ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

2021

News

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No.486（上）金星スイングバイを行う「ベピコロンボ」水星探査機のイメージ図。
©ESA/ATG medialab（右）2 回目の「ベピコロンボ」金星スイングバイ時、最接近直後に撮影された金星の姿。推進モジュール（Mercury Transfer Module: MTM）に搭載されているモニタリングカメラ（MCAM- 3）によって 2021年 8 月10日13時 57 分 56 秒（UT）に撮影された。水星表面探査機（Mercury Planetary
Orbiter: MPO）の本体およびハイゲインアンテナが映り込んでいる。
©ESA/BepiColombo/MTM

The Forefront of Space Science

宇宙
科学
最前線

高効率な熱エネルギー輸送技術
ループヒートパイプ
宇宙飛翔工学研究系

テニュアトラック特任助教

小田切 公秀（おだぎり きみひで）

アルコールで手を消毒するとひんやりと感じたり、暑い日するエネルギー保存によって宇宙機の温度は決定されます。

に冷えた飲み物の周りに水滴が付いたりと、身近な現象であ投入軌道や姿勢制御によって異なりますが、例えば地球周る蒸発と凝縮。これらの流体の潜熱が関わる現象を利用する

回軌道上では太陽光が直接当たる箇所は＋100℃以上、太陽ことで、非常に効率的に熱を運ぶことができます。地球上で光が直接当たらず深宇宙を向いた箇所では －100℃以下と、身近なこれらの現象を用いた熱制御技術が、将来の宇宙科学

とても大きな温度差にさらされます。大気が存在しないた

衛星・探査機の熱制御システムを大きく高効率化させること

めに熱の移動が起こりにくく、さらに宇宙機にとって極端が期待されています。本稿では、宇宙の熱環境と熱制御技術に暑い／寒いという厳しい熱環境において搭載機器を適切の概要、高効率な宇宙用熱輸送技術として国内外で注目をな温度範囲に保ち、ミッションを成功に導くことが熱制御

集める気液二相熱流体デバイスのループヒートパイプ（Loopシステムの役割です。

Heat Pipe : LHP）について、筆者の研究内容を交えながらご紹介します。

ミッション高度化に向けた宇宙機熱制御技術の課題

宇宙機の熱制御技術は大きく分けて、多層膜断熱材やラジエーターなどの「ふく射熱制御」、ヒーターやペルチェ素子などの「発熱・冷却制御」、サーマルストラップなどの「伝導熱制御」、そしてヒートパイプや機械式冷凍機などの「熱・流体制御」に分類されます。宇宙機の熱制御システムは、宇宙機がさらされる熱環境は過酷です。外部からの熱入力

ミッションの投入軌道および姿勢制御、搭載機器、電力リ

は、太陽光、太陽光が惑星表面ではね返った反射光、および

ソースによって完成させる絵が変化するパズルのようなもの

惑星表面からの赤外放射です。また宇宙機表面からは、2 . 7 K

で、各ピース（要素技術）を組み合わせ、ミッション要求にの深宇宙へのふく射放熱があります。宇宙機外部との熱の対していかに最適かつ信頼性の高い熱制御システムを組み上やり取り、宇宙機内部での搭載機器からの発熱の間で成立

げるかが重要です。近年では、ミッション高度化に伴う搭載

ISASニュース

2021. 9No.4861

機器の高発熱密度化や、宇宙機小型化による機器の高密度実装要求の高まり、探査・科学ミッションの多様化などによって、熱制御システムに対する要求は厳しさを増しています。

高熱流束での多孔質体界面熱輸送メカニズムの解明とLHP応用

このため、将来の熱制御システム、宇宙科学・探査の新しい

熱伝達性低下メカニズムを明らかにするにはどうすれば良絵を完成させるためには、不足するであろう重要なピースがいでしょうか？熱の流れを理解するには温度分布を捉えら何かを見極め、それらの研究開発を進め、技術レベルを上げれる赤外観察、相変化現象を理解するには液体と気体の境ることがとても大切なのです。

界（気液界面）の動きを捉えられる可視光での観察が有効ででは、その重要なピースは何か？ここでは「熱・流体制御」

す。先行研究で赤外・可視それぞれの波長領域の観測結果のに焦点を当てていきましょう。宇宙機内部の発熱は最外部の報告例はあったものの赤外・可視を組み合わせた観察や、現

ラジエーターで放熱されますが、高密度に機器が搭載された象が生じる実スケール（数μm ～数十μm）での観察例は無場合、熱の発生源から放熱部までいかに効率よく、省電力でく、現象理解には至っていませんでした。そこで筆者含む研熱を運ぶかが重要になります。そこで将来の熱輸送技術とし究チームで、マイクロスケール赤外・可視観測装置を構築し、て期待され、国内外で活発に研究が進められているのが、内蒸発器内部を模擬した試料表面の熱輸送現象の観察から研究部に封入された流体の蒸発と凝縮を利用して熱エネルギーをに取り組みました。

