ISSN 0285-2861

ニュース

JAXA宇宙科学研究所

2018

10

No.451

再使用ロケット実験機
RV-X第1次地上燃焼試験
８月より能代ロケット実験場にて再使用ロケット実験機 RV-Xの地上燃焼試験に取り組んでいます。飛行実験に向けてエンジンの特性や音響振動などの環境
データを取得すること、安全かつ効率的な繰り返し運用方法を習得することなどが主な目的です。９月上旬までに２回の燃焼試験を実施し、９月下旬からも引き続き試験を進めています。
（5P 参照）

宇 宙 科 学 最 前 線「あかつき」による金星の気象と大気力学の研究
はじめに：「あかつき」「あかつき」は 2010 年５月に打ち上げられた金星探査機です。同年 12 月の軌道投入失敗の後、生き残った
姿勢制御エンジンを使って、2015 年 12 月に軌道投入に成功し、以来金星を周期 10 日ほどで周回しながら、観測を続けています。紫外線から赤外線の様々な波長で撮影して大気や雲などを観測する、いわば金星の気象衛星です。
筆者は気象学者です。「あかつき」科学チーム内では、雲を追跡して風を推定し、それを使って金星大気の力学を研究しています。探査機本体や搭載機器の開発には関わっていない身ですが、僭越ながら、「あかつき」のこ
れまでの科学成果を紹介します。

金星の気象と気候大気をもつ太陽系の地球型惑星には、地球のほかに火星と金星があります。現在の地球の大気しか知らなければ、それに縛られた発想になりがちです。地球以外の惑星の気象とその仕組みを知ることは、地表面のある惑星の大気を広い枠組みで理解することに役立ちます。それ

北海道大学 地球環境科学研究院 准教授
宇宙科学研究所 客員准教授

堀之内 武 （ほりのうち たけし）
は、地球大気の将来の可能性に対する知見にも、生命を育む惑星の大気のありようの可能性についての知見にも繋がります。
地球以外の２つの惑星のうち、火星の大気の理解はより進んでいます。地球大気とは組成（CO₂ が主）も地表
気圧（地球の１％弱）も大きく違いますが、移動性高低
気圧や低緯度から中緯度に向かう大規模な大気循環が存在し、大気潮汐や砂嵐があるなど、多くの面で地球の気象と本質的に同じ現象が、違った形やスケールで展開します（例えば火星の砂嵐は、時に火星全体に広がります）。
それに対して、金星にはそもそもどのような気象があ
るのか、あまりわかっていません。図１は、後に「あかつき」として実現される金星探査機を提案した「金星探査計画提案書」（2001 年）の中の図の一つです。「金星気象オービターからのグローバルな観測によって、果たしてどのような大気運動が姿を現すだろうか。」とありますが、さて、観測を始めたらどんなことがわかったか、
まだ途中経過ですが、本稿で紹介します。
金星大気は地表面付近での気圧が高く（約 90 気圧）、
気温も高い（約 460℃）ことは、つとに知られていま

ISASニュース 2018. 10

No.4511惑星波動

鉛直・水平対流

熱潮汐波

電放電

順圧・傾圧不安定

対流圏・成層圏
物質交換

大規模水平乱流
子午面循環

内部重力波
砕波乱流
シアー不安定雲粒の生成、
輸送、
変質
雲クラスター
雲放射 - 大気力学
フィードバック

図１ 「金星探査計画提案書」（2001 年）中の図の一つ。同文書における見出しは「金星気象オービターからのグローバ
ルな観測によって、果たしてどのような大気運動が姿を現すだろうか。」です。

すが、金星大気に関して近年有名になりつつあるのが、「スーパーローテーション」です。金星の自転は、一回転に 243 日かかるゆっくりしたものですが、大気は自転と同じ向き（ちなみに地球と反対で西向きです）に、
より高速で回転しています。その速さは、地表付近から高くなるほど増し、高度 70 km 付近では約４日で金星を１周することが、20 世紀に行われた突入観測などからわかっています。これがスーパーローテーションです（自転を「上回る回転」という意味です）。この現象がどのようなメカニズムで生じるか、説はあるもののまだ解明されていません。
「あかつき」の主な観測ターゲットは金星の大気と雲です。金星の雲は硫酸を主成分とし、高度 45-70 km に分布しています。この分厚い雲に覆われた金星にはどのような未知の気象があるか、それはどのような力学に支配されているか、そして、スーパーローテーションはどのように生じ、どのように維持されているかを明らかにすることが、「あかつき」プロジェクトの主な目標です。
以下では、これまでの成果を駆け足で紹介します。

