ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

2020

6

News

No.471

リュウグウの重力モデル
リュウグウの実画像（左）とリュウグウ表面重力の分布図（右）。地球や月とは異なり、リュウグウは歪んだ形をしているため、重力に偏りが生じている。右図はリュウグウが完全な球だった場合との表面重力加速度の差（百分率）を表す。重力分布は、Watanabe et al., Science（2019）で公開されたリュウグウの3次元形状モデルから、内部密度が一定であるという仮定の元で計算された。この重力モデルは、「はやぶさ２」の着陸軌道計算にも使われ、タッチダウン運用の成功に寄与した。詳しくは本号の“宇宙科学最前線 ”をご覧ください。
（参照：http://www.hayabusa2.jaxa.jp/topics/ 20181221_AstroDynamics/）

The Forefront of Space Science

宇宙
科学
最前線

小惑星近傍における探査機の軌道運動
はやぶさ2プロジェクト プロジェクト研究員

リンゴを手から離せば、地面に向かって真っ直ぐ落ちる。

「太陽の光に押されて地球上に住む我々にとっては、至極当然のことである。しかいる」と感じる人はいし、この常識が必ずしも当てはまらない世界がある。イトカ

ないであろう。もしいワやリュウグウなどの小惑星である。本稿では、小惑星の特れば、それは気のせい

異な力学的環境と、それに起因する小惑星探査の難しさにつか、あるいは驚異のセ

いて、「はやぶさ 2」を題材にした筆者の研究を交えながら紹ンシング能 力 で あ る。

介する。

地上において、人に作菊地 翔太（きくち しょうた）

用する太陽光圧による小惑星近傍でのリンゴの軌道

力は、重力の約 1 億分

リンゴは地球の中心に向かって落下し、人工衛星は地球のの 1以下である 1。とこ周りで円や楕円の軌道を描く。いずれも地球重力の作用によろ が、 舞 台 を 小 惑 星

るものである。このようなリンゴや人工衛星の振る舞いは、に移すと状況は一変す

多くの人にとっては常識と言えよう。ところが、リンゴや探る。小惑星重力が微小査機を小惑星に持っていくと不思議なことが起こる。リンゴであるが故に、太陽光は小惑星の中心方向から逸れて落下し、探査機は図 1のよう圧は相対的に大きな力な奇妙な軌道を描く。これは、小惑星の重力が小さいために「はやぶさ2」のリュウグウ周回軌道の例。
となり、探査機の軌道 図1：

様々な外乱が生じ、物体の運動が影響を受けるためである。

を強く乱す。実際に、主要な外乱は 2 つ。まず 1つ目は太陽光圧である。太陽光「はやぶさ 2」が滞在し実用された軌道ではないが、理論上は実現可能な軌道。太陽から見た図（上）と、リュウグ
ウ公転軌道面に垂直な方向から見た図（下）。

圧とは、探査機表面に太陽光が当たることで物理的に生じる圧力のことを指す。と聞いても、恐らく普段から宇宙を扱っていない限りピンと来ないのではなかろうか。それもそのはず、この太陽光圧は地上では気付かないほど弱い。地上で

1 身長170cm・横幅 40cmの長方形型断面と質量70kgを有するヒトが、地上で仰向けになって真上から日光を浴びる場合、太陽光圧による加速度は約 4 . 4×10 - 8 m/s 2
である（ただし、大気等による太陽光の減衰を無視）。これは重力加速度9.8m/s 2
の1億分の1以下である。

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ていたホームポジション（リュウグウ上空の高度 20 km）では、太陽光圧による力とリュウグウの重力とがほぼ同じ大きさであった。
小惑星周りの軌道に対する 2 つ目の外乱は、小惑星重力の偏りである。惑星や月などの大型天体は、自身の重力の作用によってほぼ球状に形成されている。逆に、小惑星は重力が弱いため、一般に歪んだ形をしている。例えば、「はやぶさ」が訪れたイトカワは、ピーナッツの様な形をしているし、「はやぶさ 2」の探査対象であるリュウグウは、表紙左図の様にそろばんの珠を想起させる外観である。天体形状が歪だと天体の質量分布も球対称ではなくなるため、天体が周囲に及ぼす
重力に空間的な偏りが生じる。この影響で、小惑星重心から等距離であっても重力の大きさが異なったり、重力の向きが小惑星重心方向からずれたりする。具体例として、リュウグ
ウの表面重力分布の計算結果を表紙右図に示す。リュウグウ
は赤道部分が張り出しているため、赤道付近に質量が集まっている。その結果、図が示す通り、リュウグウの赤道付近では、通常より（完全な球である場合より）も 20 %ほど強く重力が作用する[ 1 ]。

強摂動環境における軌道力学

円軌道を描き続ける。対照的に、小惑星近傍では、探査機が上述の通り、太陽光圧や重力の偏りなどの効果 2 によって、滞在する高度域において、主に太陽光圧による摂動が強く顕小惑星近傍での探査機の軌道運動は強く乱される。この軌れる。そのため、容易に小惑星からの離脱や小惑星への衝突

道運動の乱れのことを、軌道力学の分野では「摂動」と呼ぶ。

という結果に至ってしまう。では、どうするか？解決策は 2

よって、小惑星近傍の力学的環境は、しばしば「強摂動環境」

つに大別される。

と称される。小惑星近傍の強摂動環境は、小惑星探査にとっ1つ目の解決策は、「はやぶさ」
・「はやぶさ 2」で採用された、て厄介な障壁である。小惑星に滞在して観測を行い、ロー