運ぶ、「気液二相熱流体デバイス」です。代表的なものとし観測装置のアイディア自体は比較的シンプルなものであって、1964 年に米国で技術実証され、これまでに宇宙利用実たため、研究開始当初は楽観的に考えていたものの、実に約績も多数あるヒートパイプが挙げられます。近年研究開発が2 年もの間、装置構成や計測条件、試料を変えては上手くい進められている次世代技術としては、ループヒートパイプ

かない試行錯誤の日々を過ごしました。熱伝達を担う支配因（Loop Heat Pipe : LHP）、自励振動ヒートパイプ（Oscillating

子や熱伝達特性が著しく低下するメカニズムなどの手がかり

Heat Pipe : OHP）、そして気液二相メカニカルポンプループが得られず、研究者としては楽しくも苦しい日々を過ごして（Two-Phase Mechanical Pumped Fluid Loop : TPMPFL）が 挙

いた中、未だに忘れられない瞬間があります。ある時、可視げられます。これらの次世代技術のうちの 1 つ、LHPについ

光観察で意図せず視野がほとんど暗くなる光源設定になってて、動作原理と最新研究成果を以降、紹介します。

しまったことがありました。暗いと当然得られる情報も少な

ループヒートパイプの動作原理と特性いと考え、それまで検討すらしていなかった条件だったので

図 1にLHPの基本構造を示します。LHPは受熱部の蒸発器、気溝の内部）に蒸発器容器と多孔質体を繋ぐ影がうっすらとすが、画面を見るとそれまで着目していなかった観察領域（蒸放熱部の凝縮器、液量を調整する補償室、これらをつなぐ蒸

見え、さらに熱伝達性能が著しく低下する熱流束条件でその気管、液管から構成されます。宇宙用LHPには作動流体とし影がはじけるようにして消失する過程を観測したのです。初て、アンモニアが多く用いられます。蒸発器内には、流体のめて実験中に鳥肌が立ちました。これが、蒸発器の熱伝達特駆動源となる毛細管力を生み出す多孔質体があり、蒸発器へ性が急激に低下する要因を捉えることに成功した瞬間でした。

熱が加えられると、封入された液体が多孔質体表面で蒸発し、蒸気管を流動します。凝縮器まで到達した蒸気は、液体へと凝縮し、このとき放熱します。液体は液管を通って蒸発器、補償室へと戻ります。LHPは蒸発器の多孔質体で生じる毛細管力のみを駆動源とすることから、電力を用いることなく長距離・大量熱輸送が可能であり、動作特性の重力依存性が小さいといった宇宙機にとって魅力的な特徴を有します。LHPは、これまで国内外の多くの宇宙ミッションで実績を積んできました［1- 3］。しかし長年、研究者・技術者を悩ませてきた課題もありました。そのうちの 1つが、機図 1：ループヒートパイプの基本構造

器からの発熱密度が高まった条件で生じる蒸発器の著しい熱伝達性能の低下でした。
図 2 に負荷熱流束（単位面積当たりの発熱量）に対するLHP蒸発器の温度変化を模式的に表した図を示します。LHPの熱輸送限界は、原理的には駆動源となる蒸発器多孔質体の最大毛細管力によって決定されます。しかし実際には、ある熱流束を境に蒸発器熱伝達特性が著しく低下し、急激な温度上昇が生じることが実用上の動作限界を決定していました。性能理論限界までLHPの能力を引き出し、高熱流束条件での動作信頼性を上げるために、この現象のメカニズム解明が必要不可欠です。

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ISASニュース

2021. 9No.486

図 2：負荷熱流束に対する蒸発器の温度変化の例

The Forefront of Space Science

宇宙科学最前線

図 3：蒸発器内の 3 種の熱流動様式

この現象をより明瞭に観測できるよう光源を改良し、こ宇宙科学・探査ミッションにおいて、熱制御システムは外の影が熱伝達において重要な役割を担う液架橋であるこには見えにくい「縁の下の力持ち」のような存在でしたが、と、液架橋が消失することが性能低下の本質的要因である

熱的な厳しさが増す将来ミッションにおいてはその方向性ことを明らかにすることができました。また多孔質体熱流を決定づける存在になると考えています。多様化するミッ動現象は図 3 に示すように、Mode A：低熱流束時、液架橋

ションを高次に実現するために、不足するパズルのピース

表面において薄液膜蒸発が生じる様式、Mode B：中熱流束を生み出すことにとどまらず、将来の宇宙科学・探査の絵

時、液架橋表面の薄液膜蒸発と核沸騰現象が共存する様式、自体を大きく変えられるような新たな熱制御技術を生み出Mode C：高熱流束時、液架橋が消失し多孔質体内部の気液すことが、1 人の宇宙機熱屋としての夢です。最後に本稿で界面で蒸発が生じる様式の 3 種の様式に分類できることを明紹介した研究に関してお世話になりました、名古屋大学のらかにしました。さらに上記の分類は、多孔質体の特性（熱長野 方星教授、岡 智絵美助教、豊橋技術科学大学の西川原

