水星探査計画
BepiColombo
水星磁気圏探査機「みお」http://www.isas.jaxa.jp/

vs

水星 ︒

相模原市中央区由野台 3-1-1

人類〒252-5210

7年︒

宇宙科学研究所

年︑航行

宇宙航空研究開発機構

構想から国立研究開発法人

世代も国境も超えて挑む水星探査プロジェクト︒

Institute of Space and Astronautical Science

21©ESA/ATG medialab見た目は月にそっくり水星の見た目は月とよく似ており、クレーターに覆われた地形を持っています。しかし月では見られない水星特有の地形も多く発見されており、それらがどうやって作られたのかまだ謎が多く残されています。

プロジェクトマネージャ

BepiColombo とは：初の大規模国際協力ミッション
BepiColombo（ベピコロンボ）は宇宙航空研究

太陽系で最も太陽に近い惑星

水星

昼と夜の温度差が 600℃

開発機構（JAXA）とヨーロッパ宇宙機関（ESA）

水星は太陽系の惑星の中で一番内側を公転しており、が担当する水星磁気圏探査機「みお」と ESA が担

地球の 10 倍以上強い日光を浴びており、昼の表面温度当する水星表面探査機（MPO）の 2 機の探査機をは約 430℃にも達します。一方、地球のような分厚い大同時に水星周回へ送り込み、総合的な観測を行う

気をもっていないため夜は熱が宇宙空間に逃げてしまい、大規模な国際協力ミッションです。

約 -170℃まで冷えてしまいます。昼と夜の温 度 差が 約

平均公転半径※ 0.39 天文単位（AU） ※太陽系で最大の離心率をもつ楕円軌道（0.31-0.47 AU）

2018 年 10 月にフランス領ギアナからアリアン５ロケットにより打ち上げられ、合計９回もの惑星ス600℃もある過酷な環境の惑星です。

イングバイを経て 2025 年 12 月に水星周回軌道へ

小さくてもズッシリ重い
地球と同じく岩石でできた惑星で、その大きさは太陽©ESA投入される予定となっています。

りません。しかし地球とほぼ同じ密度をもっており、内部構想から 21 年：関係者の熱い意気込みには惑星半径の 3/4 にも及ぶ大きな鉄のコアがあると考BepiColombo の名前の由来：
イタリアの天文学者

日本で水星探査の検討が始められたのが 1997 年。打

BepiColombo という名前はイタリアの天体力学者でち上げまでにかかった時間は実に 21年。世代を超えたミッある Giuseppe Colombo 氏に由来しています。水星のションには、開発に携わった多くの関係者の想いが注がれ自転周期と公転周期が 2:3 の共鳴関係にあることを提唱

地球と同じく磁場があるています。

したり、スイングバイを惑星探査機の航行に利用した先地球と同じように水星にも磁場があり、その強さは地規模な国際協力ミッションであり、地球の磁気圏探査で世界で初めて水星を探査したマリナー 10 号の軌道を培われた日本の得意とする観測技術がふんだんに盛り込設計したのも彼であり、彼のおかげで水星探査が可能

惑星で磁場が作られるには内部のコアが溶けて流動しまれています。世界の中でも日本のもつ技術の高さを証になったともいえます。その功績をたたえ、彼のニッ系で最も小さく地球の半分以下（半径 2,440 km）しかあえられています。

水星基礎知識が協力して進める国際水星探査計画です。JAXA

球の約 1/100 です。

開発を担当する JAXA 宇宙科学研究所としても初の大駆者でもあります。

直径4880km（地球の 5 分の 2）

平均密度5.43g/cm3

自転周期

約 59 日ている必要があると考えられており、最も小さく冷え固ま明すべく、関係者の熱い意気込みがこの探査機には込め

クネームである Bepi をつけて我々の水星探査計画を

公転周期

約 88 日 （自転周期：公転周期＝ 2：3）

りやすい惑星である水星になぜ未だに磁場が存在していられています。

BepiColombo と名付けたのです。

水星の 1 日約 176 日るのかは大きな謎となっています。

©NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/
Carnegie Institution of Washington

「みお」

MPO

Mercury Magnetospheric Orbiter

Mercury Planetary Orbiter

水星磁気圏探査機「みお」は JAXA が開発したスピン多用し、反射によって少しでも熱の吸収を減らすととも水星表面探査機（MPO）は ESA が開発した 3 軸制御

強力な太陽光に対しては、常に耐熱シールドの面が向衛星です。磁場やプラズマ、希薄大気、ダストなど水星に宇宙空間への放熱効率を上げています。そのため過酷衛星です。水星の表面（地形、鉱物・化学組成）や内部（重くように姿勢を制御し、冷却を必要とする機器などを含周辺の環境を詳細に観測することを目的としています。