ホバリングと呼ばれる手法である。小惑星重力や太陽光圧をバーを分離し、また着陸する、といった運用全てが外乱の影相殺するように、定期的にエンジン噴射を行うことで、小惑響を受ける。それ故に、小惑星探査の動向が世界的に活発化

星上空での位置を保持する戦略だ。原理はシンプルで実用性すると共に、強摂動環境における軌道力学の研究も発展しても高い 3。実際に、「はやぶさ2」ではホームポジションでのホバきた。

リング運用を起点として、着陸やローバー分離、インパクタ

17 世紀にケプラーやニュートンらによって礎が築かれた軌実験などの多くのミッションを成功させた。一方で、高頻度

道力学の分野にあって、小惑星近傍での軌道運動を扱う研究のエンジン噴射による燃料浪費がホバリングの短所である。

が体系化されてきたのは極最近と言える。例えば、図 1のよ

2 つ目の解決策は、「上手く軌道を選ぶ」という戦略で、海うな特殊な小惑星周回軌道の存在が広く知られるようになっ

外の小惑星探査機で採用されている。軌道力学の研究を通じたのは、筆者の知る限り過去 10 年余りのことである。筆者て、特殊な条件下で成立する安定な周期軌道の存在が知られがこの分野の研究をし始めたのは 2013 年のことだが、以来ている。代表的なものが、ターミネータ軌道と呼ばれる極軌

毎年多くの新しい軌道力学理論を目にしている。その研究対道や、図 1の共鳴軌道である。ターミネータ軌道は、NASAの象は、複雑な重力環境をもつ二重小惑星周りでの探査機軌道

OSIRIS-RExミッションで採用されており、その有用性は今まや、微小重力下でのローバーや着陸機の運動、重力場を精緻さに小惑星ベンヌでの探査を通じて実証されている[ 3 ]。軌道

かつ高速にシミュレートする数値計算アルゴリズム、など多に摂動が生じないように探査機の位置・速度条件が上手く設岐にわたる。そこで以下では、強摂動環境における軌道力学

計されており、理論上は放っておいても同じ軌道を描き続けの最新研究の一端を、実ミッションを例にとって、「小惑星近る。しかし、安定な周期軌道は、太陽方向に対して軌道面が傍での軌道維持」、「小惑星への着陸」という 2 つの観点で眺

垂直でなければならないなど、限定的な条件でしか得らない

めてみる。

ため、軌道設計の自由度が低いことが難点である。
ホバリング運用と周回運用は、いずれも確立された手法だ

小惑星近傍での軌道維持が一長一短がある。そこで、筆者らの最近の研究では、両者

詳細な探査を行うためには、探査対象の天体に留まらねばの折衷案として、周回しながら定期的なエンジン噴射を行うならない。しかし、「ただ滞在する」ことが、小惑星では存外

人工的な周期軌道を考案した[ 4 ]。研究の結果、1周に 1回の難しいことは先述の通りである。地球などの大型天体の周り制御で、図 2 のようなハート軌道と涙滴軌道が得られること

では、十分な速度さえ与えれば、宇宙機はほぼ一定の円・楕がわかった。周回の遠心力で重力を相殺するため所要燃料は

2 その他の外乱としては、太陽重力と熱輻射圧が挙げられ、彗星の場合にはプルームによる推力も加わる。

2

図 2：小惑星近傍での人工的な周期軌道とその軌道群の固有構造。下の図は、初期位置を 5 kmに固定し、軌道傾斜角（横軸）と初期速度（縦軸）を変化させた場合の涙滴軌道群の安定性タイプを表す。各軌道の安定性に関連する 6 次元の固有値に基づき、軌道を 4 つのタイプに分類している。
“ Type 4 ” が最も安定な軌道に対応する。

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3 シンプルな原理とは裏腹に、小惑星近傍でのホバリングの力学理論もまた奥深
く、運動の安定性等に着目した研究が、21世紀に入ってから多く発表されている[2]。

The Forefront of Space Science

宇宙科学最前線図 3：「 は や ぶ さ 2」の 着
陸シミュレーションの例（左）と着陸分散（右）。半
径 3 mの非常に狭い安全エリアへの着陸が要求された。右図の濃い緑色の点群は着陸確率の高い領域であり、「はやぶさ 2」制御系の特性によって四方に分かれている。

ホバリングより少なく、また従来の周回軌道より設計自由度

値シミュレーションして、着陸分散を求めた結果である[ 1 ]。

が高い。周期的な制御を自然運動の一部として扱うことで、この解析の結果、目標エリアに着陸分散が収まっており、着従来の力学理論を拡張した安定性の解析などを行った。解析

陸軌道が十分安全であることが確認された。

結果の一例を図 2 の下部に示す。軌道速度と傾斜角が異なる

斯くして、2019 年 2 月に、「はやぶさ 2」はリュウグウへの涙滴軌道群の安定性マップである。ここでは敢えて詳細な解着陸を見事に成功させた。運用後の軌道復元の結果、図 3説を避けるが、小惑星近傍の複雑な力学系が生み出す、軌道（右）の通り、「はやぶさ 2」が予測された分散エリア内に着陸

