ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

ニュース

2018

12

No.453

水星磁気圏探査機「みお」の初期運用の様子
BepiColombo計画における「みお」の初期運用が 2018 年 11 月に行われた。多くの主要メンバーがド
イツ・ダルムシュタットの欧州宇
宙運用センター（ESOC）に滞在し、欧州宇宙機関（ESA）と連携して運用を進めた。
（本文５ページ参照）

宇 宙 科 学 最 前 線

隕石に含まれる水素同位体に記録された火星の水の歴史
かつて海が存在し地球と似通った環境であったと考えられる火星。その火星がどのようにして水を失い、現在のような乾燥・寒冷化した惑星となったのか。ここでは、火星隕石に記録された火星の水の歴史を解読していく。

周回機探査による火星の水の探索および問題点
火星は地球から最も近い距離にある生命の存在条件を満たした惑星として、欧米を中心に数多くの探査研究が行われており、火星に関する我々の知見は近年、飛躍的に向上している。特に、Mars Express（ESA）や Mars
Reconnaissance Orbiter（NASA）などによる可視・赤外
分光観測により、約 30 億年より古い地質体※ を中心に多くの流水地形や多種類の含水粘土鉱物が広範囲にわた
り相次いで発見され、火星はかつてその表層に液体の水が存在しうるほど温暖で湿潤な環境であったことが示唆されている。一方で、現在の火星は極域に少量の氷が発見されているのみである。液体の水の存在は惑星気候の指標である惑星表面温度や大気組成に制約を与える。そのため，火星の H₂O の状態（氷・水・水蒸気）およびその総量が時代と共にどのように変化していったのかを

太陽系科学研究系

教授

臼井 寛裕 （うすい ともひろ）
知ることは、火星の環境史を理解するためにも必要不可
欠である。
火星にかつて存在した海（古海洋）の大きさに関しては、これまで地形データを基にした研究が精力的に行われてきた（図１）。特に、周回機探査から詳細な地形情報が得られるようになった 2000 年代以降、三角州などの地形情報を基に推定された海岸線の高度分布と、ク
レーター密度から得られた年代情報を組み合わせることで、古海洋の体積の時代変化を推定することが可能となった。しかしながら、このような地形学に基づいた推定は、地質記録が残されていない約 40 億年以前の海の情報や、固体として存在する氷に関する情報が得られな
いといった、手法上の限界が存在する。例えば、レーダー
サウンダーを用いた地下構造探査により、古海洋に匹敵する量の水が現在でも氷として地下に存在している可能性が示唆されているにもかかわらず、この地下氷の量に関しては全く制約が与えられていないのが現状である。
水（海洋・湖）および氷（極冠氷・地下氷など）を含めた火星の H₂O の総量の変遷を定量的に理解するためには、従来の地形学的研究とは独立したアプローチが必※地質体とは地質学的な構造体のことを示し、一般的には、岩石や土壌、化石などを含む地層や岩体などから構成される。過去の海底に連続的に蓄積された堆積層（例えばカルスト台地）や、一連の火山活動で形成された火山堆積層（ローム層）などが例として挙げられる。ちなみに、相模原市古淵には関東ローム層の露頭が見学できる場所がある。