伝導率、細孔半径、浸透率）によらず適用可能なこと、伝熱理仁助教、長崎大学の近藤 智恵子教授に厚く御礼申し上げ

促進効果の高い薄液膜蒸発と核沸騰を共存できる界面構造ます。

を形成することで、従来よりも 5 ～ 6 倍高い熱伝達性能が得られることを明らかにしました［4］。
また薄液膜蒸発理論に基づく熱流動モデルを構築し、（1）
熱伝達の効率が非常に高くなる薄液膜が形成される固気液
三相界線領域の増大と、（2）蒸発器容器・多孔質体と作動流＊

体間の濡れ性 の向上が、LHP高性能化の指針であることを示しました。これらの理論的予測は、マイクロスケール赤外・可視観測装置を用いてそれぞれ要素技術レベルで実証しました［5、6］。 さらに、
（1）の基礎的知見をLHPに適用し、蒸発器製作技術とシステム熱流動設計の制約の中で固気液
三相界線領域を最大化した結果、LHPシステムレベルで実用上の動作限界を大きく向上させ、従来に対し約 2 倍の 18 . 2
W/cm 2 の高熱流束条件での熱輸送を達成しました［7］。 こ
れらの成果は、従来は用いられることのなかった高熱流束領域でのLHPの宇宙機適用を可能にすることや、想定外の高密度発熱事象から宇宙機を守ることなど、熱制御システムとしての信頼性向上につながることが期待できます。これから技術成熟度レベルを向上させるなど課題はありますが、将来の宇宙機熱制御を担う、パズルの重要な 1 ピースとなることを確信しています。

おわりに
本稿では宇宙用熱輸送デバイスの 1 つであるループヒー
トパイプの最新の研究成果について紹介しました。従来の参考文献[ 1 ] J. Ku, “ Operating Characteristics of Loop Heat Pipes, ” Proc. of 29 thInt. Conf. on Environmental Systems , 1999 - 01 - 2007 , 1999
[ 2 ] H. Nagai and S. Ueno, “ Performance Evaluation of Double-condenser
Loop Heat Pipe Onboard Monitor of All-sky X-ray Image (MAXI) in
Thermal Vacuum Testing, ” Proc. of 35 th Int. Conf. on Environmental
Systems , 2005 - 01 - 2939 , 2005
[ 3 ] A. Okamoto, J. Melendez, and F. Romera, “ Loop Heat Pipes for
ASTRO-H/SXS, ” Proc. of Int. Conf. Environmental Systems , ICES-2017349 , 2017
[ 4 ] K. Odagiri, M. Nishikawara, and H. Nagano, “ Microscale infraredobservation of liquid-vapor interface behavior on the surface ofporous media for loop heat pipes, ” Applied Thermal Engineering ,Vol. 126 , 1083 - 1090 , 2017
[ 5 ] K. Odagiri and H. Nagano, “ Characteristics of phase-change heattransfer in a capillary evaporator based on microscale infrared/visible
observation, ” International Journal of Heat and Mass Transfer , Vol.
130 , 938 - 945 , 2019
[ 6 ] C. Oka, K. Odagiri, and H. Nagano, “ Effect of wettability of a porous
stainless steel on thermally induced liquid-vapor interface behavior ” ,Surface Topography :Metrology and Properties. Vol. 5 ( 4 ), 044006 ,2017[ 7 ] K. Odagiri and H. Nagano, “ Investigation on liquid-vapor interface
behavior in capillary evaporator for high heat flux loop heat pipe, ”
International Journal of Thermal Sciences , Vol. 140 , 530 - 538 , 2019
＊濡れ性は、液体と固体の間の濡れやすさを表す指標である。液体・固体間の接触角で定量的に表される。例えば雨傘にみられる撥水表面は、接触角を 90°以上に大きくすることで、濡れにくい状態を作っている。

ISASニュース

2021. 9No.4863

ISAS 事 情
X線分光撮像衛星（XRISM）の開発進行中世界の多くの科学者、技術者、他関係者が協力し、不断の努力を続けて、2022 年度の打上げを目指し、XRISMの開発と科学運用の準備が進んでいます。本稿ではXRISM開発の進捗をご報告します。
まず、衛星の基本機能を実現するためのバス部は、NEC府中事
業場にて、ほぼ全てのコンポーネントを構体へ取り付け、電気配線を完了したあと、衛星構体を大型スペースチャンバ内に入れ、高温ベーキングを実施しました（高温ベーキングは、使用している材料が含有しているガスを排出させるための工程です）。
そして、府中から、JAXA筑波宇宙センター総合環境試験棟（SITE）に搬入されました。NASAが開発しているX線集光ミラー（XMA）
を保持するための巨大構造物である固定式光学ベンチ（FOB）も
SITEに到着し、現在、XMAの到着を待っているところです。
次にミッション機器ですが、XRISMには、超高分解能分光観測を行う軟X線分光装置（Resolve）と広視野のCCDで撮像観測を行う軟X線撮像装置（Xtend）が搭載されます。
Resolveでは検出器を 50 mKの極低温に冷却します。デュワー
を中心とする冷却システムは、住友重機械工業新居浜工場での組立てを完了。現在はSITEで試験中です。苦労の甲斐があって、8 月中には規定の温度に冷却し維持できること、要求される分解能が得られることが確認でき、開発メンバーはホッと安堵しました。今後、振動試験などの機械環境試験、更なる機能性能試験、運用試験を行う予定です。
Xtendは現在、三菱重工業名古屋誘導推進システム製作所にて組立試験を行っており、CCD画像の評価などを実施中です。