2「弓状構造」の発見とそれがもたらしたもの

が白く表現されています。上空は気温が低いので、雲があるとそこが白くなるという仕組みです）。この「弓」は、南北両半球にまたがり、長さは約１万 km に及びます。
その後の数日間の観測により、この模様は金星の風に流されず動かないことがわかりました。動かない雲模様
は、はるかに小規模なものなら地球でもよく発生します。
それは、山岳波と呼ばれ、浮力を復元力とする「大気重力波」と呼ばれる波の一形態です（一般相対性理論による重力波とは全く別物です）。金星の弓状構造も、地球では観測されたことのない巨大なものながら、山岳波であることが明らかになりました※１。実際、弓の中央の下、赤道あたりに、アフロディーテ（ビーナスのギリシャ名ですね）高地という 4,000 ｍ級の広い高地があります。
しかし、このような山岳波の存在は、かなり考えにくいことでした。山岳波は、山越え気流の上下動によって生じますが、過去数回の突入観測からは大気下層にほとんど風がないという結果が得られており、それをもとにシミュレーションを行うと、やはり山岳波はほとんどできなくて観測が説明できません。また、スーパーローテー
ションの長期安定性を考えると、低緯度の風は、（弱いながらも）基本的には地球の貿易風と同様に自転と逆向「あかつき」は 2015 年 12 月７日に金星周回軌道に投入され、それから数日間、金星の画像を何枚か撮りました。とくに、投入直後の撮影は、もしも再度投入に失敗しても金星のクローズアップ写真が撮れるようにと計画されたものです。２日後の 12 月９日に、最初に得られた画像を公開する記者会見が行われました。この日は、「あかつき」科学チーム内でも、記者会見でも取りあげられたひとつの画像（図２）についての話題で持ちきりでした。それは、LIR という、天気予報でおなじみの気
象衛星「ひまわり」の赤外画像と同様に中間赤外線で撮影するカメラがもたらしたものです。そこには、これまで誰も見たことのない弓型の模様がくっきり写っていました。LIR の観測からは雲頂の温度がわかりますが、それは雲の高さを反映するので、雲頂が弓なりの山脈のようになっていることを意味します（ちなみに、同様な観測による、「ひまわり」の画像では、温度の低いところ

図２ 「あかつき」の軌道投入直後に LIR によって撮影された中間赤外画
像（速報に使われた画像）。自転軸が少し傾いた状態で写っています（画面下の白っぽいところは南極付近）。

ISASニュース 2018. 10 No.451

宇 宙 科 学 最前線
きが卓越すると考えられますが、それは金星で山岳波が上空に到達できる条件とは反対です。
このような困難があるということは、裏を返せば、今までの知見が不十分であったことを示唆します。つまり、弓状構造の存在は、下層大気についての知見と、スーパー
ローテーションの長期安定性の理論にとって、満たすべき制約条件として活用できることがわかったのです。その後の観測から、弓状構造は、金星の高地上に、太陽との位置関係がある条件を満たすときによく現れることがわかりました※２。そして、最近それを、金星の大気大循環モデル（地球の気象・気候の予測に使われるのと同じつくりの計算機プログラム）によるシミュレーションで見事に再現した研究が現れました※３。これにより、山地の上で風速が強化される「目からうろこ」的なメカニズムが示されました。ただ、そのシミュレーションは設定が特殊で、山地の存在によってスーパーローテーションの維持が難しくなることも示され、まだまだ課題があります。

ベールを脱いだ、雲の中で展開するダイナミック
な運動
金星の厚い雲は光や赤外線を散乱し観測を阻みます
が、赤外線の特定の波長帯では下層からの赤外線が雲によって減衰されつつも直接宇宙空間に届きます。「窓領域」と呼ばれるこの波長帯を使って、「あかつき」では、雲の「影絵」を観測できます。残念ながら、この観測が行える IR2、IR1 という観測装置は、現在は不具合により観測できませんが、投入後１年の間に素晴らしいデー
タをもたらしました。
影絵は主に、比較的濃い中・下層の雲によって生じることがわかっています。その運動を追跡することで流れがわかります。窓領域での観測は、「あかつき」の前に金星を観測した Venus Express（欧州の金星探査機）などで行われていますが、観測機会が限られていました。
「あかつき」以前の研究からは、中・下層雲域での流れは、極域以外では変化に乏しく、単純に東から西に流れていると考えられてきました。しかし、「あかつき」により、これまで見られたことのなかったジェット様の気流が赤道上に現れる時期があることが見つかり※４、さらに流れの様々な乱れが生ずることが明らかになりました。図３
はその一つです。渦巻きのような模様がいくつか東西に連なっています。これは、コーヒーにクリームを浮かべてスプーンで回したときにできる模様と成因は同じで、シアーと呼ばれる局所的な流れの差が一定以上に大きくなると生じます。上記の「赤道ジェット」においても、その脇でシアーが強まり、直径 1,000 km 以上の渦の列が生じた現象も観測されました。その他に、今のところ成因が全くわからない筋状の大規模構造が形成されることなどがわかっています。シミュレーションからは、地球の移動性高低気圧と似たメカニズムで大規模な流れが生ずる可能性も示されています。それはまだ見つかっていませんが、データ処理の工夫で今後見つかる可能性があります。
「あかつき」がもたらした画像は、静かで面白みのな
い中下層雲域の流れという従来の描像を大きく覆しました。さらに、紫外線による雲頂の観測からも様々な発見