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1

より、二次イオン質量分析計（SIMS）を用いた低汚染での水素同位体分析法を開発してきた（Usui et al. 2012,2015）。SIMS は酸素やセシウムなどを収束一次イオン源として用いることにより、局所領域（一般的には 10µm 以下）での高精度同位体分析が可能な装置である。この SIMS を用いることで、火星や地球上で生じた二次的変質部分を避け、未変質部分のみを局所分析することが可能となる。しかしながら、火星隕石は、火星から放出される際の衝撃（＞ 20
GPa）により生じた微細なクラック
図１ 火星の北極側からみた地形図。2 つの黒線は、異なる時代に存在した古海洋の海岸線を表し、が無数に存在する。従来、SIMS 分
時代により海水量が異なっていたことを示唆する（Head et al. 1999）。
析で用いる研磨片を作成する際には、試料硬化剤として石油化学系の樹脂を使用する。この石油化学系の樹脂が微細なクラッ要であった。火星は、多くの探査研究に加え、隕石試料
クに浸透し、SIMS 分析の際の最も致命的な汚染源となっが存在する唯一の惑星であり、またその火星隕石の試料た。そこで我々は、石油化学系樹脂の代わりに液体イン数は近年著しく増加している。隕石は火星上での産状がジウムを用い、真空下で試料を固定することで、樹脂か不明瞭であるという欠点があるものの、リモートセンシ
らの汚染の影響を取り除くことに成功した（図２）。
ングに頼らざるを得ない探査研究と比較し、実験室での詳細な岩石記載・化学分析により高精度の地球化学的情
隕石に記録された火星の水の歴史報を得ることが可能である。本記事では、火星隕石に含望遠鏡による分光観測や、火星探査車によるその場同まれる水の水素同位体（D/H 比）分析から得られた、「火位体分析により、現在の火星大気および表層水の D/H
星の水の歴史」に関する最新の知見を紹介する。
比は地球海水の約６倍という高い値が得られている。一隕石の水素同位体分析の課題と解決方法
方、我々によって開発された水素同位体分析法を始原的な火星隕石に適用することで、45 億年前の火星誕生時
水の主成分である水素の同位体は、海や氷床の蒸発おに火星マントルに取り込まれた水（初生水）が、地球海
よび水蒸気を含む大気の宇宙空間への散逸過程において
水と同様（～ 1.3 倍）な D/H 比を示すことが明らかと顕著な同位体分別を生じることから、惑星表層水の歴史なった（図３）（Usui et al. 2012）。このような火星史を知るうえで優れた化学的トレーサーである。一方、水を通じた D/H 比の大幅な上昇（地球海水の 1.3 倍から素同位体は二次的変質や分析時の汚染の影響を受けやす６倍）は、過去の大規模な海や大気の散逸の結果と考えいため、火星隕石をはじめとした地球外試料に関して信られている。なぜなら、海水や大気中の水蒸気の散逸過
頼性の高い分析が行われてこなかったというのが現状で程では、相対質量の重い重水素（D）よりも軽水素（H）あった。
が選択的に宇宙空間へ流出するからである。我々は、水
我々は、NASA およびカーネギー研究所との共同研究にWater in the
Solar System

Water Reservoirs in Mars

6

D/H (

2

図２

2

インジウムメタルに包埋された火星隕石試料（低汚染分析用）。隕
石の局所領域（<10 µm）から水素イオン（DおよびH）
を検出する。

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図３1chondrite

3

Proto-solar nebular

4

mantlecomet

5

Atmospheric watersubsurface ice??

7

exchangeable
near-surface water8

crustal water0

水素同位体プロット。（左）太陽系に存在する水と、（右）火星に存在する水の同位体組成の比較（Usui et al. 2015）。

宇 宙 科 学 最前線う結論に至った（図４）。近年（2015 年以降）
、地下帯
水（氷）層からの季節的な塩水の浸出で形成されたと解釈されている地質現象（Ojha et al. 2015）や、層厚 100ｍを超える地下氷そのものの露出が多数確認されるようになり（Dundas et al. 2018）、我々の予想した地下の水
素貯蔵層の存在に関する地質学的な証拠が積み上げられ
つつある。

今後の展開

図４

水素の地下貯蔵層の場所を表した火星の模式断面図（Usui et al.
2015）。過去に海洋があったとされる北半球の低地（図１）に（上）含水地殻、あるいは（下）凍土層として存在している可能性が高い。

素同位体分別効果を組み込んだ火星大気進化モデルを構築し、火星隕石から得られた約 45 億年前から近過去までの様々な時代における水素同位体データの解析を行った。その結果、火星の初期水量の半分以上が火星誕生後４億年間で宇宙空間へ流出したことが明らかとなった（Kurokawa et al. 2014）。また、我々の解析結果と、地形学から得られている古海洋の規模とを比較した結果、極域で確認されている氷の量をはるかに上回る量の水素が火星の地下に現存している可能性を示した。