筑波宇宙センターに到着した固定式光学ベンチ（FOB）

同時に、科学運用の準備も進めています。日米欧の科学者が協力して、打上げ直後のPerformance Verification Phaseで観測する天体の選定を行うとともに、観測対象ごとのチームを編成
し、活動を開始しました。
衛星による観測を支える地上システムについては、衛星管制やデータ処理を行う各系内の試験、系間の接続試験を順次実施
しています。
開発状況はXRISM公式ツイッター（@XRISM_ jp）でも報告しています。フォロー、お願いします。
（前島 弘則）SLIM、いよいよフライトモデルの試験へ
小型月着陸実証機SLIMは、月面上の狙った所に降りるための「ピンポイント着陸技術」を開発・実証すること、併せて小型軽量化技術を開発・適用すること、この 2 つを大きな目的としたプロジェクトです。これまでは難しかった「降りたいところに降りる」を実現するために、着陸の正確さを、これまでの数km ～ 10数km程度から一気に100 m級にまで高めようとしています。
2016 年 4 月 か らJAXAプ
ロジ ェ クト となったSLIMですが、2019 年度からは“ 詳 細設 計フェーズ ”という段階へと進んでいました。このフェーズでは、モデルを使った各種試験なども行いつつ、細部の設計を確定させる作業を行い、最終的に確定した設計について専門家に確認してもらって審査を受けることになります（詳細設計審査）。SLIMもこの一連の相模原市立博物館で企画展開始を待つ
SLIM展示モデル
審 査プロセス を 順 次 進 め

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ISASニュース

2021. 9No.486て、最終的に、2021年の春に審査を完了することができました。
そのあとは、“ 制作・試験、維持設計フェーズ ”と呼ばれる次のフェーズに進んでいます。2021年秋からは、実際に打ち上げる
フライトモデルを用いたシステム総合動作の試験も開始される
予定ですので、2022 年度の打上げに向けて、また一歩近づいた状況です。
さて、詳細設計フェーズの中で行った試験の1つに、探査機モデルを用いた機械環境・熱環境の試験、というものもありました。これは、構造特性や熱特性をフライトモデルに合わせて作ったモデルを用いて、打上げ時の振動衝撃や宇宙の熱環境に探査機が耐えられることを確認する試験でした。この際に使用したのは、“ 本物 ” ではないにせよ“ 本気 ” でつくったモデルですから、そのままにしておくのはもったいないと、展示用のモデ
ルとして整備することにしました。SLIMプロジェクトメンバー
以外の職員にも手伝ってもらって、ちょうどこの夏に完成したばかりですが、早速、相模原キャンパスの向かいにある相模原
市立博物館で展示してもらえることになっています。JAXA連携
企画展「相模原と月」にあわせた展示です（10 月1日～ 10 月17日の予定）
。新型コロナウィルスの影響もまだまだ続いていますが、もし機会がありましたら、ぜひご覧頂ければと思います。
（坂井 真一郎）

“星の王子さまに会いにいきませんか ミリオンキャンペーン2”完結！
「はやぶさ2」の打上げ1年以上前の2013年 4 月10日から8 月9日にかけて、“星の王子さまに会いにいきませんか ミリオンキャ
ンペーン2”というものを行いました。これは、「はやぶさ2」を応援してくださる皆さんから名前やメッセージなどを送っていただ
いて、「はやぶさ2」に搭載するという企画です。タッチダウンの時に目印になるターゲットマーカーには、名前を刻んだシートを入れ、小惑星リュウグウのサンプルを持ち帰る再突入カプセルには、名前やメッセージ・イラストの電子ファイルが記憶されたメ
モリチップを入れました。ターゲットマーカーには18 万人余りの名前が、メモリチップには23万人ほどの名前やメッセージなどが入っています。合計192の国や地域の皆さんの名前です。
ターゲットマーカーは5個搭載されていましたが、その全てに名前を刻んだシートを入れました。4つのターゲットマーカーはリュウグウ表面にあります。誰かがリュウグウに行ってターゲッ

メモリーチップには、
2012 年11月 に 行 っ た「 は や ぶ さ 2 ジ ョ イン
ト・サイエンスチーム
会議」の集合写真も記録してありました。左上の往復乗車券にはミッションに関するい
ろいろな情報が書かれています。

