ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

ニュース

2017

10

No.439
深宇宙探査CubeSat
EQUULEUS（エクレウス）のミッションイメージ
EQUULEUS は、地球―月系
ラグランジュ点（地球と月の重力が釣り合う平衡点）のうちのL2 点へ飛行し、L2 点を周回する軌道から月の裏側と地球を観測します。超小型衛星の中でも、10 × 10 × 10cm を 1U
（Unit）と 定 義 し、1U、2U、3U… のように規格化されたサイズで開発される衛星を CubeSat と呼びます。標準化された搭載機器
開発が容易であることもあり、CubeSat の 打 上 げ 数 が 近 年 特に飛躍的に伸びてきていて、ついに深宇宙探査の世界にも乗り出そうとしています。

宇 宙 科 学 最 前 線

地球―月ラグランジュ点探査機EQUULEUSによる深宇宙探査CubeSat実現への挑戦

東京大学大学院 工学系研究科 准教授（宇宙機応用工学研究系 客員准教授）

船瀬 龍 （ふなせ りゅう）

はじめに千載一遇の打上げチャンス

1990 年代後半あたりに端を発する超小型衛星は、特にここ数年の宇宙ベンチャーの隆盛も相まって、爆発的に増えてきています。米国のユタ州立大学で毎年開催されている小型・超小型衛星に関する世界最大の国際会議「Annual AIAA/USU Conference on Small Satellite」には、
今年は政府機関も含む約 800 の組織・機関から約 2,500名が参加し、約 200 社の企業がブースを出展しており、その活況ぶりが窺えます。
世界初の CubeSat は、筆者も開発に携わった 2003 年の東京大学・東京工業大学らによる 1U CubeSat の打上げでした※１。そのエポックメイキングな成功から 16 年
後の 2019 年に、13 機の CubeSat が、地球周回軌道を飛び出し、深宇宙探査に乗り出そうとしています。本稿
では、そのうちの１機であるエクレウス（EQUULEUS：
EQUilibriUm Lunar-Earth point 6U Spacecraft） と い う
地球―月ラグランジュ点探査ミッションの概要と、それを通じた CubeSat による深宇宙探査ミッション実現への
筆者らの取組みの一端を紹介します。

NASA が 開 発 し て い る 次 世 代 ロ ケ ッ ト SLS（Space
Launch System）は、将来的には小惑星や火星への有人飛行への利用が検討されている大型ロケットです。SLSの初号機は月フライバイ軌道へ有人宇宙船の試験機を打ち上げる予定ですが、月以遠に飛行する貴重な深宇宙打上げ機会の余剰重量を有効活用するため、13 機の 6U
CubeSat（ 約 10×20×30cm） が 相 乗 り で 打 ち 上 げ ら れることになりました。NASA の JPL、Marshall、Ames、
Goddard の各フィールドセンターや米国内の大学・企業等が威信をかけて小惑星フライバイや月の極域探査な
どの野心的なミッションを提案する中、「将来の有人宇宙探査に貢献するミッションであること」を前提に、相乗りスロットが JAXA を含む国際パートナーにも割り当
てられることになりました。JAXA からは、EQUULEUSと、 お も て な し（OMOTENASHI ：Outstanding MOon
exploration TEchnologies demonstrated by NAno SemiHard Impactor）の２機の CubeSat が相乗りスロットを獲得しました。

※１

同じ 2003 年の打上げ機会に 1U CubeSat が 5 機、3U CubeSat が１機打ち上げられましたが、軌道上で作動したのは東大・東工大それぞれの 1U CubeSat と Stanford 大学の 3U CubeSat のみでした。東大の CubeSat“XI-IV”（サイ・フォー）は、打上げから 14 年経過した現在も軌道上で作動を続けており、CubeSat の軌道上寿
命の世界記録を更新し続けています。

ISASニュース 2017. 10 No.439

1

図１

EQUULEUS の軌道設計例

東京大学は、JAXA と共同で開発した PROCYON（「はやぶさ２」に相乗り）により世界で初めて 50kg 級の
超小型深宇宙探査機バス技術の実証に成功しました。
PROCYON よりもさらに小さな深宇宙探査機の実現を目
指す EQUULEUS は、再び JAXA と東京大学の共同開発
体制で開発することとなり、2016 年にプロジェクトがスタートしました。