火星の水の貯蔵層
火星地下の水素貯蔵層の検出を目指し我々が新たに着目したのは、火星隕石中に含まれる衝撃ガラスである。
衝撃ガラスとは、火星への小天体の衝突により形成されたものであり、その衝撃により火星大気・表土成分が混入していることが示唆されている。SIMS を用いた衝撃
ガラス分析の結果、火星表層水成分が、マントルに保持されている初生水とも火星大気中の水蒸気とも異なる、
中間的な水素同位体比（地球海水の 2-3 倍）を保持することが明らかになった（図３）（Usui et al. 2015）。また、我々の発表の約１カ月後、火星表層で探査を行っていたキュリオシティローバーにより、過去の湖底粘土堆
積物からも同様な中間的な水素同位体比（地球海水の３倍）が報告された（Mahaffy et al. 2015）。この中間的な水素同位体は、表層水（海・湖）や地下水からなる液体
水の循環が活発であった頃（約 40 億年前）の表層水の水素同位体比を反映していると考えられる。このことか
ら、我々は、当時の水循環により形成された含水層が現在においても地下に水素貯蔵層として存在しているとい我々の研究により、一見すると乾燥した砂漠のような惑星である火星に、現在でも大量の水素が氷（H₂O）あるいは含水鉱物（OH 基）として地下に存在していることが示された。水素は重要な生命必須元素のひとつであるため、この地下の水素を利用した火星生命が、紫外線や宇宙線の影響を逃れるかたちで存在している可能性が示唆される。
一方、今回のような隕石研究では、地下水素の分布を厳密に特定することはできず、レーダーなどを用いたグ
ローバルな地下リモートセンシング観測が必要となってくる。今後は火星サンプルリターンや火星有人探査といった、火星生命（あるいはその痕跡）の検出を第一目的とした探査が国際的に数多く計画されており、この研究成果がこれら探査計画の策定に強く反映されることが予想される。日本においても、現在、本格的な火星探査
プログラムが検討されており、2024 年の打上げを目指
す MMX（Martian Moons eXploration）、 そ し て 2030
年代の火星地下水圏・生命圏探査を今後 20 年のマイルストーンに見据えた検討が行われている（2017 Request
for Information、惑星科学会）。
注記１：本記事は筆者が『Isotope News』（2015 年 10月号、出版：日本アイソトープ協会）に寄稿した解説
論文（臼井、2015）をもとに、2018 年 10 月時点での最新の知見をもとに改定を加えたものである。
注記２：火星の水の歴史に関しては『Volatiles in theMartian Crust』（Elsevier 出版）の Chapter 4（Hydrogen
Reservoirs in Mars as Revealed by Martian Meteorites,by Usui 2019）に詳しい内容が書かれているので、ご興味がある方はご参考いただきたい。
文献情報
Dundas C. M., et al. (2018). Exposed subsurface ice sheets in the Martian midlatitudes. Science, 359(6372): 199-201.
Head J. W., et al. (1999). Possible ancient oceans on Mars: evidence from Mars
Orbiter Laser Altimeter data. Science, 286(5447): 2134-2137.
Ojha L., et al. (2015). Spectral evidence for hydrated salts in recurring slope lineae
on Mars. Nature Geoscience, 8(11): 829.
Usui, T. (2019) Hydrogen reservoirs in Mars as revealed by Martian meteorites, in“Volatiles In The Martian Crust” (Eds. Filiberoto J. and Schwenzer S. P.), Elsevier.
Usui T., Alexander C. M.O'D., Wang J., Simon J. I., and Jones J. H. (2015) Meteoritic
evidence for a previously unrecognized hydrogen reservoir on Mars. Earth andPlanetary Science Letters 410, 140-151.
臼井 寛裕（2015）Isotope news
https://www.jrias.or.jp/books/pdf/201510_TENBO_USUI.pdf
Usui T., Alexander C. M.O'D., Wang J., Simon J. I., and Jones J. H. (2012) Origin
of water and mantle–crust interactions on Mars inferred from hydrogen isotopes
and volatile element abundances of olivine-hosted melt inclusions of primitive
shergottites. Earth and Planetary Science Letters 357-358, 119-129.

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ISAS

事

情

嵐（？）の前も忙しい…
MINERVA-II1 分離、MASCOT 分離、タッチダウン

リハーサル、ターゲットマーカ投下と９月〜10 月は非
常に慌ただしい運用が続いていましたが、11 月になり運用は少し落ち着いたものになってきました。
10 月末、ターゲットマーカを投下した 3 回目のタッチダウンリハーサル（TD1-R3）の直後から、BOX-C
運用という探査機の高度を下げる運用を行いました。探査機は、高度 20 km のホームポジションにいるときにはホバリング運用をしていますが、ホバリングの状態のままその高度を下げていく運用が BOX-C 運用です。リュウグウに到着して最初に行った降下運用（７月 17 日～
25 日）が BOX-C 運用でしたので、今回は、２回目のBOX-C 運用となります。一方、ローバ、ランダ分離やタッ

図１ 3 回目のタッチダウンリハーサル TD1-R3 実施時に広角の光学航法カメラ（ONC-W1）で撮影されたリュウグウ表面の画像。矢印の先の白い点がターゲットマーカであり、赤い丸はタッチダウンの最有力候補地である L08-B の領域（直径約 20 ｍ）を示す。撮影日時
は 10 月 25 日 11：47（日本時間 ) で、撮影高度は約 20 ｍである。