な熱環境である水星で観測を行うための様々な工夫が凝力場、磁場）を詳細に観測することを目的としています。

めて探査機本体の温度を低く保つ設計をとっています。

水星周回では地球の約 10 倍強い太陽光を受ける上に、昼には約 430℃にも達する水星表面からの熱放射にも耐えなければなりません。

らされています。
また太陽電池の裏側には機器を配置していません。太
陽電池は黒色のためどうしても温度が高くなるからです。

「みお」では、常に太陽光にさらされる側面には鏡を©ESA/ATG medialab©ESA/ATG medialab「みお」に搭載されている科学観測装置 観測内容

姿勢

プラズマ・粒子観測装置：MPPE

形状・ 直 径 1.8m の 円 に 内 接(Mercury Plasma Particle Experiment)

計 7 つのセンサーをもち、水星周辺における様々なエネルギーの電子・イオン・高速中性粒子を計測。

磁力計：MGF

水星本体・磁気圏・太陽風の磁場を計測。

プラズマ波動・電場観測装置：PWI

水星磁気圏および太陽風における電場・電磁波動・電波を観測。

ダスト計測器：MDM

太陽系内縁である水星軌道上での惑星間ダストや水星本体から放出されるダストを検出。

(Magnetic Field Investigation)(Plasma Wave Investigation)(Mercury Dust Monitor)

ナトリウム大気カメラ：MSASI(Mercury Sodium Atmosphere Spectral Imager)

水星の希薄なナトリウム大気の分布と変動を分光撮像。

スピン安定（4 秒周期）

サイズ す る 八 角 形 柱 型。 高 さ2.4m( アンテナ含む）。
水星軌 道上ではワイヤアンテナ 4 本（各 15m）と磁場計測用マスト 2 本（各5m）をそれぞれ進展する。
重量255kg

姿勢

MPO に搭載されている科学観測装置
レーザー高度計：BELA

Ka 帯送信機：MORE

加速度計：ISA

紫外線分光撮像器：PHEBUS

磁力計：MPO-MAG

中性粒子・イオン観測装置：SERENA

赤外線分光撮像器：MERTIS

分光・撮像複合カメラ：SIMBIO-SYS

ガンマ線・中性子線検出器：MGNS

太陽風モニター：SIXS(BepiColombo Laser Altimeter)(Italian Spring Accelerometer)(Magnetic Field Investigation)(Mercury Radiometer and Thermal Imaging Spectrometer)(Mercury Gamma-Ray and Neutron Spectrometer)

X 線分光器：MIXS(Mercury Imaging X-ray Spectrometer)(Mercury Orbiter Radio science Experiment)(Probing of Hermean Exosphere by Ultraviolet Spectroscopy)(Search for Exosphere Reﬁlling and Emitted Neutral Abundances)(Spectrometers and Imagers for MPO BepiColombo Integrated Observatory)(Solar Intensity X-ray and particle Spectrometer)

三軸制御

形状・ 2.4 × 2.2 × 1.7m。
サイズ 打上げ後に太陽電池パドル（7.5m）を展開する。
重量1230kg

水星への旅水星探査：
困難の多い探査水星は実は探査が困難な惑星です。たどりつくために最も多くのエネルギーが必要な惑星だからです。そのため、これまで水星へ行ったことがある探査機はマリナー 10 号とメッセンジャーの２機のみで、水星周回軌道に投入されたのはメッセンジャーだけとなります。BepiColombo の水星への道のりも険しく、水星へたどり着くのに必要な膨大なエネルギーを賄うために合計９回もの惑星スイングバイを行います。これは惑星探査機としては史上最多です。
©NASA/Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory/
Carnegie Institution of Washington

水星スイングバイ
4. 2021 年 10 月 2 日
5. 2022 年 6 月 23 日
6. 2023 年 6 月 20 日
7. 2024 年 9 月 5 日
8. 2024 年 12 月 2 日
9. 2025 年 1 月 9 日
合計 9 回の惑星スイングバイを実施©ESA/ATG Media Lab

2025 年 12 月 5 日、水星周回軌道投入。

©ESA▲アリアン5ロケット

2018 年 10 月ー 打ち上げ（日本時間）

地球スイングバイ©JAXA

金星スイングバイ
2. 2020 年 10 月 16 日
3. 2021 年 8 月 11 日

1. 2020 年 4 月 13 日

水星までたどり着くカギとなる技術：スイングバイ

なぜ到着まで約７年もかかるのか？

探査機が惑星の近くを通過すると、惑星の重力によっ

地球と水星の距離は最も近いときで約 0.5 天文単て探査機の進む方向が変わったり加速・減速したりしま位、最も遠いときでも約 1.5 天文単位であり、木星ます。このように惑星の重力を利用して探査機の速度をでの距離が 4 〜 6 天文単位であることと比べてもそ変える航法をスイングバイといいます。