工学ミッション：太陽―地球―月圏での軌道操作技術の実証
EQUULEUS の主ミッションは、太陽―地球―月圏における軌道制御技術の実証です。太陽や月の重力を利用することにより、リソース制約の厳しい CubeSat でも実現可能な軌道変換能力で地球―月系のラグランジュ点（地球から見て月の裏側の L2 点。以下、EML2）へ効率的に航行することを目指しています。EQUULEUS は、図１に示すような軌道で EML2 周りの周期軌道へ航行する計画です。ロケットから分離され月フライバイ軌道へ投入されたあと、小さな速度変化（低Δ V）により約１週間後の月フライバイ時の近月点（月の中心からの距離が最も近い点）を調整し、フライバイ後に月に再会合できる軌道へ遷移します。その後、約６カ月をかけ、複数回の月スイングバイ（月の重力を使った軌道変更）を経由して EML2 周りの周期軌道へ到達して後述する各種科学観測を実施する計画です。
軌道決定誤差等の様々な誤差要因を考慮しても、一般的な月・深宇宙ミッションと比較して極めて小さい
70m/s 程度のΔV 能力でミッションが成立しています。
約６カ月という長い飛行時間が必要になるかわりに、月スイングバイを複数回実施することにより探査機自身の推進能力を節約することが可能なのです。
このような月スイングバイを活用した低ΔV 航行技術の獲得は、超小型衛星が効率的に太陽―地球―月圏を航行するためには当然必要不可欠ではありますが、その意
義は超小型衛星にとどまりません。将来の月やそのラグ
ランジュ点近傍に設置されることが期待されている深宇
宙港へのアクセスをより効率的にする（例えば、貨物輸
送機の貨物重量を増やすことができる）点でも、大きな意義があると考えられます。

2

ISASニュース 2017. 10 No.439

３つの科学観測ミッション
EQUULEUS は３つの科学観測ミッションを実施する計画です。１つめは、地球の磁気圏プラズマの全体像を地球から離れた距離から極端紫外光で撮像するミッション
で、PHOENIX（Plasmaspheric Helium ion Observation
by Enhanced New Imager in eXtreme ultraviolet）という観測機器で観測します。このミッションは、JAXA の小型科学衛星「あらせ」（2016 年打上げ）や NASA の
Van Allen Probe 等の実施するジオスペースの「その場観測」ミッションを補完するもので、ジオスペースの理
解、すなわち、将来の有人月圏探査にとって重要な、地球周辺の放射線環境の理解を深めることにつながると考えられます。
２つめの科学観測ミッションは、月の裏面における月面衝突閃光の観測です。高速で月面に衝突する小隕石の発する一瞬の光を高速カメラで検知することによって、月面に降ってくる小隕石のサイズや頻度を評価でき、将来の月面上の有人活動やインフラに対する脅威を評価
し ま す。 こ の ミ ッ シ ョ ン は、DELPHINUS（DEtection
camera for Lunar impact PHenomena IN 6U Spacecraft）という観測機器で行います。
シス・ルナ空間（地球から月軌道周辺までの空間）におけるダスト環境の評価が、３つめの科学観測ミッショ
ンです。DELPHINUS による１ｍ～ 10cm オーダーの固体物質分布の観測と合わせて、地球・月の重力圏に一時的に捕獲される固体物質の起源、性質、総量を俯瞰的に理解できるようになることが期待されます。通常、宇宙空間に低い空間密度で存在するダストを効率的に検知す
るには、大きな観測面積が必要になりますが、超小型衛星ではそのような大きな専用のダスト検知センサの搭載は困難です。そこで EQUULEUS では、熱制御用に宇宙機に搭載する多層断熱材（MLI：Multi-Layer Insulation）の層間に、薄膜状のダスト検知センサ（フィルム）を埋め込むことにより、サイズが小さいという超小型衛星の持つ本質的な課題を解消しています。MLI が衛星の衣服のようにも見えることにちなんで、科学観測機器と衛星バス機器を統合したこの「ダスト計測器」を CLOTH（Cis-Lunar Object detector within THermal insulation）と命名しています。

宇 宙 科 学 最前線
太陽センサ

Y
Z

恒星センサ

X

太陽センサ

太陽電池パドル

図２

EQUULEUS の外観図と内部機器配置図

ミッション選定のココロ
この３つの科学観測ミッションの選定の裏には、実は周到な考えがあります。PHOENIX は、仮に打上げ直後の最初の軌道制御運用に失敗して、月フライバイ軌道か
らそのまま深宇宙へ脱出してしまっても、ある程度の期間は観測でき、最小限の成果を得ることができます。次に、最初の月スイングバイ制御がうまくいったとして、EML2 へ向かうその後の複雑な軌道操作運用が首尾よく運ばなかったとしても、地球―月圏近傍に探査機が留まることはできるので、PHOENIX だけでなく CLOTH の観測成果も十分に出すことができます。DELPHINUS も、
EML2 から常時月面を観測することで真価を発揮しますが、そうでなくとも部分的には観測可能期間を確保できます。CubeSat という極めてリソースの厳しい宇宙機でラグランジュ点に飛行するという、困難ですが成功すれば（「はやぶさ」流の加点方式で言うと）何百点満点をあげられるような工学ミッションを主軸に据えつつ、プ
ロジェクト全体としての成果が all or nothing にならな
いよう、航行途中も成果を上げられるような科学観測
ミッションを可能な限り搭載しているのです。このように、精一杯の背伸びをしながら、同時に、不慮の事故でミッションが全損にならないよう着実な成果を確保する
ことが、挑戦的なプロジェクトをうまく回す肝なのだろうと筆者は考えています。