図３

IR2 によって捉えられた中下層領域の渦列の例。経度 - 緯度座標で表示してクローズアップ。雲の濃いところがより白くなるよう，
明暗を反転。

がありました。「あかつき」の計画時に挙げられた知識の空白（図１）は、（まだ大きいものの）埋められつつあります。

スーパーローテーションの維持機構
スーパーローテーションの維持機構を調べるには、金星大気において角運動量の流れがどのようになっているかを知る必要があります。かなり精度の高い観測が必要なため、過去の探査機では実現していなかった挑戦的な課題です。「あかつき」の「雲追跡」チームは、このため新しい雲追跡法と精度評価法を開発しました。私の研究室では、2010 年の打上げの年に入学した大学院生が雲追跡法の開発に取りかかりました。その年の軌道投入には失敗したものの、Venus Express のデータを使って一緒に開発を進めました※５。2015 年からは、「あかつき」
用にそれまでに開発されてきたプログラムに統合し、さらに開発を進めました。これを「あかつき」のデータに適用すると、データが高品質なことと相まって、過去の金星探査にもとづく研究を大きく上回る精度の風速推定が、広範囲に行えることが明らかになりました。上記の
赤道ジェットの発見も、この技術に支えられています。
スーパーローテーションの維持機構の研究は、現在進行中です。これまでに、雲頂付近での角運動量収支がかなり制約できることが明らかになりました。その結果は、最近の日本のグループの数値モデリングの結果と整合的です。そこで、観測と数値モデリングの結果を両輪として研究を進めています。その内容は、今後論文として発表することになります。

おわりに
本稿では、「あかつき」によってこれまでに得られた成果の一部を紹介してきました（学術的なインパクトが大きいけれど紹介しきれなかった成果がいくつかあります）。「あかつき」を機に、観測だけでなく理論やモデリングでも、日本の金星大気研究が盛り上がってきています。ISAS ニュース 2017 年９月号（No.438）もご覧く
ださい。これからも金星の気象と大気力学の解明が進む
よう、そしてより広い見地で「地球流体力学」が深まる
よう、貢献していきたいと考えています。

※１
※２
※３
※４
※５

Fukuhara et al., 2017, Nature Geoscience, 10, 85-88.
Kouyama et al., 2017, Geophys. Res. Lett., 44, 12,098-12,105
Navarro et al., 2018, Nature Geoscience, 11, 487–491.
Horinouchi et al., 2017, Nature Geoscience, 10, 646-651.
Ikegawa and Horinouchi, 2016, Icarus, 271, 98-119.

ISASニュース 2018. 10

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3

ISAS

事

情

「はやぶさ２」：タッチダウン運用リハーサルとMINERVA-II1分離運用
９月になり「はやぶさ２」の運用が最初の山場に入っ

を 開 始しました。

てきました。まず、９月 10 日から 12 日にかけて、最リハーサルの時と初のタッチダウンに向けた１回目の降下リハーサルを行

同様に、最初は0.4いました。小惑星リュウグウに高度 40 ｍ以下まで接近

m/s の速度で、そして戻ってくるという運用です。

して高 度５km か探査機は、９月 11 日の 15：27（日本時間）よりホーらは 0.1 km/s のムポジション（高度 20 km）から 0.4 m/s の速度で降速度で降下しまし

下を開始しました。降下は順調に進み、高度が約５km にた。そして、リハーなった９月 12 日の 02：05 に降下速度を 0.1 m/s に

サルでは降下を中減速しました。その後も順調に降下していきましたが、同止してしまった高

日 12：57 に高度約 600 ｍで探査機は自律判断で降下度 600 ｍも無 事を中止し、上昇に転じてしまいました。その理由は、探に通過し、９月 21

査機と小惑星表面の間の距離を測っている LIDAR（レー日 の 13：04、つザ高度計）の計測ができなくなったためです。翌日、探いに高度 60m に査機は正常にホームポジションに戻りました。

達しました。ここでLIDAR の距離計測ができなくなった理由は、すぐに判探 査 機 は３cm/s

明しました。LIDAR は、遠距離モードと近距離モードがに減速し、約２分

図２ 2018 年 9 月22日11：44(日本時間）にRover-1A が撮影。カラー画像。リュウグウ表面において移動中（ホップ中）に撮影されたもの。下がリュウグウの表面。上の白い部分は太陽光によるもの。