チダウンのときの降下運用では、ホバリングではなくてより高度なナビゲーションの手法を用いています。
10 月 27 日より、
「はやぶさ２」は降下を始めました。
前回の BOX-C 運用では、約６km の高度まで降下しましたが、今回は高度約 5.1km まで降りる「BOX-C1」と、
高度約 2.2 km まで降りる「BOX-C2」の２段階の運用を行いました。
10 月 30 日、BOX-C1 運用としてレーザ高度計や光学カメラを用いた観測をしました。そして、更に高度を下げて BOX-C2 運用を行いました。BOX-C2 運用の目
的は TD1-R3 で投下に成功したターゲットマーカを撮
影して、その位置を正確に知ることです。ターゲットマー
カ・探査機・太陽が一直線に並ぶ位置めがけて探査機を降下させ、タイミングよくカメラをターゲットマーカの望遠の光学航法カメラ（ONC-T）で撮影したターゲットマーカ（矢印の先）とその周辺。2018年10月25日、11：50頃（日本時間）に高度 100 ｍ付近から撮影。
（画像クレジット：JAXA、東京大学、高知大学、立教大学、名古屋大学、千葉工業大学、明治大学、会津大学、産業技術総合研究所）

方向に向けて撮影をしました。撮影は成功し、白く輝くの引力と言ってもよい）を検討して、燃料消費量が最小ターゲットマーカを撮影することができました。ターゲッになるように工夫されたものになっています。合運用中

トマーカは確かに探査機を導いてくれそうです。その後、は軌道をモニターしながら必要に応じて軌道修正を行い

高度約 2.2 km まで降下したあと探査機は燃料節約のたます。

めゆっくりと上昇し、11 月５日にホームポジションに戻りました。

このように探査機の運用は落ち着いたものになってきましたが、プロジェクトメンバーの頭にあることは、タッ

11 月下旬から 12 月末までは「合運用」になります。

チダウンそして衝突装置（インパクタ）の運用です。図合とは惑星の配置で使われる「合」と同様に、地球から１に示されているように、ターゲットマーカはタッチダ

見て探査機が太陽に重なることを指します。探査機が太ウンの最有力候補地から５ｍほど離れたところに着地し陽に完全に重ならなくても、太陽からの離角（探査機−ています。このターゲットマーカを目印にしてタッチダ

地球−太陽がなす角）が３度以下になると、探査機とのウンできるのか、さらにもう１つのターゲットマーカを通信に影響が生じます。これは、太陽自体が強い電波源

より近くに降ろす必要があるのか、検討が続いています。

ですし、太陽の周りにはプラズマがあるためです。そこ

さらには、図２のようにターゲットマーカ周辺にも岩塊で合前後の期間は、探査機との通信ができないことを想は多く存在していますから、そもそもこの候補地点に着定して探査機を安全な状態で放置しておくことにします。

地できるのかという問題もあります。そして、タッチダ

これを合運用と呼んでいます。

ウンの後は、衝突装置の運用という世界初の運用が待っ

11 月 23 日、「はやぶさ２」はスラスタを噴射し、ホームポジションから秒速約 12 cm でリュウグウから離れ4

図２ています。これはタッチダウン以上にリスクのある運用と言ってもよいでしょう。

る方向（太陽方向）に移動を開始しました。リュウグウ

現在（12 月）は、タッチダウンや衝突装置の運用とから遠ざかる運用は今回が初めてです。「はやぶさ２」は、いう大変な運用の前の合運用ということで、「嵐の前の静最大で 100 km ほどリュウグウから離れて戻ってくる

けさ」かと思いきや、プロジェクトメンバーは相変わら軌道に乗りました。この軌道は、太陽の光の圧力（太陽ず忙しく活動を続けています。2019 年の新たな挑戦成輻射圧）、リュウグウの引力、そして太陽の潮汐力（太陽

功を願いつつ…。

ISASニュース 2018. 12 No.453（吉川 真）

水星磁気圏探査機「みお」の初期チェックアウト、無事終了！
国際水星探査計画 BepiColombo の水星磁気圏探査機「みお」、水星表面探査機 MPO および電気推進モジュー
ル MTM は 2018 年 10 月 20 日 の 打 上 げ 後、58 時
間にわたるクリティカルな初期フェーズを経て、NECP（Near Earth Commissioning Phase）とよばれる近地球チェックアウトフェーズに移行しました。このフェー
そして「みお」の初期チェックアウトを行います。

バス部のチェックアウトが一段落し、ESOC の管制室で記念写真（JAXA、
NEC、ESA、Airbus DS の運用関係者）。一緒に水星を目指す頼もしい仲間たちです（前列左から２番目が筆者）。

ズでは、MPO・MTM のサブシステム、MPO の観測機器、「みお」、MPO、MTM は結合した状態で水星軌道まで試験や運用訓練で何度も練習したかいがあり、手順を非巡行しますが、この間「みお」が生成するデータは MPO

常に順調に進めることができました。

のテレメトリの一部として地上に送信されます。MPO と「みお」は 2015 年４月に日本を出発して以来、打上げの通信には、
ESA が所有するマラルグエ局（アルゼンチン）まで実に３年半を海外で過ごしています。この間、何度もが主に使われます。MPO テレメトリは、BepiColombo