開発の現状：超高密度な探査機設計
2017 年９月現在、EQUULEUS は、2019 年に予定されている打上げに向けて、順調に開発を進めています。
現在は、探査機全体の EM（Engineering Model：実際に打ち上げる探査機を作る前に製作し、試験に供することで設計の妥当性を確認するためのモデル）の組み上げと環境試験を完了し、試験結果を踏まえて FM（Flight
Model：実際に宇宙に打ち上げるモデル）の設計を進めているところです。
探査機の外観図と内部機器配置を図２に示します。
内部機器配置図で多くの面積（体積）を占めているのが推進系です。EQUULEUS では、水を推進剤としたレ
ジ ス ト ジ ェ ッ ト 推 進 系 AQUARIUS（AQUA ResIstojet
propUlsion System）を、軌道制御と姿勢制御（角運動量管理）用に新たに開発しています。水を推進剤としている理由は、推進剤として極めて安全で、取り扱いが容易であるからですが、一方で、水をレジストジェットに用いるにあたっては、液体の水を気化させるために必要※２な熱量が大きいことが課題となります。EQUULEUS では、
CubeSat の限られた電力リソース制約（それでも通常のCubeSat よりはるかに大きい 50W の発電能力がありますが）の中でシステムを成立させるため、常時大きな発熱のある通信機器を水の気化室周辺に配置し熱結合させることにより、気化熱に割くヒータ電力を最小限に抑え、電力収支を成立させています。
その他のコンポーネントは、COTS 品（汎用的に手に入る民生用の市販の既製品）を調達するか、過去の衛星ミッ
ション（
「ひさき」
、IKAROS、PROCYON など）の搭載機器の設計をベースに開発しています。姿勢制御装置と太陽電池パドルは、
CubeSat 用の COTS 品を調達しています。
太陽電池パドルは、探査機のＸ軸周りにパドルを回転させる１軸のジンバルも兼ね備えています。軌道運動に伴って探査機と太陽・地球・月の位置関係が日々変化する中で、パドルを太陽になるべく正対させて十分な電力を得ながら、探査機本体の姿勢を観測対象である地球 or 月にポイ
ンティングすることを可能にしています。姿勢制御装置
は、0.7U の体積の中に計算機、慣性基準装置、恒星センサ、
リアクションホイール（３台）を内蔵するという、超高密度実装がなされた優れものです。2003 年当時はせいぜい地球低軌道で最低限の生存機能と極めて限定的な観測機器しか搭載できなかった CubeSat ですが、このような小型で高機能なコンポーネントが CubeSat 向けに次々と現れてきているのがここ数年の超小型衛星業界の世界的な状況で、CubeSat は本格的な宇宙科学・探査ミッショ
ンを実現するためのツールになろうとしているのです。

さいごに：超小型衛星による深宇宙探査の将来
2014 年 に 東 京 大 学 と JAXA が 共 同 開 発 し 打 ち 上 げ
た超小型探査機「PROCYON」は、世界で初めて 50kg級 と い う 非 常 に 小 さ い 規 模 で、 深 宇 宙 か ら の 通 信 や
軌道変換機能を持った深宇宙探査機を実現しました。
PROCYON の実現と前後して、世界では、さらに小さい
CubeSat 級の深宇宙探査機の研究開発が活発に行われ始めていて、SLS 相乗り等の具体的な開発・打上げ計画が多数進行中です ※２。日本としても PROCYON で得た優位性を活かし、激化する探査機の超小型化競争の最前線に EQUULEUS を通じて “ 参戦 ” しているところです。超小型衛星による本格的な深宇宙探査ミッションを可能にすることで、深宇宙を多数の超小型探査機が航行するよ
うな世界を実現し、宇宙科学・探査の高頻度な成果創出に貢献していきたいと考えています。

その他に、いくつかの深宇宙探査 CubeSat が計画・開発されています。NASA の火星探査機 InSight ミッションに相乗りする２機の 6U CubeSat「MarCO」は 2018 年の打上げを予定しており、無事に打ち上げられればMarCO が世界初の深宇宙 CubeSat となる見込みです。なお、深宇宙からの通信能力や自ら軌道変換する能力をもって深宇宙を航行した衛星としては、（CubeSat ではない）50kg 級の「PROCYON」が今日現在、世界最小です。

ISASニュース 2017. 10 No.439

3

ISAS

事

情

「たんぽぽ」２年度試料が地球帰還、３年度試料は宇宙曝露中分する予定です。さらに３年度試料は宇宙飛行士の支援を受けて（図）、同年７月から宇宙空間に曝露しています。
2016 年９月から 2017 年７月までの 10 カ月で、２
つの簡易宇宙曝露実験装置（ExHAM）から回収された合計 11 枚の初年度捕集パネルの初期分析を行い、約 120個の超高速衝突痕を同定しました。捕集パネルのアルミニウム蓋上の微小クレーター内部の衝突残留物の元素組成に基づく予備判定では、宇宙塵：スペースデブリ：起2017 年７月 21 日に ExHAM-1 号機へ「たんぽぽ」３年度試料を取り付けるフィッシャー飛行士（提供：JAXA/NASA）。

