ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

2020

4

News

No.469

リュウグウから噴出する
エジェクタカーテン「はやぶさ２」の衝突装置（SCI）が、小惑星リュウ
グウ表面に人工クレーターを生成した瞬間の画像（衝突から192 秒後の撮影）。表面から噴出したエジェクタカーテンが変化する様子が、分離
カメラ（DCAM 3）で撮影された。右画像は左画像の拡大図であり、スケールは 25mを示す。クレーターは、周辺の水平面より下に凹んだ領域の直径が約14 . 5m、リム（クレーターの縁で盛り上がった部分）の直径が約17 . 6 m、水平面からピットと呼ばれる凹みの底までの深さが約2.3m、
リム頂上からの深さでは約 2 . 7mとなり、想定よ
りもかなり大きなものであった。このクレーター
生成実験により、リュウグウ表面の物理特性を解明できた。2020 年 3 月、サイエンス誌掲載。
©Arakawa et al., Science 2020

The Forefront of Space Science

宇宙
科学
最前線

３Dイメージを撮影するフラッシュライダー

はじめに宇宙機応用工学研究系 准教授

水野 貴秀（みずの たかひで）

しており、3 Dイメージが撮像できるLIDARの実用化が進められています。この 3 Dイメージでは、距離や空間の分解能（点私が「はやぶさ」搭載用のLIDARを開発していた当時は「ラの数）とともに画面内での時刻ずれがないこと（時刻同時性）

イダー」というと “ Rider ” と思われてしまった時代でしたが、が重要になります。動いている探査機や自動車から撮像した「はやぶさ 2」での開発を経て、最近では新聞やネットニュー

際に、画面の左上と右下の距離を測った時間が違うと後の処

世 の 感 を 覚 え ま す。 余 談 で す が、LIDARは “ LIght Detection

ることが可能なLIDARにはスキャン型LIDARとフラッシュ型

スで “ LiDAR ” という単語を頻繁に目にするようになり、隔理がたいへんになるからです。3 Dイメージ（距離画像）を撮

And Ranging ” または “ Light Imaging Detection And Ranging ”

LIDAR（Flash LIDAR）があり、スキャン型は鋭いレーザビーム

を省略した造語で、一般的には “ LiDAR ” と表記されていますを走査することによって、フラッシュ型はデジタル撮像のよが、月着陸用レーダーの開発もしてきた私としては「RADAR

うに 2 次元アレイ状のセンサーの視野にレーザーを拡散照射（レーダー）を “ RaDAR ” とは書かないだろう」という思いから、
LIDARと表記することにしています。

3Dイメージを撮像するLIDARすることによって3Dイメージを撮像します。撮像方法の違い
から、Flash LIDARには、画面内の時刻ずれがない時刻同時性に優れた 3 Dイメージが得られ、機械構造がなく簡易な構造であるためシステムの信頼性が高いという特徴があります。

LIDARはおおまかに、目標に向けて光を「送る」レーザー、

さて、宇宙でも小型月着陸実証機SLIMや月ゲートウェイ

光を「受ける」望遠鏡とセンサー、時間を「測る」ストップ

を拠点とする月の極域探査など、探査機が着陸直前の地形測

ウォッチの 3 つから成っています。光が 1ナノ秒で約 30 cmの定、障害物回避、対地姿勢を検出するために 3 Dイメージが必

速さで進む性質を使って、LIDARは自ら発射したレーザー光

要となっています。ローバーにおいてもSLAM（Simultaneous

が、目標で散乱して返ってくるまでの往復時間を測ることでLocalization and Mapping）といわれる自己位置推定と環境地距離を計算します。

図作成のために必要とされますし、軌道上でのランデブー

最近では自動運転車やドローンなどが道路、地面、障害物の形状と位置を知るために 3 Dイメージ（距離画像）を必要とドッキングにおいても、相対距離および相対姿勢の測定のために 3 Dイメージが必要とされています。

ISASニュース

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No.469

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(m)
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図1 試 作 さ れ た128×
128 Si-MPPC 3 Dイメー ジ
センサー
（左）
、体育館を
撮像した3Dイメージ（右）。

このように多くのシーンで必要とされる重要なセンサー技

高密度集積したセンサーで、原理的には画素内にあるSPAD

術を、海外に依存せず国内で持つことが、国際的宇宙開発のの個数分のフォトンカウンティングが可能で、光量を判別で協力や競争の中で日本が自由度を確保していくことにつながきます。現状ではシリコン（Si）製しかありませんが、このるという思いで、「なんとか Flash LIDAR のコアである3Dイメー

