線望遠鏡による宇宙ガンマ線観測」を目的とする
B 23 - 01実験（通称GRAINE）を実施しました。アリススプリング

スから放球された気球は予定通り24 時間以上をかけて東方に千km以上飛翔し、観測を終え着地した機器などはオーストラリア
大陸東部に設けたダウンレンジ
局ロングリーチの近郊で無事に 「放球直前の大気球B 23 - 01 号機（手前で吊られているのが観測機器）。
回収されました。
5 月 11 日には、
「はやぶさ型カプセルの遷音速・低速域における空力安定性評価」を目的とするB 23 - 02 実験（通称SRC）を実施しました。この実験ではカプセルの一部が（パラシュート
で緩降下する通常の実験機器よりも）高速で降下することから、安全上の配慮のため、無人の砂漠内に実験エリアを確保し、実験を実施しました。この実験に関しても、計画通りのフライトを実現でき、カプセルを含む全機器の回収も完了しました（下の記事を参照）。
気球実験は、最先端の宇宙科学研究の場であるとともに、若手や学生がミッション遂行の本番を経験できる貴重な場でもあります。今回も研修や技術交流などを目的に、JAXAの様々な部署から計 10 名以上の参加がありました。また、各実験チームの中核を担っている大学院生や若手研究者も多く、数ヶ月間の現地滞在の期間中に限っても、めきめきと成長していく姿を見ることができました。
実験実施にご協力いただきました関係者の皆様に深く感謝します。
（福家 英之）大気球を使ったサンプルリターンカプセル（SRC）の飛翔試験
2023年オーストラリア気球実験で飛翔した気球の一つに、将来のサンプルリターン（SR）計画を支える重要技術を実証する実験機が搭載されていました。ISAS/JAXAが、「はやぶさ」で世界に先駆けて実証したSR計画は、将来の惑星探査の重要な柱の一つとなっています。それを支える技術として、サンプルリターンカプセル（SRC）があります。遠くの天体で獲得したサンプルを搭載し、猛スピードで地球大気圏に突入し、大事なサンプルを無事に送り届けるのがその役目です。今回の大気球実験では、将来のSR計画
で、より多くのサンプルを持ち還るために大型化したSRCの飛翔試験を行いました。開発したSRCの実験機は、「はやぶさ」のSRCと相似形状ですが、直径 は40cmから60cm、
質 量は16kgから45kgと大きくなっています。
SRCが大きくなること
は、良いことばかりではありません。高速で飛行するカプセルは空気力をうけて激しく運図：（左上・左下）カプセルが投下される様子、（右上） 動します。重さや大きカプセル投下直後に、カプセルから撮影された気さが異なると発生する
球、（右下）
カプセルから撮影したパラシュートの様子。

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ISASニュース

2023. 6

No.507

空気力や運動速度も異なるので、安定して飛行できるかどうかを予測するのは簡単ではありません。また、SRCが重くなることで、軟着陸のために開くパラシュートにかかる荷重も大きくなります。
地上試験や数値解析を駆使し、SRCは開発されますが、最終的には、実際に飛行させて確認することが重要です。その手段として、大気球は最適です。高高度から自由落下させることで、SRCの最終段階の飛行環境を完全に再現できるからです。
本試験では、大型化したSRC実験機を大気球で高度39kmまで運び、そこから自由落下させ、マッハ数1を超える遷音速領域か
ら亜音速領域までの安定飛行と高度約14kmでのパラシュートの展開を実証しました。豪州での実験では、実験機を陸上回収できることもメリットです。
GPSと衛星通信を使って着地位置を特定し、実験機を回収し、その中に記録されていた飛行データや画像を取得しました。図はその画像の一部で、実験機が投下される様子、
パラシュートの開傘の様子が確認できます。本試験では、予定していたすべてデータを取得でき、大成功と言える結果でした。本
試験で得られた知見・経験を、将来のSRCの開発に活かすべく、
詳細なデータの解析を進めていきます。
本試験のために尽力いただいた、大気球実験班、豪州当局をはじめ、全ての関係者の皆様に、この場を借りて感謝申し上げます。
（山田 和彦）SLIMの先の月面探査構想
2022 年 11月16 日にSLSロケット初号機によって打ち上げられたアルテミス 1ミッションの成功により、月面での有人活動を目指す米国のアルテミス計画が本格的に実行されつつあります。
日本は 2019 年 10 月にアルテミス計画への参加を表明し、日本の宇宙飛行士を月に送るための活動の一環として、与圧ローバで何を行うかというミッション定義活動等が開始されています。
有人活動の一方で、月面は一級の成果が期待できる科学の場でもあります。「アルテミス計画への参画により我が国の月
面活動の機会が拡大していくことを念頭に、当該機会を活用
して新たな知の創造につながる世界的な科学の成果を創出することを目指す」という政府方針に基づ
き、地球とは異なる
環境を活かした月面での低周波電波干渉計（月面天文台）や、
地震大国日本の強みである地震計を月に設置し、月内部構造の把握を目指す月震計ネットワーク、月50kg級ローバの地上試験モデル。