電気試験を実施しましたが、関係者全員がその都度現地の運用を行うドイツの ESOC（欧州宇宙運用センター）に行けないため、海を越えて伝送されるテレメトリを日本に 送 ら れ、 そ の 中 か ら「 み お 」 の デ ー タ を 抽 出 し て

で確認していました。
「海外」が「宇宙」になっただけで、

JAXA の地上系システムに配信しています。ISAS の運用

どこか遠くから届くデータを淡々と確認することに変わり室はもちろんのこと、ESOC の一室にも必要な機器を設はないのですが、-110℃を示す温度データや日々長くな

置しテレメトリを確認できるようにしました（表紙写真）。
コマンドは ESOC の管制室から送信します（筆者の持る伝搬遅延時間が、「みお」は確かに宇宙にいてしかもず
いぶん遠くにいるんだなぁと実感させてくれます。

ち場はこの管制室です）。ISAS の運用室と連絡を取りつ「みお」の初期チェックアウトは 11 月 26 日に完了

つ、ESOC のオペレータにコマンドの送信指示を出してし、探査機に異常がないことが確認できました。次回はいきます。11 月６日に「みお」に電源を投入し、慎重2019 年春～夏（予定）の観測機器詳細チェックアウトに各機器のチェックを進めました。日本／ドイツの２拠です。それまで「みお」の運用はしばしお休みとなりま

点にメンバーを配置し連携して進めるこの方法は、地上す。

（関 妙子）

火星衛星探査計画（MMX）の検討状況
火星衛星探査計画（Martian Moons eXploration：
MMX）は、世界初の火星衛星からのサンプルリターン
ミッションです。火星衛星の起源の解明、惑星形成過程と物質輸送への制約、火星圏進化史への新たな知見の獲得とともに、宇宙工学を先導する航行・探査技術の獲得をミッションの目的として掲げ、2024 年度の打上げを目指し検討を進めています。

NASA MEGANE チームと JAXA MMX チームとの議論の様子。

今年度に入り、MMX ミッション特有の新規性の高い

CNES と DLR が共同で開発することが合意されました。

技術課題（着地ダイナミクス、誘導制御、画像航法、運

この発表は 10 月１日～５日にドイツ・ブレーメンにて開用など）の克服を目的とした探査機システムの検討を、催された International Astronautical Congress（IAC）

システムメーカー２社による同時並行で実施しています。

において行われ、主要な欧米宇宙関連メディアでも取り

毎週１回の各社の全体進捗確認会、新規性の高い項目の上 げら れ まし た。ま た、11 月６、７日には NASA の分科会、メーカーと JAXA 間での各種要求仕様書のすりMEGANE（Mars-moon Exploration with GAmma

合わせを定期的に実施し、11 月末にシステム検討結果

rays and NEutrons）チームが相模原キャンパスを訪れ、の最終報告を行う予定です。この後に、探査機システム

MMX チームとの間で搭載予定の観測機器についての深メーカーの競争的選定プロセスを開始する予定です。

い議論が行われました（写真）。

MMX は国際協力プロジェクトであり、多くの海外機関

ミッション機器は概念設計を完了し、要求仕様の策定と協力してプロジェクトを進めています。その一環としが行われました。その後、競争契約が必要ないくつかのて 10 月３日に、フランス国立宇宙研究センター（CNES）、

ミッション機器は技術評価専門部会に評価内容を附議し、ドイツ航空宇宙センター（DLR）とともに「MMX にお了解されました。それを受けて、メーカー選定プロセス

ける協力に関する共同声明」を発表しました。
「はやぶさを開始して開発メーカーを順次決定しています。今後は２」に搭載した小型着陸機“MASCOT”の次のステッ開発メーカーが主体となって予備設計を進めていくことプとして、MMX 探査機に搭載する小型ローバについてになっています。

（川勝 康弘）

ISASニュース 2018. 12

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ISAS

事

情

「たんぽぽ」３年間の曝露実験を終了、捕集実験では小惑星起源の塵を同定
小惑星リュウグウに関する新発見が「はやぶさ２」から次々に報告されている昨今ですが、もう一つのサンプ
ルリターンが国際宇宙ステーション（ISS）にて進行中です。予算規模は「はやぶさ２」の１％にも遠く及ばな「たんぽぽ」捕集パネルで捕まった小惑星起源宇宙塵の断面画像。
提供：野口 高明（九州大学 ）、 矢 野 創（JAXA ／ISAS）

いですが、日本初のアストロバイオロジー宇宙実験である「たんぽぽ」計画です。極限環境微生物や有機物試料を宇宙環境に曝して、その生存率や化学変化を調べる
10 cm 角の曝露パネル３枚と、宇宙塵などの固体微粒子を捕らえる同サイズの捕集パネル３ダースが、2016
年以来毎年地球へ持ち帰られ、全国の共同研究者によって分析が進められています。
曝露実験では、2015 年５月から曝露パネル３枚を同