MPPCを使うと光量が小さい外乱光とレーザーからの信号をジセンサーの開発を」と考えていました。
「はやぶさ」が帰還し識別することができます。

た数年後、国内のセンサーメーカーでも開発しているというシリコン（Si）を使用したAPDの感度は可視光から 1 μm程ことがわかり、2つ隣のお部屋にいらっしゃったIC設計の専門

度の近赤外線までですが、技術的難易度が高いインジウムガ

家の協力を仰いでメーカーとの相談に臨んだのが、私たちのリウムヒ素（InGaAs）を使うとより波長の長い 0 . 9 ~ 1 . 7 μm

開発のはじまりです。

の光をとらえることができます。波長 1 . 4 μm以上は目の網膜での吸収が少なく、目に対する傷害が少ないアイセーフ波

開発の鍵長域です。したがって、InGaAsが持つ 1 . 4 ~ 1 . 7 μm域の感Flash LIDARの開発で鍵となるのは3Dイメージセンサーで、度は、地上あるいは人がいる環境での使用を考えた場合には光を電流に変えるAPD（Avalanche Photo Diode）のアレイと、

安全のために重要な特徴となります。ただし、InGaAsはSiにその各々に対応する時間測定回路のIC（Integrated Circuit）

比べてダークノイズ（入射光が無い状態でのノイズ）が多い

を、FCB（Flip-Chip Bonding）という技術で貼り合わせた構造

ことに加えて感度のある面積を広く均質に作ることが難しいをしています。このセンサーでは先に説明したLIDARの機能ため、ノイズが少なく感度の良いAPDの実現には高い技術レ

の中で、光を「受ける」機能と時間を「測る」機能が、集積回ベルが必要となります。

路（IC）技術で 100 μm角以下の画素毎に高密度集積されてい
ます。

開発の今

APDの使い方には、ダイオードの降伏電圧よりも低い逆バ

2015 年、宇宙科学研究所は技術的難易度の高いInGaAs製

イアス電圧で使うリニアモードと、降伏電圧を超えた逆バイ

SPADを使った 16 × 16 画素の小規模な 3 Dイメージセンサー

アス電圧を加えて使うガイガーモードがあります。リニアを試作し、2016 年後半からは宇宙探査イノベーションハブのモードは出力電流が受信した光に比例して増える特徴があり枠組みで浜松ホトニクスとの共同研究（注）による開発を始めまますが、増倍率M（1 光子が生成する電子数）は 100 程度と感した。月や惑星への着陸機が必要とする障害物検出センサー

度が低いです。過去に惑星探査機に搭載された長距離LIDARの基本性能は、最大距離数 100 m、距離方向分解能 10 cm以

はすべてリニアモードのAPDを使用していますし、OSIRIS-

下、空間分解能 50cm以下といわれています。地上用途でもRExやDragon搭載のFlash LIDARもリニアモードのAPDを使用

似た仕様の要求があることから、私たちが開発する3Dイメー

しています。

ジセンサーの目標は、難易度は高くても人の目に害を及ぼしこれに対してガイガーモードのMは 10 万以上と高く、光にくいアイセーフ波長域に感度を持つInGaAs製SPADを使い、の最小単位である単一光子の検出も可能なほど高い感度を

128×128画素以上、時間測定回路の分解能は666ps（ピコ秒）持ちます。このガイガーモードAPDを、単一光子でも検出が以下（距離分解能 10 cmに相当）としました。浜松ホトニクス

可能なことからSPAD（Single Photon Avalanche Diode）と呼はセンサーの開発と組み立て、JAXAは宇宙応用を見据えた耐びます。SPADの高感度特性は、レーザーを拡散照射するた

放射線性を考慮した回路設計という分担です。

めに受信光量が少なくなるFlash LIDARには適していますが、

スタ ートし て 間 も な く、 新 型 宇 宙ステ ー シ ョン補 給 機

一方で出力電流が受信した光に比例しないため光量の判別が（HTV-X）のランデブーセンサーとしての用途も加わりました。

できず、太陽光などの外乱光による光子との識別に工夫が必

しかし、InGaAs製SPADはデバイスの開発が始まったばかり、要です。外乱光への対策として、浜松ホトニクスが独自に開そして要求されるセンサーの視野角と空間分解能は 128 ×