の衝突溶融岩等の試料のその場分析や地球への帰還を行い、太陽系や地球-月系の初期状態や進化を理解する月面サンプルリ
ターンといった魅力的な科学の検討が進められています。
上記のような月面科学プログラムを実行する際に非常に重要なことは、今後の宇宙探査につなげることです。ただ単に観測機器を開発し持っていくだけでなく、月面や太陽系探査で広く利用可能な技術を獲得し、我が国の探査の自在性を拡張していくことが必要です。我が国は、月表面での本格的な探査は未経
験ですが、月面探査ローバ等の重力天体の表面探査技術を獲得していくことで、月探査はもちろん、将来の火星探査や惑星衛星の探査につながります。
有人探査では、宇宙飛行士が現場に行けばなんでもできるという考え方になりがちですが、無人ロボット技術を積極的に使うことにより、アポロ時代から格段に進歩した新しい探査の姿を見せなければなりません。そのためには、無人探査において複数の科学観測を並行して進めながら、必要な技術を段階的に獲得することが不可欠であり、それは有人探査の発展にもつながると思っています。
2023 年度に月面ピンポイント着陸実証機「SLIM」が打ち上げられることになっており、我が国の本格的な月面探査の扉が開
かれようとしている中、その次や更に先を見据えて理学者・工学者が一体となって研究開発を進めていきたいと思います。
（佐伯 孝尚、森 治、吉光 徹雄）

子どもから大人までが宇宙科学に触れた1日にー 宇宙科学エトセトラ ー2023 年 5 月6日に相模原市の相模女子大学グリーンホールで、「宇宙科学エトセトラ－みんなの宇宙深体験パビリオン－」を開催しました。今年は、毎年開催している講演会に加え、子どもも楽しむことができるミニイベントを同時開催しました。
講演会に先立ち、藤本 正樹副所長が「講演は大人向けなので、これまでは来場された子ども達がしんどそうでした。今年はい
ろいろな出し物を企画したので、ぜひ楽しんで行ってください。
講演会では質問を受け付け、皆さんとやり取りできる会にした
いと思っています。
」と挨拶しました。
続いて、山田 亨教授が「138 億年の宇宙の姿はどこまでみえたのか」を、佐伯 孝尚教授は「月に行って何をしよう？
アルテミス計 画 と 日 本 の月面探査のお話」というタイトルで講演しました。また、兵頭 龍樹国際トップ
ヤングフェローは「太陽系の生まれ育ちは？リュウグ
ウが語ること、最新理論から考えること、系外惑
講演会の様子。

星との比較」について話し 壁面とM-Vロケットの模型に投影したプロ
ジェクションマッピングました。
講 演 後 のQ＆Aコーナー
では、参加者からの質問に講演者が答えた他、地球外物 質 研 究グル ープ の 坂 本
佳奈子主任研究開発員が、小惑星探査機「はやぶさ2」が持ち帰った小惑星リュウ
グウのサンプルの分析の進
水星磁気圏探査機「みお」の模型を回せた！
捗状況を説明しました。
一方、ロビーでは、宇宙教育センターとMMXプロジェクトが協同して開発したデジタル教材の体験やプロジェクションマッピ
ング、ロケットや探査機の模型の展示などのブースを設置。子ども達が楽しそうに絵を描いたり、模型に触れたりしていた他、親子で宇宙研の研究を紹介するパネルを見たり、ゲームに挑戦したりするなど、親子連れでにぎわいました。
今回は初めて子ども向けのブースを設けたことで、子どもから大人までが宇宙科学に触れ、親しむことができるイベントとなりました。
（山下 真規恵）