あり、600 ｍ付近でモードを切り替えることになってい後の13：06 に、
MINERVA-II1を切り離しました。その１分後、ました。ところが小惑星からのレーザ反射光の強度が弱探査機は上昇のためのスラスタ噴射をし、順調に上昇を続く、近距離モードでの計測が上手くいかず、結果としてけて、９月 22 日の 15：00 にはホームポジションに戻りま

モードを切り替えることができなかったのです。近距離した。MINERVA-II1 分離は成功です。

モードはこのリハーサルで初めて使うモードだったので、分離された MINERVA-II1 ですが、分離直後に探査機

設定条件がこの目的に適切でなかったのが原因でした。

との通信ができ、21 日の夜の運用では画像データを取つまり、LIDAR の設定値を適切に調整すればよいという得、着地したことも分かりました。最初に送られてきたことになり、深刻なトラブルではないと判明しました。

いくつかの画像の中で非常に印象的だったものが図２で40 ｍ以下まで降下するという目的は果たせませんです。世界で初めて至近距離で見た小惑星表面ということしたが、このリハーサル降下でタッチダウン候補地を約だけでなく、太陽光のいたずらで全く予想していなかっ

３km 上空から撮影できました（図１）。これまでよりもた芸術的とも言える写真となっています。

詳しく候補地が確認でき、タッチダウンの検討にとって重要なデータが取得できたことになります。

MINERVA-II1 に は 1A と 1B の ２ 機 が あ り ま す が、両方ともホップして移動していることも確認されまし

LIDAR の設定値を変更すれば問題ないという判断がなさた。また着陸後の数日（と言っても、リュウグウ時間でれましたので、小型探査ロボットである MINERVA-II1（ミネは 10 日以上）にわたって２機の MINERVA-II1 からはルバ・ツー・ワン）をリュウグウ表面に届ける運用は予定ど情報が送られてきています。

おりに行うことになりました。降下のための準備運用は９月「はやぶさ」初号機では 2005 年 11 月に「ミネルバ」

19 日から始まり、９月 20 日の 14：08 から探査機は降下を放出しましたが、小惑星イトカワの表面に届けることができませんでした。「ミネルバ」は、「はやぶさ」の太陽電池のパドルを撮影しただけで、太陽系空間のどこかに飛んでいってしまいました。それから約 13 年、今度は小型探査ロボットを小さな小惑星に届けることができ、その小型ロボットが小惑星の表面を飛び跳ねながら探査をしているわけで、感慨深いと同時に想像しただけで楽しくなってきます。MINERVA-II1 は、新たな探査スタ
イルを実証したと言ってよいでしょう。
「はやぶさ２」は、まず一つの挑戦に成功しました。これから MASCOT（マスコット）分離運用、タッチダウ
ン運用、衝突装置運用とさらに高度な運用が控えていま

図１ 望遠の光学航法カメラ（ONC-T）で約３km 上空から撮影したタッチ
ダウン候補地点付近の画像。2018年９月12日６：00（日本時間）
頃の撮影。L08がタッチダウン候補地点であり、L07とM04はバッ
クアップの地点を示す。
（©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）

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ISASニュース 2018. 10 No.451

す。プロジェクトメンバー一同、気を引き締めて運用に取り組んでいます。

（吉川 真）

2018 年 10 月３日に、MASCOT 分離運用を行い、無事に MASCOT をリュウグウ表面に届けることができました。MASCOT からデータも取得できています。

再使用ロケット実験機RV-X・第１次地上燃焼試験の状況
能代ロケット実験場で実施している再使用ロケット実

機体の周りには足場が組まれ、そこで各実験班の準備

験機 RV-X の第１次地上燃焼試験についてご紹介します。

作業が行われるのですが、この夏の能代は 18 年間能代

RV-X は 2003 年まで飛行実験を繰り返した RVT よりに通う私も経験したことがないような猛暑がつづき、皆も一回り大きく、より将来に向けたロケットの再使用技

さん汗だくになって作業を進めました（私だけ涼しい本術を飛行実験などにより獲得するための実験機です。昨部でごめんなさい…）。また８月後半は大雨や雷が続き、年度から今年６月まで相模原キャンパスにて実験機の構挙句の果てには台風まで近づいてきまして一部作業に遅築を進め、タンクやバルブ、配管などの推進系とそれられが生じましたが、９月１日に漸くエンジンの燃焼試験を支える構造系を組み立てました。組み上がった機体をを行うことができました。９月後半からはエンジン推力