発したマルチピクセルフォトンカウンター（MPPC）という技

128 画素では満たせないという高いハードルでした。一方で、術があげられます。MPPCは小さなSPADを 1 画素内に複数個

浜松ホトニクスは既に単素子の製作技術が確立されているSi（注）本研究はJSTイノベーションハブ構築支援事業の支援を受けて実施しています。

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No.469

The Forefront of Space Science

宇宙科学最前線

JEM JEM

PDT: Peripheral Docking Target

Aperture Aperture

Direction Direction
to a target to a target

Flash LIDAR BBM

HTV-X
HTV-X

図 2 HTV-X搭向けに試作されたFlash LIDAR（左下）、国際宇宙ステーションに接近するHTV-Xのイメージ（中央）、国際宇宙ステーション側で用意される
接近目標となるターゲットPDT（右上）、PDTを撮像した結果（右下）。

製MPPCを使った 3 Dイメージセンサーの開発を独自に進めていました。Si製MPPCはフォトンカウンターとしての機能によって強度の測定も可能なことから、外乱光を識別できることに加えて、スタートラッカーのようなセントロイド処理
によって画素分解能以上の空間分解能を得られるメリットがあります。そこで、HTV-Xのランデブーセンサーは、浜松ホトニクスが独自開発したSi製MPPCアレイを採用してセントロイド処理で空間分解能の問題を解決することにして、現在
3 Dイメージセンサーのエンジニアリングモデル（EM）を開発中です。図 1 は試作段階のSi製MPPCを使った 128 × 128 画素の 3 Dイメージセンサーの写真と、それによって得られた 3 D

図 3 試作された 32
× 32 画素InGaAs-SPAD 3 Dイ
メージセンサー

イメージで、30 mほどの体育館の奥行きがきれいに見えているのがわかります。センサーの 1 画素は 100 μm角で、この中にさらに 12 個のサブピクセルのSPADが集積されてMPPCを構成しています。ICはJAXAが耐放射線性を考えた設計で、アップと呼ばれるICが破壊に至るようなエラーは発生しない

分解能は距離換算で 4 cm以下を達成しています。図 2 は図 1

ことが確認されています。プロトンやガンマ線を使った放射のセンサーの 1 世代前の 32 × 32 画素センサーを使ってJAXA

線試験では、InGaAs製SPADはSi製よりも放射線耐性に優れ研究開発部門が試作したFlash LIDARで、国際宇宙ステーショていることが確認でき、着陸機への搭載に向けて着々と準備

ン側で用意されている接近目標のターゲットPDT（図 2 右上）を進めています。

を撮影した結果です。この実験の結果、距離測定精度と空間分解能が要求値を満たすことが確認され、画素規模を 16 倍に拡大した 128 × 128 画素の開発へと移行しました。

おわりに3 Dイメ ー ジセンサ ー の 研 究 開 発 は、 宇 宙 探 査イノベ ー

さ て、 話 を アイセ ー フ波 長 対 応 のInGaAs製SPADに 戻 しションハブの枠組みの中で多くの方々のご支援とご協力を得ますと、宇宙探査イノベーションハブでの共同研究の結果、て、車載センサーなどの民生応用と宇宙応用がたいへんうま

InGaAs製SPADの低ダークノイズ化や感度の問題が改善され

くかみ合い、高いレベルに到達することができました。このて 2018 年には図 3 に示した 32 × 32 画素の試作品ができ、現センサーは、ユーザが見たい対象に合わせて送信用のレー

在ではさらに画素規模を拡大した 128 × 128 画素の製作が進ザーと受信レンズを選択してFlash LIDARシステムを設計でんでいます。センサーとしての性能は、単一光子から感度がきるため、民生でも宇宙でも多くの用途に利用可能な汎用性あり、感度波長域は 0 . 9 ~ 1 . 69 μm、時間分解能は 250 ps（距の高いセンサーです。宇宙機搭載のためには超えなければな

離分解能4cm以下）、測定時間は8μs（最大距離 1.2km）です。

らないハードルがいくつか残されていますが、着陸機の障害

さらに画素数を増やすことを念頭に、画素サイズを図 1 のSi

物検出やランデブーセンサーとしてはもとより、ローバーで製MPPCタイプの約 1 / 4 の面積となる 55 μm角に納めて製作の地形認識、地上からのデブリ観測など、私たちが開発した

