ISSN 0285-2861

ニュース

JAXA宇宙科学研究所

2018

11

No.452

水星磁気圏探査機「みお」の打上げ
国際水星探査計画 BepiColomboの水星磁気圏探査機「みお」および水星表面探査機（MPO）を搭載したアリアン５型ロケット
は、2018 年 10 月 20 日 10 時
45 分 28 秒（日本時間）に、フ
ランス領ギアナのギアナ宇宙センターより無事に打ち上げられました。
（５ページ参照）©ESA

宇 宙 科 学 最 前 線

技術者よ、設計しよう、仕様書を書こう
私は、昨年度、工業標準化事業に対する貢献により経済産業大臣から表彰を受けました。編集委員会から私に与えられたテーマは、それについて解説せよというものです。しかし、その技術的な内容については既に本ニュースの 2004 年６月号において「宇宙開発における標準化と情報化」という題名で執筆しています。そこで、今回は、私が標準規格などの文書の作成に力を入れている理由についてお話ししたいと思います。なぜならば、その理由をお話しすることは、「人工衛星のような複雑なシステムをいかに効率的に開発するか」という私のシステ
ム工学的な研究の成果を解説することになるからです。
人工衛星のような複雑なシステムの開発は、必然的に大人数のチームで行うことになるのですが、効率的に開発を行うための一つの原則は、「チーム構成員の誰もが何かしら具体的な作業を担当し、その作業結果を文書などにまとめ、プロジェクトの中で機能させること」だと思います。ここで、具体的な作業には、計画立案、要求定義、設計、製造、試験、運用などが含まれます。チーム構成員の各人がこれらの作業の一つあるいは複数を担当し、それぞれの作業の結果をプロジェクトの中で実際

宇宙機応用工学研究系

山田 隆弘

教授

（やまだ たかひろ）に利用できるような形で文書などにまとめることが効率的な開発には重要です（図１参照）。チーム内での意思統一や情報共有のためには、文書だけでなく会議やメールの交換も必要になりますが、そのような場合でも何らかの文書に基づいて行うと、議論から結論に至るまでの道筋を統一的に管理することができ、結果的には効率的になるからです。以下では、その仕組みについて実例も交えて解説していきます。
まず、何かを開発するときには、開発すべきものを具体的に定義する必要があります。その次には、チームで分担して開発を行えるように、開発の仕事をどのように分割すべきかを考えます。これは、Work Breakdown
Structure（WBS）と言われているものを作ることに相当します。WBS 内の各々の仕事は、時間軸に沿って定義された複数のフェーズに展開されます。WBS が作成できたら、WBS の各々の項目に対してその項目を担当する個人を割り当てます。この段階に至ったら、開発すべきものの定義、WBS、開発体制（担当者の割り当て）、
その他の開発全体にとって重要な事項をまとめた開発計
画書（プロジェクトの場合はプロジェクト計画書）を作