６月末に能代ロケット実験場に移動し、専用のテストス

を最大の約４トンまで上げる試験を実施し、今回の目的

タンドに据え付けて試験に向けた準備を開始しました。

であるエンジンの作動点を決めるためのバルブの開度

RV-X は推進剤として液体水素と液体酸素を用います。

データや燃焼中の振動などの環境データを取得していまこれらの液体推進剤を機体に搭載されたタンクに充填し、す（表紙参照）。安全かつ効率的な再使用運用を実現する

タンクの加圧の特性や推進剤の蒸発率、エンジンへの供ため、燃焼試験を繰り返し行う中で運用手順を改善しつ給能力など、燃焼試験に向けた推進系の特性を取得する

つ取り組んでいます。

ための機能試験を７月に実施しました。これと並行して、今回の実験には相模原のメンバーだけでなく、この研機体に搭載するエンジン、機体を操作するアビオニクス

究活動に一緒に取り組む角田やつくば、調布の皆さん、や計測系など、燃焼試験に必要な機器の準備を進め、７共同研究先のメーカさんなども参加し、再使用型宇宙輸

月末までに各機器を能代に集結して、８月からいよいよ送システムの開発を加速すべくチーム一丸となって頑地上燃焼試験 RV-X-1 の準備作業に入りました。飛行実張っているところです。能代の皆さんも毎日サポートあ験に向けてエンジンの特性や音響振動などの環境データ

りがとうございます。スタンドの RV-X を見上げるとやっを取得すること、効率的な繰り返し運用方法を習得するとロケットっぽくなってきたかなと思いましたが、まだことなどが燃焼試験の主な目的です。これが RV-X とし

まだこれからです。引き続き応援よろしくお願いします。

ては初めてエンジンに火をつける試験となります。

（野中 聡）

BepiColombo 燃料注液とスタック状態への結合「みお」は８月末に MPO と結合されミニスタックと呼は 101 機目となりばれる状態になりました。ミニスタックおよび MTM はます）の打上げが作業場所を燃料の注液を行う場所（S5B と呼ばれるク行われました。当

リーンルームです）に移動し、９月４日から 12 日にか初の予定よりも３

けて MPO・MTM への酸化剤（MON）の注液、MTM

週 間ほど 遅 延しへの燃料（MMH）の注液、MPO への燃料（ヒドラジン）て、９月 25 日（現の注液を順次行いました。

地時間）となった作業は順調に進み、９月 19 日にはミニスタックと MTM

為に、射場側の準が機械的に結合され、打上げおよび巡航軌道での形態とな

備作業の制約からるスタック状態へと移行しました。この結合作業はミニス

BepiColombo の打

タックへの結合作業と同様に Thales Alenia Space Italia

上げ予定日は当初のチームにより実施されました。この作業は既に推進薬の10 月18日夜（現が衛星に充填されているため危険作業であり、人数制限

地時間）から１日（JAXA からは１名）をした上で実施されました。この後そ遅れの 10 月19 日の週末にかけて電気的な結合作業が行われました。
翌週の９月 24 日から 25 日にはスタック状態での電夜（現地時間）となりました。

ミニスタックと MTM の結合作業の様子。
（©️CSG）

気試験が行われました。この電気試験により「みお」と10 月４日からは POC（英語表記では、Combined

MPO との間の電気的チェックおよび「みお」の動作確

Operations Planning）と呼ばれるロケット側との共同認が行われ健全性が確認されました。この試験が打上げ作業が開始されます。長かった射場作業もいよいよ大詰

前の最後の電気試験であり、地上で「みお」に火が入るめを迎え、打上げが目前となってきました。

のはこれが最後です。次に「みお」に火が入るのは打上
げ後の宇宙空間となります。
この間にBepiColombo の一つ前の打上げである VA-243（Ariane-5 として 100 機目！VA-245 である BepiColombo

最新情報は「みお」プロジェクトホームページに掲載
されています。
http://www.stp.isas.jaxa.jp/mercury/index-j.html（早川 基）ISASニュース 2018. 10

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ISAS

事

情

第12回「ひので」科学会議「ひので」は、打上げから今年で 12 年が経過し、日本で最も“長生き”な太陽観測衛星となりました。この 12 周年を祝う場所として、アラブと西洋の文化が融合した建築物が数多くあるスペイン・グラナダが選ばれました。この地にて、太陽研究の最新成果を議論する第12 回「ひので」科学会議（Hinode12）が９月 10 〜
13 日に開催されました。
140 人以上の研究者が集まり、４日間にわたって毎日
20 件以上の口頭講演とポスター発表を通して、活発な第 12 回「ひので」科学会議の参加者。

議論が交わされました。なかでも、宇宙天気の予報能力

また、太陽観測で最大口径となる地上望遠鏡「DKIST」

改善に向け取り組まれている“太陽噴出”に関する研究は来年ファーストライトが予定され、「ひので」との共や、数値シミュレーションと協力して進められている「ひ同観測が強く求められています。さらに、日本主導で開ので」偏光観測データに基づいた“磁場構造のモデリン