トマーカーを見つけて中を開けてみると、18 万人余りの名前を読むことができることになります。ただし、顕微鏡が必要です。
メモリチップの方は、ISASニュース2021年3月号*に記事がありますように、カプセルから取り出すことができて、その内容もきちんと読むことができました。寄せられた皆さんのお名前やメッセージ・イラストが、リュウグウまで行って無事に地球に戻ってきたわけです。皆さんの分身が、6 年間、52 億 4 千万㎞の宇宙の旅をしてきたと言ってもよいかもしれません。
メモリチップに記憶させた名前・メッセージ・イラストは、「はやぶさ2」のウェブサイトで確認をすることができます。特に、名前については、「はやぶさ2」への乗車証明書としてダウンロード
できます。乗車証明書には、リュウグウまでの往復乗車券も描かれています。また、ターゲットマーカーに入れたシートについても、どの位置に自分の名前が書かれているか調べることができます。宇宙旅行は可能になりつつありますが、まだ小惑星まで行ってくるのは難しそうです。とりあえずは、皆さんの分身がリュウ
グウまで行って、さらに地球まで戻ってきたということで、想像の世界で宇宙旅行を楽しんでいただこうと思います。
「はやぶさ2」の運用はまだ続いています。近いうちに、また「はやぶさ2」拡張ミッションへの乗車券が発行できるかもしれません。お楽しみに。
（吉川 真）●

メモリーチップ検索：
https://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/20210630_MsgSearch/●

ターゲットマーカー検索：https://www.haya2-campaign.jp/＊ https://www.isas.jaxa.jp/outreach/isas_news/files/ISASnews480.pdf「ベピコロンボ」
2回目の金星スイングバイに成功、いざ水星へ
日欧共同水星探査計画「ベピコロンボ」の水星磁気圏探査機
「みお」および水星表面探査機（Mercury Planetary Orbiter: MPO）
は、2021年 8 月10日に2回目となる金星スイングバイを実施しました。探査機は同日の 22時 51分 54 秒（日本時間）に最接近高度 552 kmを通過し、金星の重力を利用して毎秒 5. 7 kmの減速を行って目標通りの軌道に投入することに成功しました。これにより探査機はいよいよ水星に向けて舵を切ったことになります。残り6回の水星スイングバイを経て、2025年12 月に水星周回軌道へ投入予定です。
今回のスイングバイでは1回目の最接近（高度10 , 722km）に比べ、はるかに金星の近くを通過しました。そのため、通過時には太陽光シールドに覆われている「みお」も金星大気からの強い
太陽反射光に照らされ、探査機の側面に位置する太陽光パネルの温度が 5 分間で約110℃も上昇しました。想定内の変化だったとはいえ、運用室のディスプレイに映し出された温度グラフの急峻な変化に運用チーム一同声を上げたとともに、まさに金星の間近を通過したことを実感した瞬間でした。
1回目に引き続き今回も「みお」に搭載されるほぼ全ての観測装置を稼働させ、金星電離圏や周辺宇宙環境の科学観測を実施しました。特に太陽直下点付近のプラズマ観測は過去にもほとん
ど例がないため、重要な金星観測の機会となります。観測は順調に実施され、金星周辺のプラズマ粒子および磁場の観測に成

2 回目の金星スイング
バイ に お い て 探 査 機を見守った「みお」運用チーム。

功しました。観測データは各チームを中心に鋭意解析中です。
金星スイングバイ中の「みお」の運用は全て事前に探査機に登録したシーケンスに沿って実施し、「みお」運用チームは相模原の運用室から探査機の状態を監視しました。また観測機器チー
ムもリモートで運用に参加し、取れたてほやほやの観測データをわれわれに共有してくれました。やはり探査機から送られてくる
観測データを目にする瞬間の感覚は格別です。
次はいよいよ1回目の水星スイングバイが早くも2021年10 月2日（日本時間）に迫ってきています。高度約 200kmを通過予定
で、探査機搭載のモニタカメラから送られてくる水星表面の大迫力画像や、待ちに待った水星の科学観測データを目にする瞬
間が待ち遠しいです。水星への旅路を続ける「ベピコロンボ」からますます目が離せません。
（村上 豪）ISASニュース

2021. 9No.4865

ISAS 事 情
シンポジウム
「月面における科学」
宇宙政策委員会宇宙科学・探査小委員会にて、日本が主導的に月面活動を展開していく上で今後10 年間の技術開発を支える
ものは何かという議論が展開された。これは、月面インフラを活用した30 年後の活動への興味が広い分野にて高いことを踏まえつつも、それまでの期間における戦略的活動を問うたものである。その議論を踏まえ、宇宙政策委員会基本政策部会から、「月
面活動に関する基本的な考え方（案）」において「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」ことが示された＊。
そして同部会から、第一級の成果をもたらす「月面における科学」として次の3つのテーマが例示された：（a）月面からの天体観
測（月面天文台）（図1）、（b）重要な科学的知見をもたらす月サン
プルの選別・採取・地球帰還（図2）、（c）月震計ネットワークによる月内部構造の把握（図3）。
本シンポジウムは、「月面における科学」としてまずはこれら3テーマについて議論を行うことを目的に、宇宙科学研究所が中心となって2021年8月18日にリモート開催された。企画セッションとして、第1部「月面における科学を取り巻く状況」、第 2 部「月
面における科学」、第 3 部パネルディスカッションを設けること© NASA© NASA© 国立天文台