ら 486 日間）
、三軸制御の ISS の進行面、常に地球と反時に宇宙に曝しました。そして 2016 年６月には 384

対を向く宇宙面、ISS 進行面から見て与圧部と反対の面

日間曝露した初年度試料を、2017 年７月には 769 日の三方向に曝露されました。続く二年度試料の 12 枚は間曝露した二年度試料を、2018 年７月には 1,126 日間

2016 年６月からの 385 日間、三年度試料の 12 枚は曝露した三年度試料を、それぞれ無事回収しました。初2017 年７月からの 357 日間、共に同一条件で曝露さ年度試料では１年間の宇宙曝露後の微生物の生存が確認れました。最後の四年度試料は進行面に１枚だけですが、され、成功基準のミニマムサクセスを達成しました。３2018 年 7 月以来、現在も曝露中です。初年度試料の年間の試料全てが地上に戻った今後は、最高・最低温度、初期分析では、衝突痕の立体形状の解析から ISS 構体に

紫外線照射量、放射線照射量の変化データを指標として、

よる二次衝突放出物と遮蔽の効果を補正することで、宇ISS 与圧部内および地上に保管された対照試料と比較す

宙塵による衝突の一部が識別されました。二年度試料のることで、地球低軌道での極限環境微生物の死滅曲線や初期分析では元素・鉱物分析から小惑星起源の宇宙塵が有機物の経年変化を解明し、フルサクセスを達成します。

同定され、成功基準のミニマムサクセスを達成しました。

一 方 の 捕 集 実 験 で は、 初 年 度 捕 集 パ ネ ル 11 枚 が今後、宇宙塵の地球降下量の経年変化を導出して、この2015 年 5 月から 384 日間（一部は 2015 年 11 月か

課題でもフルサクセスを達成する見込みです。（矢野 創）

川田 光伸さんの想い出
川田 光伸さん（宇宙物理学研究系・准教授）が、約２年に及ぶ闘病の末、2018 年９月５日に 54 歳の若さでこの世を去られました。私が川田さんと出会ったのはもう 30 年前、名古屋大学 U 研赤外線グループの大学院生だった彼と、観測ロケット実験に一緒に関わった時でした。そのときからこれまで、IRTS、「あかり」、そして SPICA と、私はずっと川田さんと共に仕事をしてきました。川田さんの緻密かつ精巧な技術力や文章力に随分と助けられてきました。今は喪失感に呆然とする日々です。
11 月 10 日に、「川田光伸さんを語る会」を開催しました。全国各地から川田さんを慕う 80 名以上の方が集まり、川田さんの業績を偲ぶと共に、たくさんの想い出を語り合いました。川田さんは、「あかり」の観測装置の一つ「遠赤外サー
ベイヤー（FIS）」開発の取りまとめ役として、チームの進むべき・やるべき方向を示し、その中でメンバーそれぞれの出来ることをさせるよう計らっていました。FIS が観測装置として形になり、全天サーベイを成し遂げることが出来たのも、川田さんの存在があってのことでした。当時の若手メンバーによると、開発は連日深夜に及ぶこともあって大変だったものの、川田さんの人徳のおかげで全く辛く感じた記憶がなかったのだそうです。川田さん自身は一見おっとり飄々とした雰囲気で、チームの皆を癒やしてくれるような人柄ですが、実はしっかりとした信念を持っていて、特にものづくりについて妥協を許さないところが尊敬を受けていました。
川田さんは、学生をとても大切にしていました。名古屋大学講師時代には多くの学生の指導を行い、その誠実な優しい人柄から大変慕われていました。そして奥様によると「未来を担う子どもが大事だ」が口癖だったとのこと。私たちは、
川田さんの遺志を未来につなげていきたいと思います。