源不明の比率はおよそ５：２：１であり、微粒子分布モデルと整合しています。科学優先順位の高い約３割の衝突

2007 年に提案され、2015 年から国際宇宙ステー

痕試料はすでに摘出されて全国の共同研究者へ配分されション・「きぼう」曝露部で始まったアストロバイオロており、宇宙塵中の有機物、地球エアロゾル中の微生物

ジー宇宙実験「たんぽぽ計画」では、宇宙塵やスペースなどを探る詳細分析が進められています。年内に各研究

デブリを捕らえる３ダースの捕集パネルと、極限環境微課題に関する初期科学成果を学術誌へ投稿する見込みで

生物や有機物試料を宇宙空間に曝す３枚の曝露パネルをす。また８月末の ISAS 特別公開では、「たんぽぽ」の地使った、最長 4 年間の運用が進行中です。

球帰還試料を初めて展示し、実際に宇宙から帰還した実2017 年秋の段階では、初年度試料は詳細分析の真っ験装置に触れたり、観察してもらうことができました。

最中、２年度試料は同年９月にドラゴン補給船 12 号機

このように、複数年度にまたがる運用・初期分析・科(SpX-12) の地球帰還カプセルにて回収されたばかりで学成果の創出を、全国の研究室をつなぎ次世代の研究者す。10 月下旬から ISAS にてその初期分析を始めるべく、を育てながら続けていくことで、日本のアストロバイオ

今夏に専用クリーンブースを先端宇宙科学実験棟に移設しロジー研究コミュニティにおける宇宙科学の経験値を上て、２年度試料受入れの準備が進んでいます。曝露パネル

げていくことも、「たんぽぽ計画」の重要なミッションなについても、10 月中旬に各試料を全国の共同研究者へ配のです。

（矢野 創）

平成29年度第一次気球実験
大気球実験は例年５月上旬から６月中旬までと８月中

ロードテープ

旬から９月上旬までの２シーズン実施されますが、今年が大気球の製度は予定する４実験全ての飛翔高度が 30km 以下であっ造に有用なこたため、その付近の高層風の状態が実験に適した６月上とを実証でき旬から８月中旬までの１シーズンの実施となりました。

ました。

計画４実験のうち２実験は６月上旬に実験準備が整い、７月半ばに放球チャンスを待つこと暫く、６月 23 日、24 日の２

残り２実験の日間、両実験に適した高層風が得られる予報となりまし

準 備 が 整 い、た。しかし、ここ 10 年以上大気球を連日で放球したことはありません。２日続きの気球放球に向けて、実験手

B17–01「気球 VLBI 実

順の見直し、回収体制の調整、関係機関への事前連絡な

験」の放球準備を７月 24 日未明に始めましたが、予ど慎重に準備を整えて、23 日に B17–02「成層圏にお期せぬ放球に適さない地上風の状態が放球直前から継続

ける微生物捕獲実験」、翌 24 日に B17–04「新型ローし、やむを得ず放球を中止しました。この実験は昨年

ドテープ気球飛翔試験」を実施しました。
「成層圏にお度も実施を見送っており残念な結果となりました。またける微生物捕獲実験」は所期の気球飛翔を達成したもの

B17–03「皮膜に網をかぶせたスーパープレッシャー気の着水後に何ら球の性能評価」も気球飛翔に適さない高層風の状態が継かの原因で試料続したため実施を見送ることとしました。

放球直前の大気球 B17-04 号機

4

最先端の研究を紹介する講演会（於：大樹高等学校）。

ISASニュース 2017. 10 No.439

採集部に海水が実験期間中に、大気球実験グループの小財 正義開発研

侵入し微生物の究員による「宇宙天気」に関する講演会も大樹高等学校

確認に至りませで行われました。大樹町と JAXA の連携協力協定に基づんでしたが、「新き町に滞在する若手研究者が高校生に最先端の研究を紹型ロードテープ

介する活動で、昨年から始まったものです。こうした活気球飛翔試験」

動も通して大樹町での研究活動への理解をより浸透させでは新しい国産ていきたいと考えています。

（吉田 哲也）第９回 SELENE国際シンポジウム
た。今回の参加者の特徴は、SELENE の機器開発に携わった人々を第一世代と呼ぶならば、「かぐや」の打上げ後に、学生として或いは若手研究者として月の研究に興味を抱いて「かぐや」の公開データに触れてみたという、まさに第二世代と呼べる若い研究者が多くを占めたことにあります。実は「かぐや」のデータを用いた論文数は、世界の月探査機と比べても高い伸び率を示しており、いずれアポロにも追いつくのではという勢いです。「かぐや」
によって、月がジャイアントインパクトにより生まれ、
地球からは見えない裏側から地殻が形成され、…などと月に向かうSELENE
（
「かぐや」
）
を載せたH-IIAロケット13号機（筆者撮影）。

いった月の起源と進化史が一層明確になりつつある。そ2007 年９月 13 日は、月周回衛星 SELENE（「かぐや」

んな最先端の研究の現場にいる楽しさを味わえる、熱気と命名）の打上げ予定日でしたが、台風接近に伴う悪天を帯びた議論がなされました。そして「いよいよ、月に候のために一日の延期が決まりました。そして翌 14 日