しています。また、時間測定のためのICは、これまでの重イ

3 Dイメージセンサーが多くの分野で活用され、その分野のオンを使った宇宙放射線に対する耐性試験において、ラッチ発展に貢献することを期待しています。

ISASニュース

2020. 4

No.4693

私達は何処から来て、何処にいて、
何処に向かうのか?
国立天文台 先端技術センター 特任教授
元宇宙科学研究所 宇宙物理学研究系 教授X

満田 和久（みつだ かずひさ）

線天文学の黎明期から活躍され、すだれコリメータ

れは宇宙物理学の重要課題や発見を 10 年毎にまとめた地図

や白鳥座X- 1 と呼ばれるX線星がブラックホールであで、北から「意外性」を持って発見が現れ、「知識の深まり」

ることを世界で初めて示唆されたこと等で知られている小とともに南に移動するようになっている。水平軸はその事柄

田 稔先生は、世界のX線天文学に、そして日本の宇宙科学にが関わる空間スケールの大きさを表している（図 1 (a)）
。1996

大きな足跡を残された。その小田先生が晩年の頃、研究会等

年に先生が書かれた物理学会誌の記事のweb版*の中に地図の様々な機会にお見せになられていた楕円形の図がある。そを今も見ることができる。それは 1950 年代から始まり 1990
年代までの５枚の地図で構成される。小田先生は私の大学院時代の指導教官で、私は 1978 年に初めて先生にお会いして（a）図の意味から亡くなられる直前まで先生の薫陶を受けてきた。そのた

意外性
大空間スケール

小空間スケールめ僭越ながらこの地図達の後ろに 2000 年代の地図を付け加え、現在につなげたいとかねがね思っていた。今回この記事でそれをISASニュースの読者の皆さんにお見せするという有知識の深化難い機会をいただいた。紙面の都合で、さらに誠に僭越なが（b）1960-1970年代
3K背景放射ら、1950 年代の地図を削除させていただき、研究分野の興隆
ブラックホール

太陽ニュートリノ

γ線バースト
クェーサー

パルサー
X線星
星の進化

宇宙線

は 10 年程度で起きるので 10 年毎の地図が正しいのであるが、1960 から 1990 年代を 20 年毎の二つの地図にまとめさせていただいた。その上で私が加えた地図が図 1 (d)である。
同じ物理学会記事の中に先生はもう一つ興味深い図を載せておられる。それは米国天文学会の学術誌（AstrophysicalJournal）の全論文数とX線天文学が関係する論文数を 1962 年（c）1980-1990年代

から 1993 年までの変遷として示した図である。論文のネッ

インフレーション
3K背景放
射揺らぎ

大規模構造
暗黒物質
活動銀河核

1987Aニュートリノ
太陽ニュートリノ
陽子崩壊
モノポール

宇宙線

X線星

ト検索という概念すらなかった時代に、どのようにしてこれをまとめられたのか頭の下がる思いである。今回は、Web of
Science（WoS）論文データベースを用いて、定義は多少異なるが、これも現在まで延長することを試みた（図 2）。図 2 の( 1 )はWoSが天文学・宇宙物理学分野の学術誌と定義する論文
誌に掲載された論文数の変遷である。最初が 1970 年なのは、（d）2000年代-現在
インフレーション

多様な系外惑星
宇宙の加速膨張
暗黒物質
大規模構造
3K背景放
最初の天体と宇宙の再電離
射揺らぎ
ΛCDMモデルの成功
最高エネルギー宇宙線起源

宇宙研のWoSとの契約により 1970 年以降の論文しか見ることができないためである。図 2 の( 2 )は( 1 )の中でX線天文学の論文であるはずの論文を取り出したプロットである。これらからX線天文学は 1990 年頃に大きく成長し、世界の天文学の約 10 %を占める存在になったことがわかる。一方、これを日本天文学会の学術誌に限った( 3 )( 4 )を見ると、日本のX線天文
学は 1980 年代半ばと 1990 年代初期に２度の大きな成長をと

図1 宇宙物理学の重要課題や発見の深化と空間的広がりの地図。(b)(c)は小田先生の 10 年毎の地図を 20 年毎にまとめた地図。(d)は筆者が新たに付け加えた地図。

げて、日本の天文分野の 30 %を占める存在になったと言うこともできるであろう。小田先生が物理学会の記事の中で検証*https://www.jps.or.jp/books/ 50 thkinen/ 50 th_ 08 / 002 .html,
   https://www.jps.or.jp/books/ 50 thkinen/ 50 th_ 08 / 002 .html, https://doi.org/ 10 .11316 /butsuri1946 . 51. 557
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ISASニュース

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No.469

文学は、小田先生が宇宙物理学の地図に示されている重要課
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題の多くと密接に関わりながら発展してきた。図１(c) 1980 -

（1）
x10

1990 年代のキーワードの中では、X線星、大規模構造、暗黒物質、活動銀河核にX線天文学は大きく貢献している。

1000

論文数

図 2 の( 1 )( 2 )の 2010 年以降を見ると天文学・宇宙物理学の（2）
100

全論文は増え続けているが、X線天文の論文数は一定値になっx3（3）て、論文シェアーが下がっているように見える。日本が同じ傾向にあるのかは図 2 の( 3 )( 4 )から明確にはわからないが、そ