ISASニュース 2018. 11

No.4521図１

開発過程と文書（例）成します。この文書は開発全体の責任者が自ら書くべきで日常的に行っていた確認作業を広い範囲の人達と行です。
う、というだけのことです。
ここからは各論に入るのですが、例えば、あるプロ「搭載計算機間インタフェース仕様書」が完成したら、ジェクトのあるフェーズにおいて、衛星に搭載される複
プロジェクトとしての次の作業は、このインタフェース仕数の計算機間のインタフェース（接続方式）の開発を私様書に適合するように各々の搭載計算機を設計し、製造が担当することになったとします。そのインタフェース
することです。その次は、製造された搭載計算機がインが満たすべき要求条件は、それ以前のフェーズで既に規
タフェース仕様に従って正しく接続できるかどうかを試験定されているはずですから、その要求条件を満たすイン
することですが、この試験も私が担当するとします。インタフェースを既存のインタフェースも参考にしながら設タフェース仕様書の場合と同様に、私はまずインタフェー
計します。最終的にインタフェースが確定したら、そのス試験計画書の目次を作ります。そして、関係者と調整結果を「搭載計算機間インタフェース仕様書」などの文を行いながら、試験計画書の内容を作成していきます。
書として発行します。
それが完成したら、次はインタフェース試験手順書を作
この作業は私が一人で行うのではなく、そのインタ成します。試験手順書が完成したら、それに従って試験
フェースを使用する人たち（すなわち、搭載計算機の開を実施し、インタフェース試験報告書を作成します。
発担当者）やプロジェクト内部の他の関係者と調整しな
簡単な実例を用いて開発の方法を文書整備の観点からがら行うのですが、そのような作業が効率的に行えるよ
説明してきましたが、文書整備を重視するのには幾つか
うに、私は開発が始まったらすぐにインタフェース仕様の理由があります（図３参照）。第１の理由は、作業の書の目次を作るようにしています。関係者と調整を行い効率化です。日本では欧米と比べて、その場限りの使いながら決定した事項があれば、それをインタフェース仕捨ての資料を調整用に作成する場合が多いように思いま様書の該当部分に記述し、関係者間で回覧し確認してもすが、作業の初めから文書を書いていれば、その文書らいます。関係者が問題を指摘する場合は「インタフェーを抜粋することによって調整用資料を作ることができまス仕様書のこの部分にこのような問題がある」という形す。また、調整の結果も、同一の文書の該当部分に書きで指摘してもらいます。調整の上で解決策が決まれば、加え、それを確認するようにすれば、最小限の資料で作それを文書の該当部分に記入します。このようなサイク
業が進みます。
ルを何度か回せば、調整は完了し、それと同時にインタ
第２の理由は、作業の明確化です。上で述べたように、フェース仕様書も完成します（図２参照）。
開発途中の議論において「この文書のここをこうすべき
プロジェクトの節目ごとに設計審査などの審査が実施だ」と議論することによって、何を議論しているのかがさ れ ま す が、 こ れ は、作成した文書を、上で述べたようなプロジェ
クト内の関係者よりも広い範囲の人たち（例
えば、他のプロジェク
トで同様の開発を行ったことがある人など）も含めて確認してもら う と い う 作 業 で す。
従って、審査だからといって特別な作業を行う必要はなく、それま
図２ 文書を基礎とした開発（TBD は未決定という意味）