図 1（左上）：宇宙の年表／図 2（上）：初期の太陽系で起こった惑星同士の衝突（想像図）／図 3（左下）：月の内部構造（想像図）

で、従来の宇宙科学とアカデミアの枠組みに閉じ籠ることなく産業界との対話も意識した情報共有と議論を行った。第1部では、
国際宇宙探査の最近の動きおよび関連するフィージビリティスタ
ディの公募、宇宙探査イノベーションハブからの期待、宇宙工学・宇宙理学からの期待が紹介された。第2部では、前述の3テー
マ各々のサイエンスゴールとそれらを目指した2030 年代までの
戦略的プログラムが提案された。第 3 部では、アポロ計画に匹敵するインパクトをもって日本が主導的に科学を大きくアップデー
トさせる方策について、参加者を交えた議論がなされた。
本シンポジウムをきっかけとして、冒頭で述べた国の指針に対してサイエンスコミュニティが宇宙科学・探査における絶好の機会と捉えつつ、緊張感も持ってタイムリーに応えようとする機運が更に高まることを、ISAS国際宇宙探査専門委員会の一員として願っている。
（稲富 裕光）＊宇宙政策委員会基本政策部会第19回会合 資料2（https://www8.cao.go.jp/space/comittee/01-kihon/kihon-dai19/siryou2.pdf）

第20回「君が作る宇宙ミッション（きみっしょん）」
開催
8 月2日から8 月6日の5日間、高校生向け体験型イベント「君がきみっしょんでは、高校生の進路選択の幅を広げることを目的
作る宇宙ミッション（きみっしょん）」を、初のオンラインで開催いに、ミッション作成以外にも様々なイベントを企画しています。
たしました。きみっしょんでは、「自ら考え、自ら決定し、自ら作
今年は、尾崎 直哉特任助教による宇宙ミッションデザインに関す業する」を理念として掲げており、高校生が主体的に宇宙ミッショ
る講義、中島 晋太郎特任助教による超小型探査機に関する講義、ンの立案・検討を行うことで、科学研究とはどういうものである 「はやぶさ2」プロジェクトの岡田 達明准教授による「はやぶさ2」
か、身をもって学んでもらうことを狙いとしています。
の理学成果に関する講義を実施しました。また、大学院生の研究
今年は、課題作文で選抜された高校生12名が2班に分かれ、 を紹介する「院生講義」や、きみっしょんに高校生の時に参加し、総勢 30 名の宇宙研で学ぶ大学院生のサポートのもと、ミッション
現在社会で活躍されているOB・OGの方々を招いての「OB・OG座
における背景・目的・手段等について、重点的に検討しました。 談会」を実施しました。普段関わることのない大学院生や研究者、今回は、高校生が「積極性と協調性のバランス感覚を養う」ことを社会人との交流は、高校生たちが進路を考える上で大いに参考に
目標に、高校生たちへの指導・サポートを行いました。
なったはずです。
8 月6日の昼に行われた最終発表会では、多くのJAXA役職員・
一方で、運営に携わっている大学院生にとっても、きみっしょ
研究員の方々にもご参加いただき、活発な議論が行われました。 んは大きな刺激になりました。高校生への指導を通して、自身の研究者の方々から貴重な意見をいただき、高校生たちは多くの学研究を振り返る良い機会になったことと思います。研究と両立しびや刺激を得たことと思います。
ながらきみっしょんに参加するというのは決して楽なことではありませんが、かけがえのない多くの学びを得ることができたと思います。
また、冒頭でも述べましたが、今年度は初のオンライン開催でした。事前にZoomやSlackなどのオンラインツールの整備や運営
方法の見直しなどを念入りに行いました。一方で、今回のきみっ
しょんを通して課題も多く見つかりました。これらの点を踏まえ、来年度以降に活かしていきたいと考えております。
最後に、きみっしょんの運営・開催にご協力いただいた皆様に御礼申し上げます。すでに来年度のきみっしょんへ向けて議論が始まっています。今後のきみっしょんにもぜひご期待ください。
（藤田 雅大）Zoomの画面越しでの集合写真（参加者とスタッフ）

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ISASニュース

2021. 9No.486連載ています。前者は受動的に機能しエネルギー吸収密度が高く、後者は広い範囲をカバーし減速距離も大きくとることができます。一方、吸収材を全周囲に取り付ける空間的余裕がない、搭載状態ではエアバッグを展開するスペースがないな
ど、小型機特有の寸法制約に阻まれました。そこで、RMとSPの間に金属製の衝撃吸収材を衝突方向に機能するようねじ固定し、軌道上で宇宙空間へ曝露するSP上面にエアバッグを搭載して外空間に展開するという、寸法制約を回避した
ハイブリッド案を採用しました。衝撃吸収材はSLIM探査機のパッドに用いられた切頂八面体のラティス構造にネジ取