発が進められている小規模プロジェクト「CLASP 2」
・グ”は、特に注目を集めました。また、太陽観測を開始「SUNRISE-3」でも、「ひので」による支援が必須です。

した ALMA などの地上望遠鏡や最近実験が行われた観測

このように「ひので」による高精度な宇宙観測は、連携

ロケット「Hi-C 2.1」
・
「FOXSI-3」の報告では、「ひので」して物理現象の解明に必須な情報を提供しているのです。

との連携観測研究が重要な役割を果たすことがわかりまさらなる太陽の理解を目指し、「ひので」の次の衛星した。結果として、最も重要なトピックと私が感じたのは、が計画されています。それは「Solar-C_EUVST」です。

多岐にわたる将来宇宙ミッション・大口径地上望遠鏡にこの衛星は、太陽の活動が極大となる 2024-2026 年

対し、「ひので」が如何にそれらと研究連携するのか、との打上げを目指しており、最近 JAXA の“ミッション候

いう点です。例えば、今年打ち上げられた NASA の探査補”として採択されました。我々は、今まさに日本が牽機 Parker Solar Probe は、「ひので」との共同観測が迫っ引する太陽物理学の黄金時代に立っています。「太陽活動ています。この探査機は、太陽に接近して“その場”観の変遷」や「噴出現象の物理背景」を理解できれば、そ測を行いますが、観測点と磁気的に結びつく太陽の微細れらが地球へ及ぼす影響への理解も大きく深まるに違い

磁場構造の診断は、現状「ひので」でしか成し得ません。

ありません。（カルロス キンテロ・ノダ、（訳）大場 崇義）

MMS衛星による最新成果～宇宙空間でプラズマ波動を介したエネルギー輸送を直接捉えた～2015 年３月に打ち上げられた NASA の MagnetosphericMultiscale（MMS）衛星編隊４機には、JAXA と明星電気が開発に大きく貢献した、かつてない高時間分解能

波動粒子相互作用を観 測 す る MMS 衛 星のイメージ。
（© 東京大学）

で全方向から来たイオンを計測できるデュアル - イオン
エネルギー分析器（FPI-DIS）が搭載されています。
宇宙空間はプラズマと呼ばれる荷電粒子で満たされており、高度が数千 km 以上では、密度が非常に低いため

6粒子同士がほとんど衝突しない無衝突状態となっていま

拠が積み重ねられてきていたものの、一連の過程全てをす。このような無衝突状態は、天体の近傍を除けば宇宙観測によって一度に実証したのは世界初の成果※１※２ と空間の普遍的な状態です。無衝突で荷電粒子同士がエネなりました。このエネルギー輸送を観測するための解析

ルギーをやり取りするには電場や磁場の力を介する必要手法は、「あらせ」に向けて開発されてきた技術（参照：があり、その中で、プラズマ波動を介するものが、効率

ISAS ニュース 2018 年２月号「ERG プロジェクトリ的な過程の１つとして宇宙空間の様々な領域で有効に働

レートーク」）を応用したもので、今回の研究には「あらいていると考えられています。今回は、地球近傍の宇宙せ」に関連している研究者が多く参加しました。

空間で取得されたデータを詳細に解析した結果、水素イ

今回の MMS ミッションでの経験・成果を基盤として、

オンの一部がエネルギーを失って、同時に観測された電日本の研究グループが、「あらせ」や将来ミッションを通磁イオンサイクロトロン波動というプラズマ波動（電磁波じ、詳細観測が可能である地球近傍を中心として様々なの一種でもある）にエネルギーを渡す一方、ヘリウムイ

波動粒子相互作用の研究を進展させ、さらに、その知見

オンはその波動からエネルギーを受け取って加速中であを他天体にも応用し、より普遍的な高エネルギー粒子加ることを示す、一連の特徴的な運動を明らかにしました。

速や惑星大気散逸過程（イオン加速による大気の宇宙空

プラズマ波動を介した粒子群間（今回は水素イオンとヘ間への流出）等の理解に広く貢献していくことが期待さ

リウムイオン）でのエネルギー輸送は、多くの間接的証れます。

ISASニュース 2018. 10 No.451

※１
※２

（東京大学

北村 成寿）

論文掲載 URL：http://science.sciencemag.org/content/361/6406/1000
記者会見 URL：https://www.youtube.com/watch?v=jQvdQwa88uw