6

ISASニュース 2018. 12 No.453（松原 英雄）

連

載

第９回

ます。 殿、お宝をいただきます。
リュウグウの乙姫殿、お宝をいただきリュウグウの乙姫上

近日 参

近日 参上 「はやぶさ２」「はやぶさ２」「はやぶさ２」

H AY A B U S

A2す。

殿、お宝をいただきま

リュウグウの乙姫

近日 参上
H AY A B U S

A2

H AY A B U S A 2

サンプラホーンを見守る眼
10 月に実施したタッチダウン（TD）リハーサルは大成功を収め、ターゲットマーカーも無事にリュウグウ表面に置いてくることができました。
この機会に小型モニタカメラ（CAM-H）の連続撮像リ
ハーサルも実施し、こちらも大成功、カッコイイ連続画像を取得することができました。本来は、タッチダウン
直前の自由落下開始時に撮像をスタートし、TD の瞬間を１秒に１枚の頻度で撮像する計画ですが、リハーサルでは本番とは異なり、上昇⊿ V 実施直後から撮像をスタートしました。
結果は「はやぶさ２」ホームページにて公開しております※１。サンプラホーンと共にリュウグウの石などがはっきり写っている画像を見たときには、本当に興奮しました（図）。
さて、ここにきて悩んでいることがあります。CAM-H
は本体の影の中にあるホーンを綺麗に撮るために LED の照明を備え、カメラの設定も決めていました。この条件
で撮るとホーンがはっきりと写るし、人の目では見えない LRF-S2 ※２のレーザー光も写すことができます。ただ、非常に暗いものを撮ろうとしているので背景にあるリュウグウ表面は真っ白になってしまいます。
※１

今回はリハーサルと い う こ と も あ り、
リュウグウ表面が撮れる設定にしたのでホーンは影絵のように写っています。これはこれでカッコイ
イのですが、これでは TD の 瞬 間 の ホ ー 図 TD リハーサル（2018 年 10 月 25 日）
で撮像した高度 20 ｍからの画像。
ンの様子がわかりません。当初の計画通り、ホーンが写る設定にして表面を諦めるか、
それとも表面に合わせた設定にするか、得られたデー
タをよく解析してから決定し、本番に臨みたいと思います。
下の橘さんの記事でも触れられていますが、この夏、サンプラを一緒に開発した岡本さんがご逝去されました。
自分が携わった装置の出番を待ち望んでいたことと思います。この場を借りてご冥福をお祈りいたします。
CAM-H はサンプラホーンを見守り、TD の瞬間を捉えるのがその役目です。彼女の想いと共に TD 本番、サンプラの晴れ舞台を見守りたいと思います。
「はやぶさ２」CAM-H 担当 澤田 弘崇（さわだ ひろたか）

http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20181030_TD1R3_CAMH/※２

http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20180905/

リュウグウの声を聴くために「はやぶさ２」が小惑星リュウグウに到着して、５カ月あまり経過しました。年が改まったら、いよいよ着地しての試料採取です。これまでの観測から、リュウグウは全球的に水を含んだ鉱物が少ないこと、地球上の多くの隕石
より黒いことなどがわかってきました。着陸機 MASCOTの表面観測・分析データももうすぐ全容が見えてくることでしょう。採取されるリュウグウ表面の試料の分析は、リュウグウの声を聴いて、観測から得られる地質情報を、
物質科学の観点から理解するためのインタビュアーの役
割を担います。また、試料分析を通じて、太陽系の歴史
をその起源まで遡ることや、地球の海や生命の材料の供給源として、水や有機物を含む可能性のあるＣ型小惑星が果たした役割を明らかにすることをめざします。
リュウグウの声をよりよく聴くために、試料を可能な限り多く、綺麗な状態で持ち帰ることをめざして、先月も紹介されたように、「はやぶさ２」サンプラには、理学の観点から検討・開発した新たな要素が加わっています。
リュウグウ表面試料に出合うことは当然楽しみですが、多くの議論や試験の末にできあがったサンプルコンテナに再会するのも楽しみにしています。
リュウグウの表面は岩塊だらけで、イトカワのミューゼ
スの海のように細かな粒子に覆われているというわけではなさそうです。とはいえ、弾丸発射型の「はやぶさ２」
サンプラはあらゆる表面状態に対応できる設計になっており、試料採取は問題なく行われると期待しています。弾丸発射部の開発のための基礎実
験も数多く行いました。その実験を中心になって進めてくださった岡本 千里さんが今夏ご逝去されたことを、この誌面をお借りして、お伝えしブレーメン大学 ZARM 微小重たいと思います。衝突の専門
力実験施設落下塔でのサンプラ
試験の準備をする岡本 千里さん
家である彼女のおかげで様々 （2011年７月 19 日撮影）。
な実験が進み、サンプラは完成しました。試料採取をともに見守ることができないのが残念で仕方ありません。開発のなかで彼女が得たデータ
は、衝突の科学としても、「はやぶさ２」探査としても重要なものです。彼女に代わって、それを世に出すことをひとつの供養としたいと思っています。岡本さん、これまで本当にありがとう。サンプラの出番はもうすぐだよ。
「はやぶさ２」サンプラ・試料分析担当 橘 省吾（たちばな しょうご）