（4）

10

うであるようにも見える。この傾向には複数の要因があると思われるが、その一つは天文学・宇宙物理学に新たな分野が興隆し、より多様になったことであろう。図１(c)から(d)へ、

1
1970

1980

1990

年

2000

2010

2020

（1）
Web of Scienceで天文・宇宙物理に分類される論文（2）（1）の中でkeyword = x-rayで検索される論文（3）
日本天文学会欧文報告（PASJ）の全論文（4）（3）の中でkeyword = x-rayで検索される論文新たに加わったキーワードの中で「宇宙の加速膨張」にはX線が関わっているし、また将来実現される高感度の観測装置は「最初の天体と宇宙の再電離」にも寄与するであろう。その一方で、「多様な系外惑星」「3 K放射揺らぎ」など他の波長が観測の主となる分野が大きく成長している。今後は、専門技術

図 2 論文数の変遷。縦軸は対数スケールになっているので、縦軸の距
離は二つの点が何倍離れているかを示している。

を発展させつつ、天文学・宇宙物理学の発見と知識の深化へされているように、1990 年頃の世界のX線天文学の大きな成宇宙物理学を考えることが重要であろう。常に新しいことに長を支えたのはドイツのROSAT衛星と日本のASCA衛星であっ興味を持たれていた小田先生もそうされたのではないだろう

た。1962 年のX線背景放射とX線星の発見で始まったX線天か？ 私もそのように貢献していきたいと考えている。

の貢献という視点で、波長によらずにスペースからの天文学・ISAS 事 情
火星衛星探査計画（MMX）開発フェーズに移行 !
火星衛星探査計画（Martian Moons eXploration：MMX）は、世界初の火星衛星フォボス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、宇宙探査を先導する技術の獲得をミッションの目的として掲げ、2024 年度の打上げを計画しています。
火星圏投入時の火星衛星
探査機
（MMX）
想像図
（奥：
2019年度はフロントローディング活動を実施し、重力天体着
火星、右：フォボス）。
陸・表面探査技術、重要ミッション機器、そして探査機システム
について技術的な成立性の見通しを立てることができました。そ （Preliminary Design Review：基本設計審査）を皮切りに、秋には探査機システムのPDRそしてJAXA総括PDRと、基本設計活動と一の成果なども含めて、探査機システム、ミッション機器、地上系連の審査を行う予定にしています。
システムなどのメーカーの競争的選定プロセスを実施し、三菱電国内外から関係者が一堂に会して議論を行う予定だった設計
機、川崎重工業、明星電気など、開発担当企業を選定するととも会議が、新型コロナウイルスの影響により、テレビ会議を用いたに、システム定義審査・プロジェクト移行審査を受審し、先のプ遠隔会議に変更しての開催を余儀なくされるなど、これからもロセスに進めることが承認されました。
予期せぬいろいろな問題が起きることは十分あり得ます。そのよ
年が明けて2020年2月に文部科学省宇宙開発利用部会においうな時も、今回の設計会議のように、みんなで知恵を出し合い、てプロジェクト移行審査の結果を報告し、開発フェーズへの移行
問題を解決し、2024 年度の打上げに向けてプロジェクトチームが承認されました。これにより、名実ともにMMXは開発フェーズ一丸となって開発を進めていこうと考えています。
に移行したことになり、探査機システムと各ミッション機器とのMMXの活動の様子はTwitter（@mmx_jaxa_jp）やMMXニュース
インターフェースの確定や、探査機システム・ミッション機器・
地上システムの設計を固める基本設計を本格的に始めています。 （http://mmx-news.isas.jaxa.jp/）で随時お伝えしていきますので、ぜひご覧ください。
（川勝 康弘）
2020年度は先行して開発を進めているミッション機器のPDR