ISASニュース

2023. 6

No.5075

宇宙科学の未来を
切
り
拓
く

の集

団

― 科学衛星・探査機のことならおまかせください ―第13 回

提供しています。
C-SODAが提供する地上系サービスの大きな特徴は、科学
衛星・探査機共通に使うことができるように考えられていることにあります。例えば、衛星・探査機の管制ソフトウェ
アとして、汎用衛星試験運用ソフトウェア（GSTOS: GenericSpacecraft Test and Operations Software）を提供しています
が、GSTOSは科学衛星の開発中の試験および運用に共通に使用することを目的として開発され、衛星・搭載機器の違いは、
衛星情報ベース（SIB2: Spacecraft Information Base version 2）の内容の置き換えによって吸収できるよう設計されています。現在では、衛星・探査機側がJAXA標準に制定されている科学衛星等通信設計基準テンプレート（SCDHA: Standard
Communication and Data-Handling Architecture）に 準 拠 しさえすれば、SIB 2 を適切に整備することで、GSTOSを使って試験や運用を実施できるようになりました。実際、GSTOSが衛星・探査機運用に初めて適用された「ひさき」以降に開発された全ての科学衛星・探査機がGSTOSを利用しています。

地上で衛星・探査機ミッションを支えます

また、衛星・探査機から取得されたテレメトリーデータ
は、全科学衛星・探査機共通のテレメトリー・データベース
システム（SIRIUS）に集約・蓄積されており、ユーザはSIRIUSにアクセスしさえすればテレメトリーデータを参照するこ科学衛星運用・データ利用ユニット（通称、C-SODA）は、とができるようになっています。更にエンドユーザが利用

宇宙科学研究所の衛星・探査機が共通に使用する「地上系シ可能なレベルに処理されたデータについては、工学値デー

ステム・設備」の利用サービスの提供、新規サービスの開発

タベース（EDISON: Engineering Database for ISAS Spacecraft

等を通して、プロジェクトチームの科学衛星・探査機の運用

Operation Needs）や 科 学デ ー タア ー カイブ（DARTS: Data

やデータ処理・アーカイブ・公開を支援することが主な職務

ARchives and Transmission System）に蓄積されており、科学です。C-SODAは 2008 年度に設立された組織で、科学衛星・衛星・探査機の軌道上状態を解析する衛星・探査機開発メー探査機からユーザにデータが届くまで、地上系システムの全カーの担当者やミッションデータを利用する研究者などのエ体像の見通しを良くすることで、より効率良く、より信頼性

ンドユーザのデータアクセス先を一元化しています。こうしの高い地上系を実現できるようにすることがその設立の理念

た処理済データは、かつては各プロジェクトで独自のデータでした。一口に地上系システムといってもその範囲は多岐に

フォーマットで提供されていましたが、現在では国際標準

及びますが、衛星・探査機と直接通信する地上のアンテナ（地

フォーマットに従ったデータが用意されるようになってきた上局）設備は、JAXA全体の共通設備として追跡ネットワーク

ことから、ミッションの垣根を越えて横断的に取り扱うこと

技術センターの管轄です。衛星・探査機への／からのコマンが容易になってきました。また、世界的にはオープンサイエ

ド／テレメトリーを各地上局と相模原キャンパスの間で送受ンス化の流れもあります。こうした状況の変化から、エンド信するためのデータ伝送経路の途中から相模原キャンパス側

ユーザへのデータ提供システムも、専門の研究者向けだけでをC-SODAが管轄しており、科学衛星・探査機に共通のもの

はなく、幅広いユーザにもデータが利用されるように改善しとして、衛星・探査機の管制やミッションデータ処理に必要ていくことも検討しています。

とされる各種の設備・ソフトウェアを維持・開発・サービス

C-SODAは共通サービスを企画・提供する部署なので、各科学衛星・探査機プロジェクトチーム、追跡ネットワーク技術センター、深宇宙追跡技術
グループ、など、多くの関連部署と常に丁寧な調整をする必要があることから、地上系に関する情報のハブにもなっています。こうした 部 署 と し て の 特 性 を 最 大 限 活 か し、 プロ
ジェクト横断的な視点をもって、幅広く地上系に関係する専門家の皆さんと協力しながら、地上系の将来を切り開いて行きたいと考えています。運用中・開発中・将来計画を問わず、科学衛星・探査機の地上系システムやデータのアーカイブ化などについて、何かあればお近くのC-SODA関係者にご相談下さい。
C-SODA各種提供サービスのウェブページ。