解構造の芸術性（？）を感じて頂ければ幸いである。この新たし、着陸誤差がわずか 1mであったことが明らかとなった。

な軌道の有用性を鑑みて、「はやぶさ 2」運用のオプションとまた、ここまでに述べたのは、1回目の着陸運用についてのして、涙滴軌道によるリュウグウ周回が実際に検討された。

研究成果であるが、「はやぶさ 2」は 2019 年 7 月に 2 度目の着

残念ながら実現には至らなかったが、「小惑星に滞在する」と陸も成功させている。2 回目の着陸誤差は約 60 cmであり、高いう最も基本的な運用に対する新たな選択肢を獲得した点で精度着陸の再現性が実証された。

は進歩である。今後のミッションで、小惑星探査機が涙滴軌
道やハート軌道を描く日が来ることを期待したい。

おわりに
小惑星近傍の強摂動環境における軌道力学は、未だ発展

小惑星への着陸途上であり、多くの興味深い性質を秘めた研究分野だと感じ

ここからはもう少し高度を下げて、小惑星表面付近での軌る。例えば、本稿では割愛したが、小惑星近傍では探査機の道運動に関する研究を紹介する。
「はやぶさ 2」ミッションで軌道運動と姿勢運動が互いに強く影響を及ぼしあう現象も顕は、リュウグウ到着後の観測で、予想以上に多量の岩塊が分れる[ 6 ]。小惑星探査を行う上で、小惑星近傍での物体の運布していることが判明した。安全に着陸するためには、探査動を理解することは、最も根源的な活動と言える。惑星科学

機に衝突する危険性のある岩を避ける必要があり、最終的に上の意義に留まらず、鉱物資源の宇宙利用や地球への隕石は半径わずか3mの着陸点が選定された 4。
「はやぶさ2」の全幅

衝突防止の観点でも、小惑星探査の重要性は増していくであは 6 mなので、「半身」以内のずれに収める必要がある。小惑ろう。小惑星探査の需要の高まりと共に、軌道力学論の新た星上空から表面に近づいていくと、太陽光圧に替わって重力な側面を垣間見ることが楽しみである。最後に、本稿執筆のの偏りの影響が顕著になり、小惑星表面への物体投下や着陸契機となった研究を支援して頂いた、はやぶさ 2、IKAROS、の精度を低下させてしまう。
「はやぶさ 2」の例では、着陸時

OKEANOSプロジェクトの皆様に、この場を借りて感謝申し上のわずかな誤差が命取りになる。したがって、強摂動環境下げる。特に、川口淳一郎教授と津田雄一教授という 2 人の偉での高精度着陸の実現が、「はやぶさ 2」着陸運用の最大の課

大な師の指導を賜ったことは、筆者の研究者人生の中で最も題であった。そこで、リュウグウ到着後に新たに練られた最

幸運な出来事であり、厚く御礼を申し上げたい。

終着陸シーケンスが、「事前投下したターゲットマーカー（人工的な目印）を追尾して最終降下点に精密に誘導し、その点から着陸エリアに自由落下する。
」というものであった。
表紙右図に示したリュウグウの重力場の解析に基づき、重力の偏りによる摂動を加味した着陸軌道が設計された。この軌道は、目標点に正確に着陸するばかりでなく、接地速度や接地角などの工学的条件を満たすように設計されている。また、現実の運用では、センサ測定誤差や、エンジン噴射誤差に起因する探査機の位置・速度誤差が生じる。種々の誤差が生じても安全に着陸できることを担保するために、筆者らの研究では、「はやぶさ 2」の着陸分散（着陸位置のばらつき）も合わせて解析した。図 3（右）は、着陸軌道を 10 万ケースで数
4 着陸点選定においても、苛烈なリュウグウ環境を克服するために、はやぶさ 2
理学・工学チームの知識と知恵の粋が結集された。その紆余曲折の一端は、筆者の他の解説記事[ 5 ]を参照されたい。

参考文献[ 1 ] S. Kikuchi, F. Terui, N. Ogawa, T. Saiki, G. Ono, K. Yoshikawa, Y. Takei, Y. Mimasu,
H. Ikeda, H. Sawada, S. Van Wal, S. Sugita, S. Watanabe, and Y. Tsuda, “Design
and Reconstruction of the Hayabusa2 Precision Landing on Ryugu,” Journal ofSpacecraft and Rockets, 2020（in.
press）[ 2 ] S. B. Broschart and D. J. Scheeres, “Control of hovering spacecraft near small
bodies: application to asteroid 25143 Itokawa,” Journal of Guidance, Control,and Dynamics, Vol.  28 , No. 2 , pp. 343 - 354 , 2005 .
[ 3 ] D. R. Wibben, A. Levine, S. Rieger, J. V. McAdams, P. G. Antreasian, J. M.
Leonard, M. C. Moreau, and D. S. Lauretta, “OSIRIS-REx Frozen Orbit Design and
Flight Experience,” AAS/AIAA Astrodynamics Specialist Conference, Portland,
Maine, 2019 .
[ 4 ] S. Kikuchi, Y. Tsuda, and J. Kawaguchi, “Delta-V Assisted Periodic Orbits around
Small Bodies,” Journal of Guidance, Control, and Dynamics, Vol. 40 , No. 1 , pp.
150 - 163 , 2017 .
[ 5 ] 菊地翔太，「火の鳥「はやぶさ」未来編 その 18 ～はやぶさ 2 の高精度タッチ
ダウンの裏側～」，日本惑星科学会誌遊星人，Vol. 28 , No. 2 , pp. 143 - 149 ,2019 .
[ 6 ] S. Kikuchi, K. C. Howell, Y. Tsuda, and J. Kawaguchi, “Orbit-Attitude CoupledMotion around Small Bodies: Sun-Synchronous Orbits with Sun-Tracking
Attitude Motion,” Acta Astronautica, Vol. 140 , pp. 34 - 48 , 2017 .