関する究極の教科書を書こう！」、そんな決意を新たに２に、SELENE を載せた H-IIA ロケット 13 号機は、種子日間のシンポジウムが終了しました。

（岩田 隆浩）

島宇宙センターから無事に打ち上げられました。私は青空に吸い込まれていくロケットを見ながら、「月の起源と進化の謎が、どんな風に解き明かされていくのだろう？」と心を躍らせたことを、はっきりと覚えています。
それからちょうど 10 年を経過した 2017 年９月 13
日～ 14 日の２日間、第９回 SELENE 国際シンポジウ
ム（SELENE Symposium 2017）が、早稲田大学の西早稲田キャンパスにて開催されました。第９回というのは、国際シンポジウムの前身の SELENE ワーキング
チーム国際会議からの通算ですが、今回は総勢 100 名のうち、海外から参加者が 26 名と過去最高になりまし

SELENE 国際シンポジウムの集合写真。

Ｘ線天文衛星代替機計画のミッション定義
Ｘ線天文衛星代替機計画は、国際的な協力のもとに達動が「ミッション定義」です。これはミッションの基本

成されるはずだった ASTRO-H（「ひとみ」）の科学成果的な要求をとりまとめるプロセスであり、以降のシステを回復するミッションとして提案されました。

ムズエンジニアリングプロセスのベースラインとなるも平成 28 年２月に打ち上げられた ASTRO-H は、打のです。システムの開発に際しては「誰のために、何の上 げ 約 １ カ 月 後 の ３ 月 に 通 信 異 常 が 発 生 し、 同 年 ４

ために、いつまでに、どのような製品・成果物を提供す

月に運用を断念しました。短期間ではありましたが、るのか」が明確である必要があります。時に相反する科

ASTRO-H に搭載されたミッション機器のひとつであ

学要求、政策要求、種々の制約等を調整し、合意の結果

る「軟Ｘ線分光検出器」は要求を上回る超高分解能Ｘ線

を「ミッション要求書」にまとめます。

分光を達成していることが軌道上で実証され、ペルセウ

Ｘ線天文衛星代替機計画では、2020 年代の関連計画

ス座銀河団中心領域の観測データからは、超巨大ブラッを踏まえて科学・政策的意義を再検討し、ASTRO-H がクホールによるガスの加熱という長年の課題を解く重要目指した２つのサイエンスの柱である「超高分解能Ｘ線

な手がかりが得られました（本研究成果は、2016 年

分光撮像」と「広帯域分光撮像」のうち、前者を最優先

７月７日付英国科学誌『Nature』に掲載されました）。

課題と位置づけました。このサイエンスを実現するため

ASTRO-H によって得られた初期観測結果はまた、天体に必要な４つの科学目標、５つのミッション要求を設定の物理状態の理解にいたるためには、未だ高温プラズマ

し、「ミッション要求審査」「プロジェクト準備審査」をからの重元素輝線の基礎物理の理解が不足していること経て「Ｘ線天文衛星代替機ミッション要求書」を制定しをも明らかにしました。Ｘ線天文衛星代替機は、世界にました。

開かれた汎用Ｘ線天文台として、さまざまな分野にわた

今後は、ミッション要求を実現するシステムを定義す

る宇宙物理をさらに推し進め、2020 年代の物理学の広る活動を開始します。ASTRO-H の異常の直接要因並び範な発展の一翼を担うことが期待されています。

に背後要因に対する対策を講じ、確実な開発を進めてい宇宙機計画を立ち上げるに際して、最初に実施する活きます。

（前島 弘則）ISASニュース 2017. 10 No.439

5

ISAS

事

情

「公募型小型計画」の公募開始
ISAS は「公募型小型計画」の公募を９月 11 日に発考え方は「良いミッションコンセプト候補を選び、育てる」

出しました。これは宇宙基本計画行程表にある「公募型です。良いミッションコンセプトとは、該当分野の科学

小型計画」の３号機又は４号機をめざすミッションの公（理学および工学）の大目的を踏まえてミッションの意義募です。ミッションの主な要件は、イプシロンロケット

価値が高いことが第一ですが、加えて予想される開発・を打上げ手段とし、日本が主体もしくは日本が重要な寄

プロジェクト実施リスクなどの様々なリスクおよび開発与をする科学衛星・探査機を用いたもので、JAXA が

経費の大きさと、得られる成果の大きさの間でバランス

支出する総資金の上限が 150 億円、とこれまでの「公がとれていることも必要です。JAXA 全体の新しい考募型小型計画」の考え方を引き継いでいます。ただし、え方に合わせて、最初の審査をコンセプト検討段階の真ASTRO-H 衛 星 の 喪 失 を 受 け て JAXA 全 体 で 取 り 組ん中に移動しました。立上げプロセス改善の Lessons

んでいる「プロジェクトに関する業務の改革」（ISAS

learned からは、立上げの途中に設けられる複数のゲーニュース 2017 年９月号の久保田氏の記事参照）、およ

トでそれぞれ何を満足しなければならないのかが明確でび 2013 年度の「公募型小型計画」１号機の公募以来のない、ということが重要課題として指摘されました。こLessons learned を踏まえて、プロジェクト化までのれを CML という指標を使って明確化し、同時に、提案