2

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宇 宙 科 学 最前線

図３

文書の効用

明確になります。また、議論の結果を文書の内容に反映させることによって、議論の結果も明確に示せます。
第３の理由は、各担当者の書くべき文書を指定することによって各担当者の責任範囲を明確に示せることです。例えば、インタフェース担当者は、インタフェース
設計がその仕事の中心であったとしても、インタフェー
ス仕様書を完成させることによってその責任を果たした
ことが示されることになるのです。
文書整備を重視する最後の理由は、文書を蓄積することによって知識を蓄積することができることです。技術の一般論に関しては、教科書や論文を読んで勉強することもできますが、具体的な設計の方法（計画立案の方法なども含めて）を勉強するには、仕様書（計画書なども含めて）を読むのが最も有効な方法です。私自身、インタフェース設計の方法や試験計画立案の方法は、様々なインタフェース仕様書や試験計画書を読んで学んできました。ただし、文書にも出来の良いものとそうでないものとがあり、「どのような文書が良い文書であるか」をよく考えながら読む必要があります。
ところで、開発フェーズによっては、開発の結果は文書ではなく、図面であったり、ハードウェアであったり、
コンピュータのプログラムであったりします。本稿で私が「文書」と呼んでいるものは、正確に言えば「明確な形があり、プロジェクトの中で機能するアウトプット」となります。プロジェクトにとって重要なことは、各担当者が（文書であれハードウェアであれ）明確な形のあるアウトプットを作成し、それがプロジェクトの中で機能することです。ハードウェアよりも文書の方が重要であると考えているわけではありません。従って、本稿の題名の「設計しよう、仕様書を書こう」は、必ずしも正確な表現ではありませんが、上記の考えを象徴的に表したものであるとお考えください。
さて、これからは応用編です。日本政府が制定した宇宙基本計画では、太陽系探査をプログラム的に行うべきということが書かれています。ここで、プログラムとは、複数の関連したプロジェクトを体系的に実行することを意味しています。個々のプロジェクトについては、プロ
ジェクト計画書を書くべきということを本稿の初めの方で述べましたが、プログラムについてもプログラム全体の計画を規定するために「太陽系探査プログラム計画書」のような文書を作成すべきです。また、プログラム全体の責任者（プログラムマネージャ）も定め、プログラム
計画書は、プログラムマネージャが執筆すべきです。
しかし、現時点では太陽系探査プログラムの内容は定
まっていませんので、プログラム計画書はまだ書けません。となると、プログラムの内容を決めるための活動を行う必要があります。まずは、プログラムの内容を決めるための計画を立案しなければなりません。例えば、（1）プログラム全体の目標の候補をいくつか定める、（２）それぞれの候補について科学的意義や技術的難易度などについて評価を行う、（３）その評価の結果に基づいて一つの目標を決定する、（４）その目標を達成するためのプ
ログラムの内容を詳細化する、などのステップを定義します。次に、各々のステップを誰がいつからいつまで行
い、どのようなアウトプットを出力すべきかを定めます。
このようなプロセスについても「太陽系探査プログラム
策定計画書」とでもいうような文書を作成して明文化すべきですし、そのプロセスの責任者も任命すべきです。
結構たいへんですが、このようなことを行わなければ、太陽系探査プログラムを実現することは不可能です。もちろん文書だけで太陽系探査プログラムが実現するわけ
ではありませんが、個々のプロジェクトあるいはプログ
ラムの実施と並行して「どのようにすれば複雑なプロジェクトを効率的に実現できるか」についても様々な観点からの研究を行う必要があると思います。本稿でお話ししたことは、そのような研究の一つの成果です。
文書を基礎とした開発の方法論について述べてきまし
たが、ここで書いてきたことは、私が実際に様々なプロジェクトで実践してきたことに基づいています。しかし、誰が読んでも正しく理解してもらえるような文書を書くことは容易ではありません。なぜならば、一つの意味を表現する方法には複数のものがあり、また、一つの表現
が複数の意味に解釈される可能性もあるからです。意味と表現を１対１に対応させることができれば、文書の作成や理解は楽になりますし、機械によって文書を処理することも可能になるでしょう。現在の私の最大の研究
テーマは、文書の前提となっている知識を陽に表現することによって機械でも処理できるような文書を作成する
方法についてですが、これについても、いずれどこかでお話ししたいと思います。

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3

ISAS

事

情

「はやぶさ２」：MASCOT分離運用とタッチダウンリハーサル運用
９月の MINERVA-II1 分離の運用に続いて、10 月は「は図１ 探査機から分離直後の M A S C O T。 広角の光学航法カメラ（O N C - W2） で2018 年10 月３日、10 : 57 : 54（日本時間）に撮影。
（ 画 像 ク レ ジ ッ ト：
JAXA、 東 京 大 学、
高 知 大 学、 立 教 大学、名古屋大学、千葉 工 大 学、 明 治 大
学、会津大学、産業技術総合研究所）

やぶさ２」プロジェクトメンバーにとって非常に緊張する運用である MASCOT（マスコット）分離運用と、２回のタッチダウンリハーサル運用がありました。
10 月３日、ドイツ・フランスによって開発された小型着陸機 MASCOT の分離運用を行いました。探査機は
高度約 51 ｍまで降下し、10 : 57 : 20（日本時間）にMASCOT を分離しました。探査機に搭載しているカメ
ラで、MASCOT が降下していく様子の撮影にも成功しました（図１）。MASCOT は無事にリュウグウ表面に着地し、搭載されたバッテリーが切れるまで約 17 時間にわたって動作し続けました。一方、探査機の方はすぐにはホームポジション（高度 20 km）には戻らず、約１
日間高度３km 付近でホバリングを行いました。これは、MASCOT との通信を確実に行うためです。MASCOT
からのデータはすべて探査機に送られ、日本を経由してドイツの MASCOT チームに送られました。その後、MASCOT チームにより、データの解析がどんどん進んでいるようです。
この MASCOT の運用では、タッチダウンの候補地点
付近の、詳しい観測も行いました。その結果、候補地点の中で直径が 20 ｍくらいの領域に、大きさが 50 cm