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新型コロナ禍への対応
型コロナが猛威を奮う中、国立研究開発法人宇宙航空研

新 究開発機構の一翼を担う宇宙科学研究所は、政府や地方公共団体の方針に従い、できる限り緊急事態に対応してきました。テレワークの励行と出勤の最小化、優先業務に限定した活動、「『おおすみ』
打ち上げ50周年記念行事」
や「講演と映画の会」
・「宇宙学校」
・「君が作る宇宙ミッション（きみっしょん）」
・各種
シンポジウムの中止、宇宙科学探査交流棟の閉鎖、等を行ってきました。
並行して、生命や健康・日常生活に即効的直接的に寄与できない宇宙科学にいったい何が出来るのか、自問自答してきました。2010 年「はやぶさ」の地球帰還が、2011年東日本大震災に打ち拉がれる日本に少しだけ勇気を与えられたことを思い出しました。再び、コロナ禍／五輪延期の日本に寄与できるように尽力したいと思います。それを実行するために、4 月冒頭には宇宙研内一斉メール配信にて、この苦しい数ヶ月を、
「太陽系深宇宙探査船団」「波長統合した宇宙天文観測網」構築に向けて大きく飛躍するための準備の期間といたしましょう。
と伝え、職員・学生・プロジェクト・プリプロ・準備チーム・各基盤グループ・Working Group・Research Groupに奮起を促しました。そして、この不自由な業務環境の中であっても、確

実に未来を築きつつあり、
1）B epiColombo ／「みお」は、4 月10 日に地球スイングバイを達成し、進路を金星に設定
2）
「はやぶさ

2」は、本年 11 月〜 12 月の地球帰還に向けて、5 月
13日にイオンエンジンを稼働させ、順調に加速中
3）D ESTINY+のプリプロジェクト化
4）
「ひので」

、
「ひさき」
、
「あかつき」、「あらせ」等、軌道上衛星の順調な運用継続5）大 学共同利用システムとして、観測ロケット、再使用ロケッ
ト、大気球の運営
6）完 成間近のGREAT、引き渡しの迫るOMOTENASHI ／ EQUULEUS／ JUICE、開発中のXRISM ／ SLIM ／ MMX、の着実な進行
7）関連設備の維持といった布石を置いてきました。
緊急事態宣言解除を受けての業務正常化に向けての準備、感染防止と両立できる新しい業務運営の確立に取り組んでいます
が、再度の緊急事態措置の発動も想定されます。これまで通りにはいかないと認識しつつも、宇宙研が世界の宇宙理工学を先導して、全体俯瞰した上で 10 年先の未来を先回りし、各領域に十二分な準備を施しワンチャンスであっても確実に成果を収めることを標榜します。
（宇宙科学研究所 所長 國中 均）

ISAS 事 情
木星氷衛星探査計画

JUICE

JUICE（Jupiter Icy Moons Explorer）は、ESA（欧州宇宙機関）が主導する大型木星氷衛星探査計画で、2022 年 5 月にアリアン 5で打ち上げられ、2029 年に木星周回軌道に投入、2032 年にガニメデの周回軌道に投入されて、ミッション終了の 2034 年まで世界初の氷衛星周回衛星として約 1年半の間観測を行います。
JUICEには国際公募によって選定された 11の観測機器が搭載されますが、そのうち 3 つの機器、RPWI（プラズマ波動及び電波観測装置）、
GALA（レーザー高度計）、
PEP/JNA（粒子環境パッケー
ジ/非熱的中性粒子分析器）には宇宙研からハードウェアの一部を提供して参加し、2 つの機器、JANUS（カメラ）、J-MAG（磁力計）にはサイエンスメンバーとして参加しています。
JUICEは所内チームとしてハードウェアの開発を進めており、3つの機器のうちRPWIとPEP/JNAについては、昨年度のうちにフライト品の欧州へのデリバリーを完了することができました。写真はPEP/JNAのフライト品です。現在は残る一つ、GALAのフラ
イト品の製作を進めており、本年度の夏には欧州にデリバリー
する予定です。このところの最大の問題は、新型コロナウィルスの感染拡大に伴う緊急事態宣言です。RPWI、
PEP/JNAについては、
欧州における感染拡大の影響が大きくなる前にフライト品のデリバリーを終えていて良かったのですが、GALAは大きな影響を受けています。GALAのPI機関はドイツのDLRで、ハードウェア
はドイツの他、日本、スペイン、スイスなどいくつかの国が担当