ISASニュース 2018. 12

No.4537

「はるか」搭載の大型展開アンテナが、
電子情報通信学会マイルストーンに認定
宇宙科学研究所 名誉教授

JAXA 名誉教授

三浦 公亮 （みうら こうりょう） 高野 忠 （たかの ただし）
電波天文衛星「はるか」に搭載され、スペース VLBI ※に供された大型展開アンテナが、電子情報通信学会マイル
ストーンの第１号の一つに認定されました。これは、我々の社会や生活、産業、科学技術の発展に大きな影響を与えた研究開発の偉業を選定するために、2017 年に制定されたものです。この事実は、皆様に余り知られていないよう（ａ）収納状態

なので、ここに紹介したいと思います。なお顕彰板は、研究所内の展示棚に飾られております。

（ｂ）展開状態「はるか」は工学試験衛星であり、その目的の一つが大型搭載アンテナの開発でした。そのスペックは、（１）展開時最大直径 10 ｍ、収納時は直径２ｍ以下、（２）周波数
図 「はるか」搭載の大型展開アンテナの外観と展開の様子。

1.7 ～ 22 GHz と厳しい。
その時代、世界で最大級のアンテナの代表は、ATS-6
搭載の Wrap-Rib Antenna で、メッシュ面を、放射状の48 本のリブで支える、傘のようなデザインでした。この種のデザインでの問題は、リブで支えられる膜面のやせ馬のあばら骨の形状です。その結果は、ガウスの曲率正のパラボラ面を、ガウスの曲率負のメッシュ面で構成するという矛盾を含みます。それを避けるにはさらに多数のリブを必要とします。
筆者の一人（三浦）は、この問題について、「ガウスの曲率ゼロの平面で近似した方がまし」とし、それを可能とす
る、テンショントラスという新しい展開アンテナ構造のコ
ンセプトを提案しました。このパラボラ鏡面は、６本の伸展マストで 5,800 本のケーブルに張力を与えて形を作ります。その上に金属線メッシュの三角形平面を構成し、電波反射面とします。これを折りたたんだ状態では、縮めたマストで大きさがほぼ決まりますから、収納から展開の効率が良いのが特長です。テンション（ケーブル）トラスのコンセプトは、ETS-8 や、AstroMesh アンテナに受け継がれています。
勿論、新しいコンセプトの実現には多くの新しい問題を解決しなければなりませんでした。最大の問題は多数のケーブルの、打上げ時、展開時の挙動です。そこで、所内外の専門家に知恵を出していただき、解決していきました。この時点で皆さんに見ていただきましたが、「本当に開くのか？」という意見が多かったのは、絡み防止がいかに難しいか認識されていたためと思います。
電気特性から見ると、三角形面素で近似したパラボラ反射鏡面からの放射波計算法や、極細の金属線を日本古来の織物技術で織ったメッシュ反射面の反射率測定法などで、工夫しました。アンテナの放射特性確認では、アンテナ近傍の電界を測定し、それから遠方パターンに変換する方法を採りました。そのため専用の測定設備と解析ソフトを構築しました。
このようにして、アンテナを搭載した「はるか」は、1997 年２月 12 日に M- Ⅴ型ロケット１号機で内之浦から打ち上げられました。最初のアンテナ展開では、ロックが確認できませんでした。どうも金属メッシュに、折りたたみ癖がついてしまったためのようです。そこで１日太陽光で甲羅干しをして、しわを伸ばしたところ、ロックの信号が返ってきました。２月 28 日のことです。
それから天体を電波源として、アンテナ特性を測定しました。22 GHz を除いて、1.7 GHz と 4.8 GHz について
は予定通りの特性を確認でき、以後貴重なスペース VLBIのデータが取れたことは、工学担当の誇りとするところです。そして、「はるか」は 2005 年まで運用を続けました。
振り返ってみると、大型アンテナ開発には機械技術と電気技術の融合が必要です。研究所内の両担当者の協力は、不可欠であることが実感されました。反面各分野の基礎研
究が、比較的長い時間をかけて行われたことも重要です。
またこのアンテナは、ニーズ（理学系）とシーズ（工学系）の協力がうまくいった好例とも言えます。ニーズだけでは
絵空事になるし、シーズだけだと役に立たない研究ということになります。このような様々な協力関係ができることが、宇宙科学研究所の強みでしょう。
※スペース VLBI：複数の大型アンテナの一方を宇宙に打ち上げて、アンテナ間の距離すなわち観測の分解能を上げる VLBI 技術。

ISASニュース No.453 2018年12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

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ISASニュース 2018. 12 No.453

編 集 後 記
今月号も８ページの限られた紙面に火星、小惑星、水星など話題が満載でした。記事を読んで初めて知ることもたくさんある。
今月号からは、昨今のどのミッションも国際的に展開され実現されていることを強く感じた。
（清水 敏文）＊本誌は再生紙（古 70％）、
植 物 油 イン キ を 使 用しています。