連

載

第７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

小型探査ローバMINERVA-II1、いよいよ小惑星へ着陸
小型探査ローバ MINERVA-II1 は、Rover-1A と Rover1B の２機から構成されています。小惑星探査機「はやぶさ２」に搭載され、リュウグウ近傍に滞在しています。
MINERVA-II1 は、地球からのコマンドで時々電源を ONにして、「はやぶさ２」母船との無線通信により、健康状
態をチェック、すこぶる良好です。
MINERVA-II1 は、
初代「はやぶさ」に搭載した「ミネルバ」を継ぐ第二世代の探査ロボットです。小天体のような微小重力環境下での移動メカニズムの実証と自律探査行動
技術の確立を目的としています。重力の小さい環境で移動するためには、従来の車輪型ロボットは、うまく動くことができません。そこで内部モータによる新しいトルカ移動方式を考案しました。
地球との往復通信時間に数十分かかる惑星探査では、地球からの遠隔操作は難しい。また、小惑星の表面状態、
温度環境、重力環境もよくわからない天体表面で、環境に適応しながら自律的に探査することが求められています。MINERVA-II1 には人工知能が搭載され、暑い昼間には昼寝をし、夜も寝て、朝と夕方に活動します。未知の環境で、電力が限られている中、どのような行動を行うか、自分で判断するロボットです。また、カメラと温度セン

図

MINERVA-II1 探査ローバシステム（フライトモデル）。
左上：分離装置 OME-B、右上：分離装置カバー OME-C
左下：Rover-1A、右下：Rover-1B

サを搭載し、小惑星の表面の微細な写真を撮像し、また表面温度を計測します。科学的な知見が得られれば幸いです。
「はやぶさ２」MINERVA-II1 担当 久保田 孝（くぼた たかし）
2018 年９月 21 日、MINERVA-II1 が探査機から分離され、無事にリュウグウ表面に到達しました（4P 参照）。２機ともリュウグウ表面でホップし、その表面の写真を送ってきました。これは、世界初の成功です。

リュウグウを表面で探査する─小型着陸機MASCOT「 は や ぶ さ ２」 に は、 小 型 ロ ー バ MINERVA-II1 が ２
機 と MINERVA-II2 が １ 機 に 加 え て、 小 型 着 陸 機 で ある MASCOT が 搭 載 さ れ て い ま す。MASCOT は、Mobile
Asteroid Surface Scout を短く呼んだ名称です。DLR（ドイ ツ 航 空 宇 宙 セ ン タ ー） と CNES（ フ ラ ン ス 国 立 宇 宙
研究センター）によって製作されました。したがってMASCOT チームは、主にヨーロッパの技術者・科学者からなっています。
「はやぶさ」の後継機を検討していたときに、本格的な観測装置を組み込んだ着陸機を搭載したらどうかという議論があり、着陸機の部分はヨーロッパが協力するという方向で議論が進められました。最終的には探査機の規模が「はやぶさ」と同等程度になりましたので、着陸機の規模も縮小され、約 10 kg の機体を開発することになりました。
MASCOT は４つの科学観測機器を搭載しています。１
つは MASCAM（マスカム）と呼ばれている広角のカメ
ラで、リュウグウ表面の写真を撮影します。２つ目は、MicrOmega（マイクロオメガ）と呼ばれている近赤外の分光顕微鏡で、表面の鉱物組成を調べます。３つ目は、MARA（マラ）と呼ばれている熱放射計で、リュウグウの表面温度を測定します。そして４つ目は MASMAG（マスマグ）と呼ばれている磁力計でリュウグウ表面の磁場を計図

MASCOT フライトモデル（探査機に搭載したもの）。

測します。MASCOT は、MINERVA-II と同様にジャンプして移動できます。ただし、ジャンプするのは 1 回だけです。
太陽電池は搭載せずにバッテリーだけで動作するために、寿命は 16 時間くらいです。これはリュウグウでの一昼夜を１日としたときの約２日分です。この間にリュウグウ表
面を観測し、「はやぶさ２」に無線でデータを送り届けます。
データがきちんと取得されることを期待しています。
DLR MASCOT プロジェクトマネージャ Tra-Mi Ho（トラミ ホー）（日本語訳 吉川 真）2018 年 10 月３日に、MASCOT は探査機から分離され、無事にリュウグウ表面に到達しました。４つの科学観測機器からのデータも取得しています

ISASニュース 2018. 10

No.451

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モスクワ川のほとりで宇宙科学研究所 地球外物質研究グループ 主任研究開発員

矢田 達 （やだ とおる）

←月

2018 年７月 22 日から 27 日にかけて、第 81 回国際隕石学会に参加する為、モスクワを訪れました。国際隕石学会は←火星

今年で 81 回目を数え、年１回、７〜９月頃に世界に点在するいずれかの隕石の研究拠点をホストとして年会が開催されセッションでは隕石 ･ 宇宙塵 ･ 帰還試料の分析研究だけに留ています。隕石研究の拠点は米国に多いため、だいたい米国