プロセスを見直しています。

書も CML に沿ってミッションコンセプト検討結果を報2013 年度以前は、ミッションがその大きな目標を達告してもらう形式に改めました。

成するために獲得すべきものの定量的な定義（ミッショ

CML は NASA/JPL が約 10 年かけて作りあげた考ン要求）と、ミッション要求を実現するために装置（シえ方です。しかし CML の各レベルの定義文を見てもそステム）はどうあらなければならないか（システム要の価値はよくわかりません。JPL は 22 個の検討領域

求）を同時に提案してもらい、審査後に２つの要求を確を定義し、その領域毎に各 CML レベルで満たすべき要

定することとしてきました。ミッションの複雑化と大型件を CML matrix として作り運用しています。そこに化により、両方を研究者のボトムアップで作るワーキン

CML の 真 価 が あ る と 考 え ま す。JAXA は JAXA 自 身

ググループで検討することは難しくなってきたことから、の CML を定義しました。ISAS はそれをさらに進めて2013 年度改革ではミッション要求までを公募での審査

JPL の CML matrix を基に、これまでのミッション検対象とし、そこで選定された提案に対して ISAS が支援討の経験を踏まえて JAXA および宇宙科学のやり方にする検討 (Phase A1) を行い、システム要求までを対象

合う CML checklist を作成しました。さらに JPL のとする審査を行うことにしました。同時に、最初の審査

CML matrix にはない試みとして、CML checklist のでは複数の候補を選定し、次の審査でプロジェクト化す

各項目の間の依存性を示し、コンセプト検討の初期段階

るものを一つ選ぶ、という downselection の考え方もで検討するとよい項目を、典型的な検討の時間順に並べ導入しました。今回の「プロジェクトに関する業務の改革」

替えたリストも作成しました。具体的な内容を紹介する

は、より確度の高いところまで検討を進めた上でプロジェと、たとえば科学目標という検討領域では、「該当分野のクト化することをめざして、ミッション要求を決定する科学（理学および工学）の大目的の中における提案ミッ

以前のミッションコンセプト検討段階 (Pre-phase A) のションの意義を１つの文で記述すること」が CML1 の要

充実をうたっています。そのために、ミッションコンセ

求であり、「提案ミッションで実施する実験・観測・分析

プト検討段階の後半に JAXA が入った検討を実施するこなどを、ミッションの科学目的との関係を明確にして記と、新たに CML (Concept Maturity Level) という指述すること」がミッション提案段階で要求される CML3

標を用いてコンセプト検討の充実度を計ること、の２つの項目の一つとなっています。CML checklist はコンが導入されています。前者の考え方は、ISAS が 2013

セプト検討の助けになると考えていますが、まだ ISAS

年度以来すすめてきた Phase A1 の考え方を JAXA レ

内の検討から生まれた初版であり、今後、実際の審査やベルで位置付けるものであると言えます。

コンセプト検討活動からの feed back を受けて、よりよ

これを受けて今回の公募ではプロジェクト化までのプ

いものにしてゆく必要があると考えています。
（満田 和久）ロセスのさらなる改善をすすめています。その基本的な後川 昭雄 宇宙科学研究所名誉教授が従四位、瑞宝小綬章を受章

6

後川先生は、半導体電子工学、集積回路工学、宇宙電

宇宙用電源の研究、耐放射線性 LSI の研究等において指子部品工学、信頼性工学等の多岐にわたり、幅広い分野

導的な役割を果たし、科学衛星計画の発展に大きな道筋

で研究業績を挙げられました。また、東京大学においてを作られました。

開始された我が国の科学衛星計画に当初から参加し、太本年８月５日にお亡くなりになったことは大変残念で

陽電池、集積回路素子、化学電池等の各種宇宙電子部品

すが、今後も宇宙科学の発展を見守ってくださることとの研究、開発、環境試験を含む信頼性に関する工学的研究、思います。

ISASニュース 2017. 10 No.439

連載

捕らえろ粒子。感じろ電磁波。宇宙嵐に挑むERG
ERGプロジェクト リレートーク

第11回「嵐の中に響くさえずり？？」● PWE 担当 笠原 禎也
プラズマ波動・電場観測器（PWE）は、電場・磁場の振動（波）を測る観測器です。「あらせ」から伸展したワイヤプローブアンテナが電場を、マスト先端に取り付けられたサーチコイルが磁場を測定します。PWE は１つの観測器ながら、前述の電・磁場センサに加え、３つの受信器、それらを制御する２つの CPU という大規模な観測器です。さらに、観測中は常時取得する通常データと、衛星内にいったん蓄積し、選別したデータだけを地上に下ろすバーストデータの２種類があり、非常に煩雑な観測計画と運用手順を要します。もともと PWE は開発期間・予算の制約上、水星探査機 MMO のプラズマ波動観測器（PWI）の資産を極力踏襲した設計となる「はず」でした。が、科学者は常に欲張りです。観測機能を次々と積み上げ、新規要素てんこ盛りとなりました。あまた飛び交う磁気圏衛星に囲まれてもピカリと光る観測器たるべき、というチームの心意気の表れでしょう。
当初私は、MMO/PWI 同様、機上ソフトの開発責任者という立場でした。機上ソフトは観測器の「魂」ともいえ、いかにハードウェアが素晴らしくても、ソフトの善し悪しが観測性能を大きく左右します。開発にあたり、波動データの解析で数々の成果を挙げている O. Santolik
博士のもとに長期滞在し、多くの助言を頂いたことが大変助けとなりました。
2015 年秋、それまで PI だった笠羽 康正さんから、今後はお前が PI をやれ、と打診されました。最初、大変面
食らいましたが、同年春に学生時代から 26 年つきあった「あけぼの」が運用終了し、その後を託された「あらせ」が打上げまで１年を残す中、意を決してお引き受けしました。機上ソフト担当として、それまでも機器全体の掌握は必須でしたが、チーム内の意見を集約し、あらゆる判断を迫られる重責を負い、その後はまさに怒濤の日々でした。
「あらせ」が「宇宙のさえずり＝コー
ラス」を捉え、その神々しい音色を耳にした時、宇宙嵐がなぜこんな美しい
波を起こすのか、謎の入り口にやっと立てたという思いと、それを解き明かすことが、我々を支えてくださったプロジェ
クトの皆様、メーカーの皆様への恩返しだと改めて意を強くしております。