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ISASニュース

2023. 6
4No.505
No.507



科学衛星運用・データ利用ユニット長：
篠原 育（しのはら いく）

崇城大学工学部
宇宙航空システム工学科

下田 孝幸（しもだ たかゆき）

JAXA生活34年を振り返って
10 年間連れ添ったアーク風洞と著者。

平成元年のNASDA入社以来、今で言う輸送部門、研開部門、有人部門と渡り歩き、最後の10年は社内公募で辿り着いた宇宙研で定年となりJAXA生活を終えました。
この間、様々なプロジェクトに関わりましたので、成功や失敗の思い出を徒然なるままに書き連ねてみようと思います。
一番の思い出は、古い話になりますが、プロジェクトの立ち測装置を車で持ち込んで参加したりしていましたが、その甲斐無くGXロケット開発が中止されたことは残念な思い出です。
その後有人本部に異動して「きぼう」の開発に関わったときにはハードウエアはあらかた出来上がっており、それをスペー
スシャトルに乗せて打ち上げるための構造検証が主な仕事でした。シャトルと「きぼう」、ISSと「きぼう」の構造適合性を検上げから打上げ、そして失敗とすべてを経験した極超音速飛証して、それをNASAの構造担当に認めてもらうために何度も行実験（1992-1996）です。NALとNASDAの共同プロジェクトとヒューストンに出張して議論していました。おかげでNASAのして実施し、再突入した機体を海に沈めたことで有名になり

構造担当チームとはいい仲を築くことが出来たことが思い出とましたが、飛行そのものは大成功の実験でした。海に沈んだなっています。

のはパラシュートのライザが低周期の振動で破断したためで宇宙研のプロジェクトに最初に関わったのは「はやぶさ」の回した。審査会では、フローテーションバッグ放出時のシャープ収運用でした。その頃「きぼう」3便の打上げが終わって一段落

エッジとの干渉までは指摘できたのですが、この問題には気付していたところでしたが、併任先のJSPECの仕事として回収運くことが出来ず、悔しい思い出として残っています。この実験用隊の情報連絡班長を言いつけられ、運用隊の規程作りからはHOPE開発のための実験と位置づけられ、当時NALであったロジから危機管理から雑用係として走り回りました。おかげで現在の調布にNAL/NASDA共同チームとしてのHOPE事務所を置

歴史的な回収成功に立ち会うことが出来、少しでも回収成功にいて行いました。このときはロケットもJ1ロケットというISAS

寄与できたなら嬉しいことでした。

とNASDAのロケットを組み合わせたロケットで、全体で 3機関

その後、セキュリティ統括室に異動となり、副室長として3協調のように取り上げられていました。2月12日の打上げから年過ごしました。エリアセキュリティを担当としており、ISAS

3月25日の最終報告まで毎日徹夜のような状況で不具合原因の高い塀と忍び返しを早く付けるように急かしたのは私です。

調査、宇宙開発委員会報告に明け暮れ、それが終わった後 3月

大変不満もあったようで今更ながら申し訳ありません。

29日に、1年間の留学に旅立ったのでした。

セキュリティ統括室の顧問をされていたのが杉田 和博さん

留学先は豪州クイーンズランド大学（QLD）でした。もともとで、相模原はもちろん、種子島や内之浦のセキュリティ視察に飛行機少年で、スペースシャトルに憧れて、HOPEをやりたくて同行しましたが、現役を引退されてなお大変お元気で、鹿児島

NASDAに入社したこともあり、NASA ジョンソンスペースセン

空港から内之浦までのタクシーで運転手の横で居眠りしていた

ター（JSC）でシャトル関連の研修を希望してJSCにはOKをもらっら注意されたりしていました。その後、第二次安部内閣から菅ていたのですが、最後にNASAのHQに却下され、HYFLEXの飛内閣にいたるまで官房副長官を務められたような方と親しく過行解析に興味を持ってくれていたQLDへ行くことにしました。