まらず、初期太陽系における物質進化モデルなどの最新の研のどこかと、米国外のいずれかの交替で開催され、昨年は米究成果発表もあり、大いに刺激を受けました。また、学会期

国ニューメキシコ州のサンタフェ、来年は日本の札幌で開催

間中は普段お会いできない先生方と共にロシア料理を楽しんされる予定になっています。今年は参加者が 250 名ほどで、で親交を深める事が出来ました（写真１）。

中日のエクスカーションを挟んで４日間にわたり３つのセッ

さて、今回の学会はモスクワの中心（赤の広場）から南西にションが並行して開催される、中規模の学会です。学会がカ

数 km 離れた、モスクワ川のほとりに立つロシア科学アカデ

バーする研究分野としては、従来の隕石 ･ 宇宙塵研究に留ミー本部ビルで行われました。建物（写真２）はソビエト時代

まらず、サンプルリターンミッションによる帰還試料などのに計画され、建設が始まったのがソビエト崩壊直前、完成が研究成果も含まれます。

ロシア連邦成立後という歴史の転換点に造営されたものです。

私は、2010 年に帰還した「はやぶさ」帰還試料の初期記

建物のてっぺん全体に金色の複雑なオブジェが象られていて、

載 ･ 研究配布状況の報告と、2020 年に帰還する予定の「はGolden Brain（金色の頭脳）と呼ばれているそうです。このやぶさ２」帰還試料に対する準備状況を報告しました。私の科学アカデミーより更に少し郊外に向かったところに、今年所属する地球外物質研究グループでは、「はやぶさ」帰還試のサッカー W 杯の決勝が行われたルジニキスタジアムがあり料から、粒子（大きさ 0.01 〜 0.3mm）の拾い出しと電子顕ます。学会が行われたのが、決勝が行われた丁度１週間後で、微鏡観察 ･ 分析による記載を行っており、最初の報道で公表

まだその興奮の残滓がそこここに見られました（写真３）。そされた、テフロンへらに付着した 1,500 個の微粒子の他に、の W 杯を現地で観戦に来た日本人の間でも言われていたそう

個別に拾い出して記載をした粒子も 700 個を超えています。

ですが、私の印象でもモスクワは想像していたより安全で、交今年、試料キャッチャーからの最後の叩き出しを行い、その通などのインフラもよく整備されて機能していました。交通網

拾い出し ･ 記載を今後２年を目処に終わらせる予定です。一については、私のホテルから会場までは毎日バスで通ってい方で、それらの粒子を対象とした研究の国際公募を 2012 年

たのですが、磁気カード１枚で地下鉄・バスを乗り継ぐことがから行っており、これまでに 50 件以上の研究テーマに対し出来るなど市街地の移動には不便を感じませんでした。治安て延べ 200 個以上の粒子を配布しました。これらの国際公に関しては、国内外に紛争の火種を抱え、その結果としてテロ募研究の結果、例えば、大気を持たない天体表層における宇対策が行き届いているのが総じて犯罪率を下げている感があ

宙風化の初期過程が初めて明らかになった事、イトカワの形

り、例えば、学会会場のロシア科学アカデミー本部に入る為成史など、多くの重要な科学的成果が挙がっています（ISASにも手荷物検査・金属探知ゲートをくぐる必要があり、同様のシステムが地下鉄の入り口でも運用されていました。４年前のニュース 2016 年９月号ミニ特集参照）。
私が発表したセッションでは、イトカワ粒子中の硫化鉄表

ソチ冬季オリンピック、今年のサッカー W 杯と世界の耳目を層の宇宙風化層の観察から宇宙風化による硫黄の喪失過程の集めるイベントが立て続けに行われ、国家の威信をかけて治発表、「はやぶさ２」の近赤外分光計チームメンバーによる安対策・交通網の整備を行った結果なのかも知れません。

小惑星リュウグウに対する観測計画や関連する観測 ･ 実験室

帰りの飛行機は７月 27 日。丁度、皆既月食と大接近した

実験結果についての発表、中国による新たな小惑星探査計画

火星（矢印の先をじっくり見てください）を同時に見られる当に関する発表などがあり、小惑星サンプルリターン探査の成日で、ロシアのタイガの上空で天体ショーを楽しみました（写果と、それに対する関心と期待を感じられました。その他の

真４）。旅の最後に素晴らしい贈り物をもらった気分でした。

ISASニュース No.451 2018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

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ISASニュース 2018. 10 No.451

編 集 後 記再使用ロケット、「はやぶさ２」、MMO と ISAS の熱い日々は続きます。地震や豪雨、台風といった自然の力には畏怖を感じざるを得ませんが、ISAS の挑戦は、その自然に対するあこがれ、好奇心に突き動かされています。
（戸田 知朗）＊本誌は再生紙（古 70％）、
植 物 油 イン キ を 使 用しています。