「観測器に『魂』を吹き込む」● PWE 機上ソフトウェア担当 松田 昇也
私がプラズマ波動・電場観測器（PWE）の機上ソフト
ウェア開発に携わるようになったのは、2015 年春のことです。最初は、非常にご多忙な笠原先生のお手伝い程度だったはずなのですが、一度首を突っ込むと抜け出せない性格が抑えきれず、気が付けば僅か２年ほどの間に随分と深いところまで来てしまいました。思い返せば幼き頃から電波に縁があったようで、アマチュア無線にはまった小学生の頃、自宅の庭に高さ 25m 程のアンテナを立ててご近所様に迷惑をかけた出来事は、PWE を完成させるという重要任務に生かされているのだと思います。
先に笠原先生が書かれているように、観測器にとって機上ソフトウェアとは、その性能・性格を決定づける、
いわば魂のようなものです。例えば、ファミコンにゲー
ムカセットを挿せば、その機械はどんなゲームにも早変わりするわけですが、ゲームの質を左右するのはカセッ
トに書き込まれたソフトウェアです。衛星搭載観測器の機上ソフトウェアも同様で、ハードウェアの潜在能力を存分に引き出し、おもしろい観測を実現するための重要な役割を担っています。「あらせ」に搭載された科学観測器のなかでも、PWE は特に機上ソフトウェアに依存している機器の一つといってもよいでしょう。1 秒間あたり数百万サンプルにも及ぶ膨大なデータを絶えず観測し続けるため、機上での圧縮処理やスペクトル解析によるデータ量の削減が必須課題になります。一方、ソフトウェアに依存している分、処理の高度化や高速化を柔軟に図れ、エンジニアの力量次第で無限の可能性を引き出せる点が大変魅力的です。となれば、極限まで挑戦してみたくなるのが技術者の性というものです。
性能向上を目指したために、幾度となく金沢と相模原を往復し、衛星試験棟にこもって寝ずの番をしましたが、宇宙で活躍する魅力的な観測器を完成させるためなら何の苦でもありませんでした。最近ではその日々が恋しく、次の衛星ミッショ
ンのお手伝いが出来る日々を心待ちにしています。
「あらせ」が貴重な科学データに遭遇する日を心待ちにしながら、次の機上ソフトウェアの構想を練りつつある今日この頃、もうすっかり
観測器開発の虜になってしまいました。

（笠原から松田 昇也さんへ）
宇宙で活躍する観測器を自ら仕上げたい！ その意欲を胸にこの世界に飛び込んできた松田さん、実際にやってみていかがでしたか？

（松田から東尾 奈々さんへ）
お若くして XEP 開発を主担当された東尾さん、若さゆえの開発精神や心意気をお持ちだと思いますので、ぜひ教えてください。

「あらせ」初のコーラスをゲット！
PWE 初期チェックアウト翌朝のデータ確認会。

《次号に続く》ISASニュース 2017. 10 No.439

7

Ｘ線天文衛星代替機とグリーンベルトの夕食事情
宇宙物理学研究系 特任教授
埼玉大学 理学部教授

昨年 12 月訪問時のスナップショット。日欧のロケット模型を前に、左から準備チーム長の前島 弘則氏、筆者、経営推進部の和田 恵一氏。
休日に NASA-PI のリチャード・ケリー博士にスミソニアン航空宇宙博
物館別館を案内していただいた。写真は博士自慢の Nikon によるもの。

田代 信 （たしろ まこと）
旧盆にあたる８月15日から３日間、アメリカ・メリーラン

ヒップホップをかけている。おお。なんと都会的な！ 用意さド州グリーンベルトにあるゴダード宇宙飛行センター（GSFC）

れた個室には、長テーブルがおかれ、すでに食器と「本日のを訪問した。昨年秋から携わることになったＸ線天文衛星代替

メニュー」がおかれている。みると、ケイジャン料理をアレン

機（XARM）計画にかかわる打ち合わせが目的である。XARM

ジした「ニューアメリカン」だそうで、期待が高まる。しかし、は、GSFCとともに開発したＸ線天文衛星 ASTRO-H（「ひと…うるさい。その部屋は DJブースの巨大なスピーカーの背後