ごす時間があったのはこの上なき財産です。

時間が戻りますが最初に関わったプロジェクトが軌道再突入

その後、社内公募で宇宙研に異動し、アーク風洞の運用を実験（-1994）でした。詳細設計から関わりましたが、一番の思中心として、「はやぶさ2」カプセル、MMXカプセルの開発にい出は、載せるロケットがH-IIの1号機だったことです。射場で携わりました（写真はアーク風洞をバックにした著者）。
「はやの不具合を繰り返し、打上げに間に合わないかも知れないといぶさ2」は詳細設計も終わるところでしたが、製造から打上げ、う状況の中、H-IIの成功が最優先のNASDAにとってただの実験

そして回収成功までも見届けることが出来てよかったです。

機を待っているわけにいかず、間に合わないときのダミーペイ

MMXカプセルは立ち上げから関わりました。ASTRO-Hの事故

ロードまで用意してるとの噂がある中、無事打ち上げることがを受けて宇宙研には重すぎる課題を負ったように思えたスター

出来ました。実験は成功しましたが、打上げ時のブロックハウ

トでしたが、なんとか持ちこたえていると思います。JAXA全体

スの中では本来お客さんであるはずのペイロード担当席で肩身にも言えますが定員の割に仕事が余りにも多いことは前から言の狭い思いをしていました。

われていますが、未だに解決策が見いだせていないようです。

研開本部では再使用型輸送機の研究としてSSTO、TSTOを夢見て極低温複合材タンクの研究をしていましたが、当時は輸送今後のJAXAがそこの問題にどう解決をつけるかが今後を見通す鍵になるかも知れません。

系の研究をする人が少なく、ここでもすこし肩身の狭い思いを

このあたりで筆を置こうとしたところでH3失敗のニュースがしていました。このときはプロジェクト支援としてGXロケット

飛び込んできました。また難しい時代になりそうですが皆様体の極低温タンクの開発に入れ込み、富岡での耐圧試験にAE計に気をつけて頑張ってください。

ISASニュース

2023. 6

No.507

7

宇宙・夢・人S p a c e

H u m a n

D r e a m

科学衛星運用・データ利用ユニット

吉野 良子（よしの りょうこ）
東京都出身。東京工業大学大学院理工学研究科基礎物理学専攻博士課程修了。2010 年、JAXA入職。
地球観測研究センターセンサ研究室、気象庁（出向）を経て 2017 年より現職。

科学衛星のデータをたくさんの人に使ってほしいくらいの遠心力がかかっているのだろうか、走る電車の中を飛ん

DARTSウェブサイトをリニューアル──宣伝したいことがあるそうですね。

でいる虫を見ると、あの虫は慣性の法則が成り立っているのだろダ ー ツ

はい。2023 年 4 月に宇宙科学のデータアーカイブDARTSのウェ
ブサイト（https://darts.jaxa.jp/）をリニューアルしました！
（表紙

うか、と。そして、大学では物理、しかも子どものころから好きだった宇宙を学ぼうと考えるようになりました。高校に進学した
ころには小学校の先生になろうと決めていたのですが。

参照）一般の人向けのトップページをつくり、科学衛星のデータ

宇宙を学ぼうと大学に入ったものの、卒業研究は原子核物理を簡単に閲覧できるコンテンツをピックアップして紹介している学を選びました。このときもまた、いいなと思う先生がいたのので、ぜひアクセスしていただきたいのです。

です。X線天文学は大学院からです。宇宙研に見学に来たとき、

──DARTSとは？ また、なぜリニューアルを？

ちょうどX線天文衛星「すざく」に載せる望遠鏡の地上較正試験を衛星が観測したデータは地上のアンテナに送られてきます。ア
ンテナが受信したデータは 0と1が並んでいるだけで人には理解できないので、さまざまな処理を行って画像などに変換します。
そのデータを保管・公開しているのがDARTSです。
これまで世界中の研究者がDARTSのデータを使い、さまざまな科学的な成果を上げてきました。しかし、DARTSは研究者向けに行っているところで、作業している大学院生の皆さんが生き生きして楽しそうなのを見て、これだ！ と決めました。