4

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日本チームの現状について部分を製作し、ドイツで最終的な観測装置として組み上げられます。これらの欧州の国々では日本より少し早く新型コロナウィ
ルスの感染拡大によって都市封鎖などが行われました。ドイツへ出張して実施する予定であった、欧州担当部分と日本担当部
分を組み合わせた試験も実施できなくなってしまい、その結果
フライト品の完成が予定よりも遅れてしまいました。欧州側でも遅れは生じてはいるのですが、それでも何とかフライト品の準備を進めており、日本でもこれ以上の遅れは許されない状況になっています。まだまだ予断を許さない状況が続きますが、何とかこの困難を乗り越えてハードウェア開発の責任を果たしたいと思います。フライト品の欧州へのデリバリーが終わると、あとはフライトスペアの製造・試験と欧州へのデリバリーが装置開発の最後の作業となります。 （JUICE所内チーム長 齋藤 義文）

PEP/JNAのフライト品。左：外観写真。右：外観写真の奥にある直方体の部
分（赤い点線の部分）のカバーを外して見た内部の写真。

新型コロナウイルスに負けるな！ 〜はやぶさ2プロジェクトより〜
現在、新型コロナウイルスによって世の中が全くの想定外の状況になっています。はやぶさ 2 プロジェクトでも、5 月末まで
は原則、在宅勤務で、探査機運用など必要な場合のみ出勤して作業をしているという状況でした。
「はやぶさ 2トークライブシーズン 2」として全国のいろいろな場所で企画していた講演会も、3 月から 6 月は全て延期か中止になってしまいました。そこで、3 月 22 日にはネットワーク
上のトークライブを開催したり、また、5 月 5日（こどもの日）にはネットワーク上で‟なぜなに「はやぶさ 2」何でも質問教室 ”
を開催しました。
これらのトークライブや質問教室は、講演者や質問回答者にWeb会議システムで参加してもらい、講演や解説をYouTubeで配信するというやり方で行いました。この配信の作業は、星空公団の小野間史樹さんらに行っていただきました。質問教室の方は250 名ほどの皆さんに中継を視聴していただいたようです。
さらにバーチャルリアリティ（VR）を応用して、自分の部屋に居ながらにして小惑星リュウグウの上を歩きまわろうという試みも行われています。これは、太陽系物理学研究系のエリザベス・タスカーさんが中心となって試行されているもので、VR用の特別な装置がなくてもネットワークに繋がったパソコンがあれば体験できるものです。
「はやぶさ 2」が取得したデータを使ってよりリアルにVRの世界を構築すれば、自分がリュウグウに行ったらどのような光景を見ることができるのか、疑似体験
できることになりそうです。

VRで参加者がリュウグウ
表面を探索しているようす。
（エリザベス・タスカー氏提供）

YouTube中継中のパソコン。
（小野間史樹氏提供）

一方で、現実の世界に戻ると、「はやぶさ 2」の第 2 期イオン
エンジン運転が 5 月12 日から始まりました。午前 7 時（機上、日本時間）にイオンエンジン 1台が点火され、07：25（地上、日本時間）には安定して動作していることが確認されました。第 2 期
イオンエンジン運転は 9 月頃まで続きますが、この運転が終わると、「はやぶさ 2」は地球にカプセルを届けることができる軌
道に乗ることになります。
「はやぶさ 2」もいよいよ、最終段階に入ってきました。
（吉川 真）

奥田 治之名誉教授が瑞宝中綬章を受章されました
2020 年春の叙勲において、宇宙科学研究所名誉教授の奥田その一つ一つが解決されていきました。IRTS は、多目的実験衛
治之先生が、瑞宝中綬章を受章されました。
星 SFU (Space Flyer Unit) に搭載されて、1995 年に打ち上げら
奥田先生は、日本における赤外線天文学の創始者と言ってもれ、多くの成果をあげました。この成功が、その後の「あかり」
過言ではありません。名古屋大学時代に、故早川 幸男先生の勧 （ASTRO-F 2006 年打上げ）の実現およびSPICA計画（2020 年代のめで、松本 敏雄先生（宇宙研名誉教授）などと行った「岡山天体打上げを目指す）の推進に発展して行きました。
観測所における月の赤外線観測」は、日本における赤外線天文
このように、奥田先生は、まさに日本における赤外線天文学
学の第一歩となりました。1967 年に京都大学に移られ、故長谷の発展とともに歩いてこられ、その発展に尽力されてこられま
川 博一教授のもと、長野県上松町に口径 1mの赤外線望遠鏡をした。心からお慶び申し上げます。
（中川 貴雄）建設、赤外線偏光観測などのユニークな観測成果をあげられました。さらに、気球を用いた銀河系の赤外線サーベイ観測にも取り組まれ、銀河系中心部の構造解明につながる成果を生み出されました。
その後、スペースからの赤外線天文学を本格的に開拓すべ
く、1981年に宇宙科学研究所に移られました。そこで、気球を用いた遠赤外線分光観測に取り組まれ、星間ガスの主要な冷却源であると思われていた[CII] 158 μmスペクトル線の観測で、多くの成果をあげられました。
これらの成果をもとに、日本初の赤外線スペースミッション
IRTS (Infrared Telescope in Space) の実現に、名古屋大学、東京大学のグループとともに、取り組まれました。IRTSは、超流動液体ヘリウムを用いた日本初のミッションでもあり、その実現
SPICA国際会議（2000 年）で議論する奥田先生。議論の相手は、2006 年にには多くの技術的困難がありましたが、奥田先生の指導のもと、 ノーベル物理学賞を受賞したNASAのジョン・マザー博士。