ISASニュース

2020. 4

No.4695

ISAS 事 情
Hourglassミッション第1回実施
惑星表面を覆うレゴリスなど粉粒体の機械特性の重力依存性を搭載し、定期的にそれらを反転させながら可視光カメラで観を調査し、将来の着陸探査機設計に資する情報を得ることを目測、そして、かかる模擬重力を計測する機能を持っています。
指したHourglassミッションの第 1回運用が実施されました。
砂時計では粉粒体の動的な挙動や堆積形状を観察し、メスシリ
Hourglassミッションでは、国際宇宙ステーション（ISS）の「きンダでは堆積時のかさ密度を計測します。CBEFには一度に 4 個ぼう」モジュールにあるCell Biology Experiment Facility（CBEF） のBoxを設置でき、計 2 回の実験で 8 種類（アルミナビーズ、豊に含まれるターンテーブルを用いて、遠心力方向に模擬的な重浦砂、東北硅砂 5 / 8 号、フォボス／火星の模擬砂、月の模擬砂
力環境を発生させ、粉粒体（模擬レゴリスや地上砂など）の動的 （425 / 850μmふるい））の対象試料について、動的な挙動と堆積
挙動と静的な堆積状態を観察して、低重力が粉粒体の特性に及状態を任意の重力環境（0.063Gから2.0Gの間）
で動画撮影します。
ぼす影響を調査します。
現在、一つのBoxの実験データが地上に下ろされています。
装置（Hourglass Box）のイメージを図に示します。このBox
その結果から人工重力と実際の重力環境下での作用力の違いをは、粉粒体が入った砂時計ならびにメスシリンダ型の真空容器
把握し、重力に依存しない静的な堆積状態や真空中を飛翔する
粒子の重力により異なる動的な挙動が観測されており、第１回の実験の残り3 Boxの結果が戻ってくるのを待ち望んでいます。
本ミッションは宇宙科学研究所と有人宇宙技術部門の連携だ
けでなく、宇宙探査イノベーションハブと国内大学の関連分野
研究者との連携により装置の設計製造、運用、解析が行われています。また、Hourglassミッションでは、天体成長過程の理解への貢献、月惑星におけるテラメカニクス（Terra-Mechanics：
土壌と機械の相互力学関係を表す造語）の構築に向けた基礎
データの取得、将来的な着陸機や探査ローバ、サンプル採取装置などの設計に必要なシミュレーションパラメタの取得、「きぼう」人工重力環境の価値や能力のアピールと異分野への利用拡
砂時計とメスシリンダを搭載するHourglass Boxのイメージ（左）と低重力での大等の成果が期待されています。
（大槻 真嗣）
アルミナビーズの挙動（右）。

第12 回宇宙科学奨励賞

下西 隆氏と菊地 翔太氏に授与

公益財団法人宇宙科学振興会では、毎年、宇宙科学分野で優れた研究業績を挙げ、宇宙科学の発展に寄与した若手研究者に宇宙科学奨励賞を授与しています。創設以来 12 回目となる
2019 年度は、新潟大学・研究推進機構・超域学術院・助教の下西 隆氏（理学分野）と宇宙航空研究開発機構・宇宙科学研究所・プロジェクト研究員の菊地 翔太氏（工学分野）に宇宙科学奨励賞が授与されました。
下西氏への授賞の対象となった研究業績は「あかり衛星を用いた低重元素量系外銀河における原始星と星間物質の研究」です。下西氏は赤外線天文衛星「あかり」の観測データの較正・解析を行い、大マゼラン雲のデータを世界で初めての分光カタログとして世界の研究者に提供すると共に、低重元素量下での化学過程という新しい分野を開拓・推進し、宇宙科学分野における優れた独創的な成果を挙げてこられました。これらの成果
は下西氏の新しい分野を切り拓く強い意欲とデータ解析での粘り強い研究能力を示しており、今後も宇宙科学を牽引し大きな貢献をされると期待されています。
菊地氏への授賞の対象となった研究業績は「小天体近傍の強摂動環境における軌道・姿勢力学理論の構築」です。小天体近傍の強摂動環境における探査機の軌道・姿勢力学という一貫したテーマについて多角的な研究を行い、学術的に重要な力学理論を構築してこられました。研究の実ミッションへの応用の集大成が「はやぶさ 2」の着陸運用であり、これまでの知識・経験

6

ISASニュース

2020. 4

No.469下西 隆氏（理学部門受賞者）

菊地 翔太氏（工学部門受賞者）

を活かして着陸軌道の設計と事後復元を見事完遂されました。
菊地氏は、日本が世界をリードする小天体探査の分野を中心に、今後も我が国の宇宙工学の発展にリーダーシップを持って貢献されると期待されています。
当振興会は今回受賞された下西氏と菊地氏に心からお祝い申
し上げると共に、今後の宇宙科学の発展に大いに貢献されることを期待しております。例年は 3 月初旬に多数のご来賓、関係者列席のもとに本賞の表彰式を開催していますが、今回は新型
コロナウイルス感染症問題への対応のため、残念ながら表彰式は延期になりました。なお、本授賞の対象となった両氏の研究
内容は、それぞれISASニュース 5 月号および 6 月号の「宇宙科学最前線」で紹介いただく予定です。
（佐々木 進）