人の生活に関わる仕事をしたい──なぜJAXAに？
X線天文学の研究は、とても楽しくて好きでした。人類にとってつくられたものなので、一般の人が以前のウェブサイトにアクセ

大切なことだとも思います。しかし、人の生活からは遠い。もっスしても、ほぼ使えませんでした。一方で、宇宙研の研究活動にと人の生活に関わる仕事、役に立つ仕事をしたいという思いが、興味を持ってくださっている人は多く、最近では宇宙ビジネスも大きくなってきました。宇宙が好きなことは変わっていなかった

盛んになってきて、衛星が取得したデータにも関心が寄せられてので、地球観測衛星に関わる仕事をしたいと考えたのです。

います。そこで、一般の人にもDARTSのデータを使ってもらえる

当時のJAXAの一次面接では最初に、応募者から面接官に質問ようにウェブサイトを整備しよう、となったのです。

する時間がありました。私は、「JAXAは地球観測衛星を打ち上げ──おすすめのコンテンツは？

て二酸化炭素の濃度を観測しているが、観測するだけでは二酸

まずは「ギャラリー」です。きれいな画像などを選んで紹介し化炭素の排出削減にはつながらない。どういう取り組みが必要ています。
「太陽カレンダー」もおすすめです。太陽の画像が取だと考えますか」と質問しました。すると「あなたはどう考えます

得日ごとにカレンダー形式で表示されているので、誕生日や記念か」と質問され、私は「観測結果を分かりやすいかたちで示すこ日の太陽画像を選んで見ることができます。
「JUDO 2」は、さまとが必要だ」と答えました。そのやり取りの中で、自分がやりた

ざまな天文衛星が取得した画像を天球に貼り付けて表示している

いのはそういうことなんだ、と気付かされました。

ツールです。Googleマップの天球版といえるもので、宇宙の探──地球観測研究センターセンサ室、気象庁出向を経て、衛星検を楽しんでいただけます。宇宙研のデータポリシーに従ってい

運用・データ利用ユニットへ。

ただく必要がありますが、原則としてDARTSのデータは無償で利気象庁出向後、出産・育児休業を経て復職するとき、相模原用できます。営利目的でもいい。加工してもいい。ぜひ皆さんのキャンパスか東京事務所での勤務を希望しました。仕事の内容よ

アイデアで、DARTSのデータを自由に使ってください。

り、子育てができる環境が優先でした。ですが、今やっている衛星データの利用促進は、就職の面接で気付いた、自分がやりたい

物理の先生と出会ってことにつながっているので、結果的にはよかったと思っています。

──大学院生のときは宇宙研でX線天文学の研究をしていたそうですね。

──進路選択に関するイベントで講演されることも多いようで高校生のときに通っていた塾の物理の先生の教え方がとてもすね。どのようなアドバイスをされるのですか。

上手で、問題がどんどん解けていくのが楽しくて、物理が大好き

流れに身を任せてもいいのではないか、ということを話したりになりました。しかも、日常の現象を物理と絡めて考えるようにします。私自身、時々に偶然の出会いがあり、そのたびに選択しなったのです。ピザ生地を回して伸ばしているのを見ると、どのて、今があります。

ISASニュース

編集後記
気球実験をやっていると、この時期は毎年、北海道に出張で、久しぶりに梅雨の季節に居合わせています。豪州では例年になく雨に見舞われたものの、やはり空気は乾燥していて、帰国の際には湿った空気に懐かしさを覚えたものでした。
今月も、しっとりと素敵なニュースのお届けです。（斎藤 芳隆）

ISASニュース

2023. 6

No.5072023年6月号

ISSN 0285-2861

発行／国立研究開発法人 宇宙航空研究開発機構
発行責任者／宇宙科学広報・普及主幹 藤本 正樹
編集責任者／ ISAS ニュース編集委員長 山村 一誠
デザイン制作協力／株式会社 トリッド
〒 252-5210 神奈川県相模原市中央区由野台 3-1-1

ISASニュースはインターネットでもご覧いただけます。▶https://www.isas.jaxa.jp/
8No.507

宇宙科学研究所

isasnews@isas.jaxa.jp