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2020. 6

No.4715ISAS 事 情圦本 尚義先生が紫綬褒章を受章されました
2020 年春の叙勲において、前JAXA地球外物質研究グループ
やぶさ」の経験に基づいた先進技術の導入に成功されています。
長の圦本 尚義先生（北海道大学大学院・教授）が、紫綬褒章を現在、地球外物質研究グループは、
2020年12月の「はやぶさ2」受章されました。紫綬褒章は、科学技術分野における発明・発試料の帰還に向け、一丸となって準備を進めているところです。
見、学術及びスポーツ・芸術文化分野における優れた業績を挙
そして「はやぶさ 2」の後には、NASA OSIRIS-RExの小惑星Bennu
げた方に対し授与される栄典です。
試料の受け入れや、火星衛星サンプルリターン（MMX）に向けた
圦本先生は、筑波大学・東京工業大学・北海道大学において、 研究開発が控えています。
「そんなことしても、全然面白くない
長年にわたり研究教育活動に従事してこられ、19 人の博士号取じゃん」が口癖＊（？）の圦本先生に、「面白い！」と言ってもらえ
得者を含む数多くの若手研究者を育ててこられました。特に、 るような魅力的なサンプルリターン探査を成功させたいと思っ
研究室の若手研究者達と開発した世界初の同位体顕微鏡では、 ています。圦本先生、受章おめでとうございます！
＊
少なくても私の記憶では「太陽系形成初期の原始惑星系円盤に存在した最古の水」や「太（臼井 寛裕）
陽系形成以前に存在していた岩石微粒子」を発見するなど、多くの科学業績を挙げてこられました。また、はやぶさプロジェ
クトでは、小惑星イトカワのサンプルの酸素同位体分析を主導されました。これらの科学業績は国際的に高く評価され、2019
年には国際隕石学会により、顕著な功績をあげた科学者に贈られるレオナルド・メダルを受賞されました。
圦本先生と宇宙研との関係は、1990 年代のMUSES-C（後の「はやぶさ」）計画の立上げ段階にまでさかのぼります。その後、「はやぶさ」帰還試料のキュレーションおよび初期分析チームの主要メンバーとして多大な貢献をされた圦本先生は、藤村 彰夫先生・安部 正真先生の後を受け、2016 年に地球外物質研究グルー
プ長に就任されました。グループ長としては、「はやぶさ 2」のキュレーションチームメンバーとの記念撮影。
キュレーション設備の構築をJAXAインハウスで行うことで、「は （右から 6 人目が圦本先生。2019 年宇宙研キャンパスにて）

パリ日本人学校オンライン講座「科学を知ろう～今と科学とわたしと未来～」を開催

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フランスのパリ日本人学校にて、5 月にオンライン講座「科学課題とされる中、各国の宇宙機関が青少年向けの宇宙教育事業

を知ろう～今と科学とわたしと未来～」を開催しました。
新型コロナウイルスは、フランス社会にも甚大な影響を及ぼしています。現地の人々には、長期間の厳しい外出制限等が課されました。このオンライン講座は、休校が長引くなか、学習機会が限られる日本人学校の児童・生徒の皆さんへの手助けになればと思い、パリに事務所を置く国立研究開発 5 法人（JAEA/
JST/NEDO/NICT/JAXA）が共同で立ち上げた企画です。各法人の専門家が、科学の基本から最先端の研究、社会と科学の関係まで様々なテーマについて紹介しました。
講座は全 8 回のリレー形式で行われ、JAXAは「太陽系探査のいま」と「地球温暖化を知ろう」の 2 回を担当しました。このうち「太陽系探査のいま」には、小学 4 ～ 6 年生 70 名程が、各家庭からオンラインで参加しました。講座では小惑星探査機「はやぶさ 2」の吉川ミッション・マネージャと、水星磁気圏探査機「みお」の村上プロジェクト・サイエンティストが講師をつとめ、各ミッションについて紹介しました。子供達が現場のイメージを持ちやすいよう、ミッションの概要だけでなく、国内外の多くの人の手で探査機が開発・運用される様子も示されました。
講座の最後には、「惑星に触ったらどんな感じなのか」「 地球ス
イングバイにはどれくらい時間がかかるのか」など、多くの質問が寄せられました。
欧州では、科学技術関連の研究キャリアを選ぶ若者の減少がを積極的に展開しています。ESAは国際機関という特徴を活かし、加盟国の教育担当省庁と連携して、各国に欧州宇宙教育支援室（ESERO）を設置しています。こうした取組みによって、欧州の宇宙開発を担う青少年が増え、また日本の人材も同様に維持され双方の交流が深まれば、将来の宇宙開発プログラムにおける日欧協力は明るいと言えるのではないでしょうか。今回の講座が、子供達が科学に関心を持つきっかけになればと思います。企画に賛同して下さったパリ日本人学校の先生方に、この場を借りて御礼申し上げます。そして1日も早く、この厳しい状
況が良くなることを願ってやみません。
（朝倉 寛子）ISASニュース

2020. 6

No.471

オンライン講座当日の様子。小学 4 ～ 6 年生 70 名程が参加した。

載連
第イラスト ©石川雅之／講談社

みお つくし14 回 世代も国境も越え水星へ挑むベピコロンボの物語

水星／『惑わない星』
より

従来とは違う「みお」の地上系システムと運用
ご存じの通り「みお」は日欧共同のプロジェクト「BepiColombo」

リが受信出来た」との声が聞けた時は、嬉しかったのを覚えての一部であるため、従来のISAS衛星とは運用方法が異なりまいます。その後は地上系としては試験も順調に進んだと思っす。試験～打上後～水星到着後までフェーズ毎に地上系シスています（古い機器が壊れ何回か輸送しましたが）。