み」）のリカバリーミッションである。コンセプトや組織から装にあり、仕切りは薄く部屋自体がスピーカーの共鳴箱と化して置にいたるまでASTRO-Hの遺産を引き継いだプロジェクトでいた。会話すらままならない。これは面白い経験だが、５分であるが、今回は JAXA-NASA の宇宙機関同士のジョイントプ

十分だ。食事のあいだ中となると、閉口する。水曜日はライブ

ロジェクトと位置付けられた点が異なる。より深まったNASAの日で、一晩中この調子だということを確認した NASA のプの関与を、ひとつの XARM チームとしてまとめ上げるべく、

ロジェクトマネージャーは、ただちに、リーダーシップを発揮

毎月の電話会議と相互訪問を繰り返しながら、役割・責任分

し、会場の変更を手配してくれた。もちろん、遠来の同僚であ担と開発の進め方を議論してきた。この１年で３度目の訪問だ。

る我々に配慮も忘れない。遠くに引きずり回すこともしない。

最初は、
ASTRO-Hを失った痛恨の思いを抱えながら始まっ

急遽設定された新しい会場は、我々の宿の近くのメキシコ料た。10年におよぶ共同開発の歩みを振り返り、教訓を共有し、理屋。つまり、昨日行ったところだ…。昨夜の手抜きがうらめ

改善策を議論してきた。今回は、ここまで進めてきた、情報

しい。とはいえ、勝手知ったるレストランで、アットホームな共有のしくみ、検証計画、衛星運用計画、科学成果を出すた

雰囲気でのびのびと懇親に努めることができた。ちなみに彼

めのチームの構成、データ処理と配信方法といったコンセプ

らが以前、相模原に来たときのディナーは、淵野辺の居酒屋

トをおさらいしながら、具体的なスケジュールを含めた議論だったので、結果として、よいバランスだったのかもしれない。

を行った。またこれらに加えて、豊富な経験をもつ NASA のともかく「懇親」という目的は十分に果たすことが出来た。

過去の事故の事例の紹介と分析、それを踏まえた改善についテーマは「東奔西走」なので、最後に「西走」の話も少て、なかなか聞くことの出来ない興味深い事例紹介もあった。

しだけ。GSFC への２度目と３度目の訪問の間、５月に、

XARM 全体の議論と前後して、今回は、GSFC と共同開

ESA の協力を取り付けるため、オランダ・ノルドバイクに発する搭載観測装置 Resolve のチームミーティングもあっある ESTEC に伺い、ESA の宇宙物理ワーキンググループ

たので、３日間の日程は、パラレルセッションを含めて非常に説明する機会をいただいた。山田 亨国際調整主幹（当時）にタイトだった。昼食も会議場でサンドイッチやピザを食べと一緒に、ASTRO-H の事故とその対策、XARM のコンセて 30 分ですませ、寸暇を惜しんでの会議だ。せめて夕食は、

プトと立ち上げの経緯についての事情を報告するとともに、と思うところだが、首都郊外とはいえ都会を遠く離れたグ

XARM への ASTRO-H と同規模の支援・参加を呼びかけた。

リーンベルトでは、レストラン選びもむずかしい…と、思い

たまたま暑い日だったこともあり、汗だくのプレゼンテー

こんでいたら、時代は変わり、GSFC からすこし車で走ったションをしたあと、我々は室外で沙汰を待つこととなった。

ところに、おしゃれな「ラウンジ」ができたらしい。そこがこの微妙な緊張感は、ウン十年前の博士論文の審査会以来だ

２日目に予定された懇親会の会場と案内された。そこで、初ろうか。結果は、良好。なんといっても ASTRO-H が短い観日の夕食は、ホテルから歩けるメキシコ料理屋で手軽にすま

測期間に残してくれた、あの画期的なＸ線スペクトルが、こせて、翌日に期待することにした。

のプロジェクトの価値を雄弁に語ってくれた。ワーキンググ

いざ「ラウンジ」に行くと、照明を落とした店内にソファが配され、ちょっとおしゃれに着飾った若者でいっぱい。DJ がループの面々の期待にあふれる表情を見ながら、これを引き継ぎ、さらに将来へとつなぎたいとの思いを強くした。

ISASニュース No.439 2017年10月号

ISSN 0285-2861

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 生田 ちさと発

編集責任者／ ISAS ニュース編集委員長

宇宙科学研究所

山村 一誠〒 252-5210 神奈川県相模原市中央区由野台 3-1-1 TEL: 042-759-8008
本ニュースは、
インターネット（http://www.isas.jaxa.jp/）
でもご覧になれます。
デザイン制作協力／株式会社アドマス

8

ISASニュース 2017. 10 No.439

編 集 後 記CubeSat の記事は私もとても興味深くよませていただきました。いよいよ月惑星探査にも「手作りで超小型」の時代がやってきそうです。日本の得意な技術が活かせそうで、発展を期待しています。
（田中 智）＊本誌は再生紙（古 70％）、
植 物 油 イン キ を 使 用しています。