れほど遠い距離ではありません。

スイングバイを利用することで燃料を使わずに探査

それではなぜ到着まで 7 年もかかるのでしょうか？

機を運航することができます。今では多くの惑星探査その要因はスイングバイ回数の多さにあります。探査機がスイングバイを利用して目的の惑星へ向かいます。

機をスイングバイさせるためには惑星に近づくタイミングを待たなければならず、そのために太陽の周りを何周もすることもあります。決して地球からの距離が遠いために 7 年もかかるわけではなく、スイングバイのための待ち時間が長いためにこれだけの期間を要してしまうのです。

※予定日時は 2018 年 9 月現在のものです水星磁気圏探査機「みお」‐日本（JAXA）担当のスピン衛星（約 255kg）‐ 高度：近水点高度 590km 〜 遠水点高度 11600km‐ 周期：約 9.3 時間‐水星の周りの環境（磁場、プラズマ、ダスト、大気）を精密に計測する

水星表面探査機（MPO）‐ 欧州（ESA）担当の 3 軸制御衛星（約 1230kg）‐ 高度：近水点高度 480km 〜遠水点高度 1500km‐ 周期：約 2.3 時間‐水星の表面（地形、鉱物・化学組成）や内部（重力場、磁場）を精密に計測する

水星での観測2 機の探査機を異なる軌道へ投入「みお」の観測

2機同時観測の強み「みお」に搭載されたプラズマ・粒子観測装置、2015 年に観測を終えたメッセンジャー探査機とBepiColombo は水星へ到着すると、いよいよ世界磁力計およびプラズマ波動・電場観測装置は連動し初となる 2 機の探査機の水星周回軌道への同時投入て観測を行い、水星周辺の宇宙環境、特に磁気圏でを行います。役目を終えた電気推進モジュールを分起こる様々な物理現象を捉えます。

離した状態で水星周回軌道投入を行い、まず「みお」を遠水点高度の高い長楕円軌道へ投入します。

またナトリウム大気カメラは水星がもつ希薄なナトリウムの大気の発光を捉え、その分布と時間変化

その後「みお」を護っていたサンシールドも分離しから大気生成メカニズムの謎を明らかにします。さた MPO は徐々に高度を下げ、高度の低い軌道へとらに水星ダスト計測器はほとんど未知である太陽系投入されます。以降、「みお」と MPO は同じ軌道面最内縁でのダスト分布を観測します。の大きな違いは、異なる軌道を周回する 2 機による同時観測にあるといえます。水星の内部で何が起きているか知るには磁場の分布を精密に測定することが重要です。
一方、水星周辺では強い太陽風により電磁場環境の乱れが引き起こされており、水星そのものがもつ磁場の測定の妨げとなります。BepiColombo では２地点から同時に磁場を測定することで両者を切り上を異なる高度で周回しながら、それぞれ科学観測分け、これまでよりも精密に水星内部の情報を得るを行います。

ことができるのです。

BepiColomboが目指すサイエンス

地質から読み解く
水星は太陽に最も近い惑星であるにもりはるかに多い揮発性元素をもつことが発見されました。またメッセンジャー探査機が発見した水星特有の不思議なくぼ地も、地表から揮発性物質が抜けた痕跡ではないかと考えられています。
これらの結果は水星がいまよりも外側で生まれたことを示す可能性もあり、惑

揮発性物質の含有量︵カリウム トリウム比 )かかわらず、表面の鉱物組成には予想よ／

星形成論の再検討にもつながるカギを水星が握っているかもしれません。

太陽からの距離（天文単位）©NASA/JHUAPL/CIW

周辺環境から読み解く

磁場から読み解く
地球のもつ磁場の研究から、惑星が磁場を生む

水星は太陽に最も近く、磁場をもつ惑星です。太陽には内部に溶けた金属核をもち、それらが対流す系の惑星は常に太陽が放出する高速のガス流である太ることで電流を発生させる必要があると考えられ陽風にさらされています。地球のように惑星がもつ磁ています。太陽系で最も小さい惑星で、冷え固ま場は太陽風に対してバリアの役割をすると考えられていりやすいはずの水星になぜまだ溶けた金属核が存ますが、水星がもつ磁場は地球よりも弱く（1/100 程度）、在するのかは大きな謎のままです。さらに、メッセしかもはるかに強烈な太陽風にさらされています。

ンジャー探査機の観測により水星磁場の中心は赤

このような地球と異なる過酷な環境でどのような現道から大きく北にズレていることがわかりました。

象が起きているかを知ることで、惑星磁場が太陽風にどのような内部構造があればこのような非対称対して果たす役割を明らかにします。そして将来的には、の固有 磁 場ができるのか？ BepiColombo では２

その理解は太陽系以外の惑星における生命存在可能性機による詳細な磁場観測から水星内部を解き明かを探るのに役立てられると考えられています。

し、惑星「進化」の情報を読み解きます。