テムの構成（図参照）が変わります。
まずは、前半で試験から打上までの通信（テレメトリ/コマンド）について記述したいと思います。
日本での「みお」の地上試験は従来のISAS衛星と同じ様に進打上げ日程が決まりCSG（Centre Spatial Guyanais）で、テレメトリ伝送試験を開始しましたが、日本側にまたテレメトリが伝送されない事態が発生。大急ぎで調査すると、使用した
ISDN回線ではデータ伝送不可であることが判明し、急遽別回

められましたが、従来との違いとして、フライトモデル総合線の伝送に切替え間に合わせました。海外とのデータ伝送は試験に 2 年以上と長くかかりました。

本当に大変だと実感しました。水星に到着するまで 5 年と長その後、MPOとの結合試験の為、ESTEC（欧州宇宙技術研究

いので、機器を安全に維持していくのも今後の課題です。

センター）に地上系システムも輸送し試験に挑みました。地上では後半は打上からの運用編宜しくお願いします。

システムをESTECに設置し、コマンドをESTECから打ち、テレ

山下 美和子（やました みわこ）

地上系システム担当

メトリがESTECと日本に伝送されるかを確認します。ESTEC側

MMO data

MPO+MMO dataの伝送試験は無事に終わり、日本にテレメトリを伝送するた

ESA antenna

めISDNに繋ぎ伝送試験です。日本側と連絡をとりながらテレ

JAXA antenna

メトリが伝送されたのか確認するとISDNの電話回線は繋がっ

MMO Ops
SystemMMO Ops
System

BepiColombo
MOC

MMO Ops
Systemているのにテレメトリが伝送されないとのこと。持ち込んだ

ESA
ESTEC

ESA
GSC

ESA
ESOC

JAXA/USDA

日本製のISDN装置がヨーロッパでは使用出来ないのか。急遽

ISDN

回線

日本から海外でも使用できる装置の輸送をお願いしました。

SDTP

SINET

専用線

FTP

SDTP

MMO command/telemetrySDTP

MMO Ops
System

いつ届くのか、もし間に合わなければ別の手段に変更、それ

JAXA/ISAS
SSOC

をいつ判断するのかと毎日ヒヤヒヤでした。やっと「みお」の試験フェーズ

試験 1日前に届き装置を入替し試験実施、日本から「テレメト図  MMO Ground Segment Configuration2018 年 10 月 20 日、CSGから「みお」が打上げられました。
追 跡 管 制 隊 員 は、CSG、ESOC（ 欧 州 宇 宙 運 用センタ ー）、
ISASの三拠点に分かれ衛星の状況を見守っていました。
私はISASにいて、「みお」のテレメトリを確認できるまでドキドキしたことをつい最近のように思い出します。
さて、打ち上げられた後もこれまでのISAS衛星とは違った形式で運用を行っています。
その一部をご紹介したいと思います。
● コマンド運用編

テレメトリやコマンドの授受はMPOを経由して行っている

打上後フェーズ● 運用頻度編

航行中のBepicolomboの運用は週1-2回の頻度で実施されています。
その中でMMOが 運 用
できる日はさらに限られています。
運用頻度が少ないた 中央が地上系担当の山下さん、右端が筆者。

めパスの最初にダウン 左側の画面を通してリモートでESOCと連絡をリンク す る テレメトリ

取り合っています。

ため、コマンド送信を行う場合にはMPOが解釈できる形式にも多かったり、MPOに運用時間を譲渡しなければならなかった

して、運用の 1- 2 週間前にESOCの管制装置へ送っておく必要

りと、「みお」の運用時間が逼迫してしまうなんてこともしばしがあります。そのため、コマンド送信はESA（欧州宇宙機関）

ば…。分離までの運用は、常に時間との闘いとも言えます。

の衛星管制運用者が実施し、プロジェクトメンバーは現地もしくはISASからリモートでサポートする形式をとっています。

このように運用方法が違う分、地上での運用準備作業も異な● 運用場所編

りますが、最近では作業もスムーズに実施でき、効率化も進め

ISAS衛星は基本的にB棟の 2 Fか 3 Fの管制室で運用しています。

てきました。

しかし、「みお」は前述の通りESOCを介して運用をしているこ

滞りなく安定した衛星運用が進められるように、黒子のようとから「みお」運用室で行っています。
「みお」が管制室で運用な立場として今後も「みお」のミッション成功に寄与できたらとするのは約 5 年後の分離運用からの予定です。

思います。

地上系システム担当

中村 英斗（なかむら ひでと）

ISASニュース

2020. 6

No.4717

宇宙・夢・人S p a c e

H u m a n

D r e a m

宇宙に行くことを諦めていません

太陽系科学研究系 助教村上

水星到着まで科学者は一休み？

SF 映画の嘘を暴こうとしたら──国際水星探査計画ベピコロンボで日本側の科学者代表（プロ──なぜ惑星探査に携わるように？

ジェクトサイエンティスト）を務めていらっしゃいます。
ベピコロンボは、JAXAが担当する水星磁気圏探査機「みお」と父の影響でSF映画が好きになり、『2001年宇宙の旅』を見て宇宙ってかっこいいなと思っていました。でも、『トータル・リコー