載
連
第イラスト ©石川雅之／講談社

みお つくし12 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「みお」のプロジェクトマネージャ交替
2020 年 3 月31日付けで早川基BepiColombo「みお」プロジェ
クトマネージャが宇宙科学研究所を定年退職され、4 月1日から私がプロジェクトマネージャに就任しました。
水星探査ワーキンググループから数えると、向井 利典先生、山川 宏先生、早川 基先生に次いで 4 人目となります。早川 基先生は 2006 年から13 年余りプロジェクトマネージャを務められました。
私は1998 年に宇宙科学研究所に入所して以来、水星探査計
画に参加してきました。宇宙科学研究所の「水星探査ワーキン
ググループ」結成が1997 年ですから、ほぼ最初から携わっていることになります。主として熱制御系開発を担当してきました。
「みお」以外にもM 5ロケットの飛行安全や再使用ロケッ

2006 年10月BepiColomboプロジェクトチ ームとして最 初 の 欧 州 宇 宙 運
用センター（ESA/ESOC）訪 問。 写 真 中 央 の 女 性 はElsa Montagnon氏（現BepiColombo Spacecraft Operation Manager）。当時から担当が替わらないのはとても心強く安心感があります。

ト、他の衛星の熱制御系の仕事もあって、「みお」の開発のすべてに関われなかったことは少し心残りです。しかし、これからは「みお」が水星を観測し素晴らしい成果を収めて寿命を全うするように精一杯のことをしてあげたいと思っています。
私は 20 年以上関わっていることになりますが、ヨーロッパの科学コミュニティは1983 年に水星探査計画提案をしていたとのことですので、ヨーロッパの歴史はさらに15 年以上古いことになります。本当に長いミッションです。長いミッショ
ンになると定年や異動・転職などで人の入替がどうしてもあります。
「みお」を一緒に開発してくれたメーカーの担当者も何回か替わりましたし、ヨーロッパ側のプロジェクトマネー
ジャや「みお」の担当者も替わりました。人が替わる毎に不安2006 年10月にESA/ESOCを訪問した日本チーム。左から戸田 知朗先生、
筆者、笠羽 康正先生、山川 宏先生（前々プロジェクトマネージャ）、
早川 基先生（前プロジェクトマネージャ）、山田 隆弘先生。

になりましたが、新しい担当者の頑張りと周りの方のサポーれた時で、日本側がそれまで算出してきた質量には考慮されトで大きな問題なくこれまでやってこられました。私も頑張ておらず、観測機器をすべて降ろしても実現できない要求で、りたいと思います。
この「みおつくし」の第 10 回で早川 基先生が日欧の違いについて紹介されていますが、私も紹介します。
それは基準です。BepiColomboは惑星探査ミッションとい途方に暮れた記憶があります。結局、お互いが譲歩した形で開発がすすめられましたが、「みお」はBepiColombo全体シス
テムから割り当てられた質量に対して長い間マイナスマージ
ンで、質量軽減が最重要課題の1つでした。

うこともあって計画当初から質量が厳しく、グラム単位の質

このようにヨーロッパには衛星開発の基準（ECSS）がありま

量管理がなされました。ヨーロッパでは開発の進め方がECSS

すが、当初はそれを日本側の開発にも適用するように求めらという基準に定められています。マージンフィロソフィー（余れました。日本の製造メーカが対応困難であるなど現実的で裕の考え方）もそこに定められていて、機器毎の設計の完成はなかったので、日本のやり方を受け入れてくれるよう交渉度に依存するマージンやシステムレベルのマージンをそれぞしました。結局「みお」は日本の基準で開発するが、ヨーロッれ定義し、開発の進捗に合わせてそれらを管理するやり方を

パ側とのインターフェース部分はECSSに則ることで決着しま

取っています。一方で、日本側は機器担当者が開発実績や開した。それでも、その後ヨーロッパ側に日本の基準の説明を

発経験に基づいて余裕も込みで質量を算出し、システムレベ

かなりしなければなりませんでした。

ルではそれらを集計し、ターゲット質量に対して管理してい

さてBepiColomboの地球スイングバイは無事終了しました。

くというやり方でした。双方がやり方を理解できず苦労しま

水星到着まで 5 年余り。
「みお」の航海の無事を祈りつつ、皆した。最も困惑したのが「Phase Bまでは機器のマージンの他

様これからよろしくお願い致します。

に、システムマージンを 20 %とることになっている」と言わBepiColombo計画 日本側プロジェクトマネージャ 小川 博之（おがわ ひろゆき）

ISASニュース

2020. 4

No.4697

S-310-45打上げ

若手から見た品質管理班で学んだ「本物、現場の尊さ」
総合研究大学院大学

戸端 佑太（とばた ゆうた）

ISASニュース２月号記載のS- 310 - 45 号機フライトオペの前

く、職員間の連携の難しさと大切さを学びました。

半工程に、大学院の制度を活用して参加しました。今回は職

他にも、職員やメーカー、宇宙研以外のJAXAの方々との技員と一緒の現場にて、「品質管理班」の一員として、宇宙研に術的な内容の議論に参加できたことも今回ならではの貴重な所属する学生が参加して感じた率直な感想を記します。