第 10 回

付けインターフェースをつけるなどして 3 Dプリンタで製造しました。エアバッグにはEGG＊ 1 で採用された気室と外皮の二重構造で、気室に用いるポリイミドを融着により接合したものを用いました。耐衝撃構造はLunar-Aのペネトレータ

OMOTENASHIの衝撃緩和技術OMOTENASHI探 査 機 は 最 終 降 下 中 にOrbiting Module（OM）から、Rocket Motor（RM）とSurface Probe（SP）を分の開発で採用された樹脂とガラスビーズの混合材を電子機器に充填させました。これらはISASがこれまでに培ってきた技術であり、小型探査機向けに仕立て直して用いることで
OMOTENASHIの着陸装置は小型軽量化と耐衝撃性を両立させることができました。
開発の中で一番の難関は耐衝撃性の試験評価（高速衝突試

離し、RM逆噴射の減速後、50 m/s程度の速度でSPを月面へ験）にありました。特に、エアバッグは展開後に大面積をと到達させる計画です。今日までに 110 機以上の着陸探査機がるため、高高度からの落下による高速衝突では空気抵抗によ

月、火星、小惑星へ向けて打ち上げられ、いずれの探査機にり十分な速度まで到達できず、試験条件が成立しないことがも高速衝突や転倒から破壊を防ぎ、レゴリスの付着からミッ早い段階でわかっていました。しかしながら、逆転の発想で、ション機能の漸減を抑制する着陸装置が搭載されていまし月面が衝撃緩和装置に迫ってくる試験方法を思いつき、速度

た。OMOTENASHIでは、史上稀にみる高速度でSPを月面へ

108 km/hでの衝突試験を実現することができました。具体的

やさしく降ろすために、その全周へ衝撃緩和装置を搭載するには、一般財団法人日本自動車研究所の衝突実験場設備を用ことで破壊の危険性を排除する方針としました。この着陸条

い、エアバッグや衝撃吸収材に車を衝突させました（図 2）。自件と各種機能環境試験の試行錯誤を経て、衝撃吸収材とエア分には経験のない試験でしたが、その結果から減速距離と衝バッグで減速距離を確保し、さらにSPに耐衝撃構造を持たせ突時の加速度の関係を計算で見積もることができるようにな

た、3 つの機能が同乗する着陸装置を最終案としました。

り、そのあとの設計が加速されました。また、角田試験場の衝撃吸収材（図 1）とエアバッグは、それぞれ利点を持っ真空射出装置を用い、スケールモデルの真空雰囲気にある砂地への衝突試験も試み、衝撃緩和機能の設計検証を行うことができました。
Flight Modelでは、SPのアンテナ性能を出すために小型化ができず、搭載ス
ペースへエアバッグを収めることができませんでした。そのため、月面を覆うレ
ゴリスの柔軟性に期待し、また、着陸姿
勢が月面に対してほぼ垂直になることを前提として、衝撃吸収材のみの搭載としました。エアバッグ外皮は展開型アンテ
ナ＊ 2 の表皮保護のために残し、膨張さ

図 1：3Dプリンタで製造したスキン付き衝撃吸収材

せる必要はなくなったので、気室とガス配管を削除して搭載スペースに収めることにしました。月面へはSP下面の衝撃吸収材から着陸し、計測された加速度値が変調された電波に乗って地上に届きますが、衝撃吸収材側からの衝突とそれ以外への衝突は、加速度の値と履歴形状が異なります。果たして、月面にやさしく降りるという目標に対してどのような形
で地上に電波が届くのか楽しみです。 

図 2：自動車技術研究所での 108 km/hの衝突試験の様子（左／試験構成、中／衝突時側面、右／ 衝突時上面）

＊1 ISASニュース2017年11月号宇宙科学最前線参照 https://www.isas.jaxa.jp/outreach/isas_news/files/ISASnews440.pdf＊2 ISASニュース2021年7月号連載記事参照 https://www.isas.jaxa.jp/outreach/isas_news/files/ISASnews484.pdf  

大槻 真嗣（おおつき まさつぐ）

ISASニュース

2021. 9No.486

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毎日新聞医療プレミア編集長
兼論説室

永山 悦子（ながやま えつこ）

探査の主人公を追いかけて2010 年に「はやぶさ」帰還の取材で訪れたウーメラで。現地へ行った日本の大手メディアは実は少なかった（筆者は右から 2 人目）。

タビューをお願いした。打上げ直前には、津田 雄一さんたち
若手メンバーに話を聞き、皆さんの「まじめに面白がる」姿勢に伝統の本欄への寄稿というお話をいただき、「頭が真っ白」

触れた。
「これは二番煎じなんかじゃない」と確信を持ったことになった。思い浮かぶのは、有名かつお世話になった先生方のを思い出す。ウェブサイトには、それらの記事約 400 本が掲載原稿。宇宙科学は素人の私が何を書くのか。悩んだ末、このされている。