ESA（欧州宇宙機関）が担当する水星表面探査機MPOによって水ル』のラストシーンは納得がいきませんでした。アーノルド・シュ

星を調べ尽くそうというプロジェクトで、2018 年10 月に打ち上

ワルツェネッガー演じる主人公が空気のない火星表面に放り出さげられ、水星到着は 2025年末の予定です。到着までの7 年間、れてしまうが、極にある氷が融け、氷の中に閉じ込められていた

科学者は暇だと思うかもしれませんね。でも、そうではないん

酸素が広がって助かる。そんなの都合がよすぎないかと。ちょうです。NASAの水星探査機「メッセンジャー」が 2011 〜 15年に観ど好きなテーマについて調べて新聞をつくるという宿題が出たの測したデータの解析が今も行われていて、新しいことが次々にわ

で、「SF映画の嘘を暴いてやる！」と意気込みました。ところが図かってきています。すると新しい謎が出てくる。その謎を解くた

書館で調べると、映画は正しかった。それで、さらに宇宙に興味

めにはどういう観測をするべきか、水星到着までの時間を使ってを持ちました。小学校の卒業アルバムの寄せ書きには「火星の石議論し、準備を進めています。

を持って帰ってきてね」とあるので、宇宙に関わる仕事をすると国際プロジェクトで大切なもの──このプロジェクトで最も楽しみにしていることは？

公言していたのでしょう。
──宇宙飛行士になりたいとは思わなかったのですか。
近い将来、宇宙飛行士でなくても宇宙に行ける時代が必ず来個人としては、「みお」に搭載されているナトリウム大気カメラる、と考えていました。私がつくった月面望遠鏡が故障したと

MSASI（ムサシ）の最初の画像です。私が初めて開発に携わったのき、直せるのは私だけだったら、私が月に行くしかない、となる

は、月周回衛星「かぐや」の紫外線カメラでした。その最初の画でしょう。だから、宇宙に持っていく装置をつくり、それを使っ像が管制室のモニターに映し出されたときの感動は、忘れられまて研究する道に進みました。特に、自分の代わりに宇宙に行き、せん。そのときに、惑星探査の世界で生きていこう、と決めまし

目になってくれるカメラの開発に取り組んでいます。自分が宇宙た。MSASIとは付き合いが長い分、もっと感動すると思います。

に行くことは、今でも諦めていません。

MSASIの開発に加わったのが大学院生だった2006 年ですから、
水星到着時には19 年の付き合いになります。部品の一部は海外

水星の次は、地球外生命探査へのメーカーがつくりました。国際協力での開発が初めてだった私──今後は？

は、最初とても苦労しました。国や文化が違えば、常識も違いま宇宙には、人をわくわくさせる力があります。でも、いろいろす。国際協力では、違いを理解した上で相手をリスペクトするこな探査機が飛ぶようになって、少しくらいのことでは感動しなくとが大切です。それは一朝一夕にできるものではなく、トラブル

なってきました。自分もみんなも感動することをやりたい。今考を一つ一つ解決して、時にはお酒を飲みながら語り合うことで、えているのは、地球外生命探査です。私は、地球以外にも生命

ようやく歯車がかみ合うようになり、信頼関係を築けるのです。

はいると思っています。地球外生命探査には何十年もかかるの

その経験は、今のプロジェクトサイエンティストの仕事にも活きで、若い人たちにつないでいかなければいけません。それには、ています。

若い人に興味を持ってもらえるように情報を発信していくことが──「みお」という愛称は一般公募で選ばれました。ESAの人た必要です。YouTuberになろうかな。

ちの反応は？

──研究開発において大切にしていることは？

好評です。選考では、海外の人が呼びやすいことも意識しまし楽しいチームにすることを心掛けています。惑星探査はよく航た。水に関する提案が多かったと話すと、ESAの人は「なぜ水？」海にたとえられますが、クルーを楽しませるには、船長が一番楽と不思議がります。こういう反応も、言葉が違う国際プロジェク

しんでいることが大切。ふざけているように見えるかもしれませトならではですね。

んが、自分のポリシーに従って真剣に楽しんでいるのです。

ISASニュース

編集後記
まだまだ非日常が続いている方も多いと思いますが、今月号も発
行にこぎつけました。こんな時こそ、いつもと変わらないことを大事にしたいですね。みおつくしも 14 回目になりました。みおつくし、
元々は澪つ串で航路の標識の意だそうです。世の中も迷わず進んでいくことを望むばかりです。
（坂東 信尚）ISASニュース

2020. 6

No.471

No.471

2020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 生田 ちさと編集責任者／ ISAS ニュース編集委員長 山村 一誠
デザイン制作協力／株式会社アズディップ〒 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。▶http://www.isas.jaxa.jp/8

豪（むらかみ ごう）

1984 年、神奈川県生まれ。
東京大学理学部地球惑星物理学科卒業。
同大学大学院理学系研究科地球惑星科学専攻博士課程修了。博士（理学）。
宇宙科学研究所にて日本学術振興会特別研究員、宇宙航空プロジェクト研究員を経て、2017 年より現職。

宇宙科学研究所

TEL: 042-759-8008