体験でした。教科書にも記載されている内容も当然ありまし

参加期間における主な作業は、内之浦宇宙空間観測所におたが、組立て方法や、なぜその材料を使うのか、といったモ

けるロケットの組立てでした。フライトオペに先立ち、前年ノ作りに関する思想の議論は、実物を目の前にしたからこそ、

11 月の噛み合わせ試験時で取得したデータとの突合や、製造より深く理解できたと感じます。食事やお酒の席での、過去工場から直接射場に搬入されたロケットモータなどの組立ての運用のよもやま話も、普段なかなかフランクに伺えないおが主に行われました。所属班では、各工程が仕様書通り（計画

話ばかりでした。

通り）の進行かどうかを確認しました。

今回このような貴重な機会、ご縁をいただきましたことに、

ところが、初めて目にする莫大な数の部品や組立工程の緻

関係者の皆様に心から感謝申し上げます。この分野への研究

密さ、現場の作業者数、大型の設備や迷うことなく作業者が意欲が一層湧き上がりました。これから宇宙開発や探究を志行き交う風景に、興奮と戸惑いが入り混じり、当初はその過ざされる後輩たちも、このような教育機会を享受できますよ

程と作業時刻のメモがやっとでした。次第に現場の雰囲気にう切に願います。

慣れましたが、それでも「作業の妨げにならず、警戒心を与えず、不具合を逃さない」、という心得の実践はなかなかに難し

OP班で見た開発現場
東京大学大学院

山田 哲嗣（やまだ さとし）2020 年 1 月 9 日に観測ロケットS- 310 - 45 号機が内之浦宇宙空間観測所から打上げられました。私は、12 月末から始まったこのフライトオペレーションに宇宙研の大学院生として参加

糸 川 英 夫 先 生 銅 像 との
スリーショット。
左が戸端、右が山田。

しました。現地ではOP班に所属し、射場上空の風観測に用いるラジオゾンデの準備と実際の放球を担当し、ロケット搭載機
器の最終整備作業から打上げに至る全工程に立ち会いました。

した。各班のチーフからテキパキと（時に笑いもある）報告が風観測に用いられる機器類はこの場で初めて目にするものがなされる際には、チームが一丸となって作業を進める姿を見ほとんどで、役割や機能、計測原理などをご指導いただきながて、仕事とは何かを学びました。総勢百人を超える大人数であら作業をしました。強風時の放球は思いのほか難しく、気球がりながら、細分化された各機能が有機的に結合し、全体を俯瞰

大きく左右に揺さぶられます。リリースの瞬間に観測機器が地するリーダーと、それぞれの役割を担う職員の呼吸がこれほど面すれすれを漂うこともあり、冷や汗をかく場面も度々ありままで揃うものかと感動しました。

した。参加当初はブラックボックスであったものも、自らの手余談ですが、現地では思いがけない出会いもありました。種を動かして機器に触れることで実感が湧き、持っていた知識と子島宇宙センターから研修で参加していた職員の野田 裕之さ感覚が一致したことは大きな収穫でした。また、これらの作業

ん、山口 大成さんとお話をしたところ、同世代であることがは屋外が中心なので、オペレーション中は測定データ等を扱う

判明。途中からはすっかり意気投合し、以降はリラックスして電子計算機室から実際にロケットを打ち上げるKS台地への移現地生活を満喫しました。

動が頻繁にあります。設備の配置や形状、規模感などは想像し今回のオペレーションでは、打上げに関する経験はもちろんていたものより圧倒的な迫力があり、打上げに向けて気持ちはのこと、その他にも上記のようにたくさんの収穫を得ることが昂る一方でした。

できました。末筆となりましたが、今回このような機会をくだOP班の一員として、管理棟で行われる打合せにも参加しまさいました皆様にはこの場を借りて御礼申し上げます。

ISASニュース

編集後記「新型コロナウイルス」のため、非日常が続いています。年度末は会合がほとんどなくなったため、異動の方と節目の挨拶をする機会を失いました。皆様、お世話になりました。お元気で。今号が発行される頃には少し落ち着いていると良いのですが。とりあえず手洗い、うがい励行。
（石川 毅彦）ISASニュース

2020. 4

No.4692020年4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/
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No.469

宇宙科学研究所

TEL: 042-759-8008