場をお借りするからには「あれしかない」と考えた。小惑星探「はやぶさ2」がリュウグウへ向かっていたころ、宇宙研の査機「はやぶさ」と「はやぶさ2」の取材経験についてだ。

広報委員会にも参加させていただいた。その際、NASAやESA

私は2005年に文部科学省記者クラブの担当となり、初めてを思い浮かべて、「『はやぶさ2』のような注目プロジェクトは、

JAXAの取材をすることになった。理系科目が苦手で、出身はもっと組織的な広報体制を作るべきだ」と発言した記憶がある。

法学部だが、星空は大好きだった。東京・渋谷の五島プラネタ

実際は、吉川 真さんや細田 聡史さんたちの「手作り感いっ

リウムは何度通ったか分からない。
「JAXAの取材ができる」とぱい」の広報活動が続いた。考えが変わったのは、小惑星に思うだけでうれしくなった。
担当になった直後、「はやぶさ」の小惑星イトカワへの着陸

人工クレーターを作る実験の日のウェブ中継だ。プロジェクト
チームの皆さんがヘルメットをかぶって登場した映像を見て納運用が実施された。これが私にとって非常に幸運だったと思得した。
「スタイリッシュなものよりも、これが一番宇宙研らしう。JAXA相模原キャンパスの大会議室に設けられた記者室に、いリアリティーがある広報だ」と。

刻々と探査機の高度や現状の情報が届く。3億kmも彼方にいる

唯一悔しかったのは、新型コロナウイルスの感染拡大で、小さな探査機の様子が手に取るように分かることに、「すごい！

「はやぶさ2」の帰還を現地で取材できなかったこと。再び休み

これが宇宙探査なんだ」と魅力にとりつかれた。

を使って取材へ行こうと計画していた。ギリギリになっても事中でも感動したのは、ミネルバが撮影した「はやぶさ」の太陽電池パドルと、イトカワに映った「はやぶさ」自身の影の画像。
「探査機が間違いなくそこにいる」。何にも代えがたいリア
リティーだった。
2010年 6 月の「はやぶさ」帰還の取材では、社内から「（有人

態は好転せず、昨年10 月下旬に予約していた飛行機のチケッ
トをキャンセルした。
最後に、「はやぶさ」帰還取材の出張について、私が上司を説得したときの話に戻りたい。私は上司に「この探査機のために、どれだけ多くの人が汗を流し、知恵を絞ったか。どれだけの人

宇宙開発と違って人命にかかわらない）無人機の取材のためにが勇気づけられたか、という記事を書きたい」と訴えた。する

海外へ出張する必要があるのか」と後ろ向きの反応もあった。

と、上司はこう言った。
「そうか。
「はやぶさ」取材は機械の塊

しかし、私は「現地で取材したい」と上司を説得した。オーストを紹介するのではなく、人間ドラマを伝えるものなんだな」。

ラリアであの劇的な瞬間に立ち合い、帰国後に川口 淳一郎さ「はやぶさくん」や「はや2くん」、「あかつきくん」、「イカ坊」、

んから「現地へ行ったんですよね。幸せ者ですね」と言われた「みおちゃん」も素晴らしいが、ドラマの主人公は、それらを開ことは忘れられない。

発・運用している皆さんなのだ。
「はやぶさ」、「はやぶさ2」で私がJAXA取材を担当したのはこのころまで。だが、川口さは、ほぼリアルタイムの情報を提供いただき、運用のさなかにんたちの本番機（「はやぶさ2」）への強い思いを聞いていたから、も取材に協力いただいた。そこからにじむ喜びや苦悩が社会へ「取材を続けたい」いう思いを抑えられなかった。メインの担当

伝わり、管制室の喜怒哀楽を「我がこと」として共有してもらえ記者がいる横で、「趣味」として取材を続けた。

たのではないかと思う。

2014 年12月の「はやぶさ2」打上げは、休みを取って「自腹」

人によって関心を寄せる情報はさまざまだ。だから、1つでで種子島へ行った。そのころから私はツイッター（アカウント

も多くの情報を発信することが、共感を広げるために欠かせな名「はやぶさ毎日」）を始め、毎日新聞のウェブサイトに「はやぶいと思う。私はこれからも宇宙探査の主人公の皆さんの取材をさ2」応援ページも作ってもらった。

続けたい。1人でも多くの人に、宇宙探査の魅力に気づいても「はやぶさ2」にかかわる皆さんには、数え切れないほどインらうために。

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編集後記
最近ハマった本、「鹿の王」。医療、民族と文化、政治家の駆け引きとそこで翻弄される人々がファンタジーのオブラートに包まれて描かれている。なかでも、医学者が有力政治家にすり寄り、別の学派を排除して、自らの学派の勢力を強めようとする様子には色々と考えさせられた。
（生田 ちさと）

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2021. 9No.4862021年9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
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No.486

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