図２

望遠の光学航法カ
メ ラ（ON C - T） に
よって撮影された
これまでの最高解像 度 の 画 像。 解 像
度は 4.6 mm/ ピク
セ ル。 撮 影 時 刻 は2018年10月15日、22 : 40（日本時間）
で、高度約 42 ｍからの撮影である。
（ 画 像 ク レ ジ ッ ト：
JAXA、 東 京 大 学、
高知大学、立教大学、名古屋大学、千葉工大学、明治大学、会津大学、産業技術総合研究所）

以上の岩塊がほとんどないことが確認でき、そこをタッ

図３ リュウグウ着地後の タ ー ゲ ット マ ーカ（○印の中の白い点）。広 角の 光 学 航
法カメラ（ONC-W1）に よ っ て 2 0 18
年 1 0 月 2 5 日、
11 : 47（日本時間）に、リュウグウ表面から約 20 ｍの高度から撮影。

チダウンの有力な場所とすることになりました。しかし、その領域の大きさが 20 ｍくらいしかないので、実際にタッチダウンを行うためにはさらに検討が必要です。特
に探査機の航法誘導の精度の検討が重要になります。当初の予定では、10 月中旬には２回目のタッチダウンリ
ハーサルを行い、10 月下旬に最初のタッチダウンを行う予定でしたが、タッチダウンは行わずに代わりに３回目のリハーサルを行うことにしました。
10 月 14 日〜 16 日、タッチダウンのための２回目のリハーサルとなる TD1-R1-A が行われました。１回目のタッチダウンリハーサル TD1-R1（９月 10 日〜

実際のタッチダウンにより近づいたリハーサルとなりま

12 日）では、LIDAR（レーザ高度計）の問題により高す。探査機は、10 月 25 日に高度約 12 ｍまで小惑星

度 600 ｍまでしか降下できなかったので、再度行うもに接近しました。そして、ターゲットマーカを分離し、ターのです。探査機は 10 月 15 日に高度 22.3 ｍまで降下し、ゲットマーカが小惑星表面に着地したことを確認し（図

主目的であった LRF（レーザ・レンジ・ファインダ：近３）、さらにターゲットマーカを追跡することにも成功し距離の高度計）の特性を確認することができました。まました。

た、タッチダウン候補地付近の画像や、これまでで最高

MINERVA-II1 に続いて MASCOT を無事にリュウグ

解像度となる画像も取得できました（図２）。運用の名称

ウに届けることができたことで、プロジェクトメンバー

ですが、TD1-R2 とはせずに TD1-R1-A としています。

は非常に安堵しました。MASCOT はドイツ・フランス

これは、元々計画していた TD1-R2 と混同することをを中心に多くの海外のメンバーが関わってきたものです

避けるためです。

から、万が一にも失敗は許されないものだったからです。

10 月 23 日〜 25 日には、３回目のリハーサルであまた、ターゲットマーカの中には約 18 万人の名前を刻る TD1-R3 が行われました。TD1-R1-A では、LRF でんだシートが入っています。その約 18 万人の名前をリュ

距離計測はしましたが、それを探査機の制御には使ってウグウに無事に届けることができたということにもほっいませんでした。TD1-R3 では、LRF の計測値を探査としました。

機の制御に使ってみることが目的です。また、条件が整えば、ターゲットマーカの投下も行うことにしました。

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いよいよ最大の山場であるタッチダウンに向けて、集中して作業を進めることになります。

（吉川 真）

さ〜て、そろそろ行くか。─BepiColombo水星探査機、ついに宇宙へ─
2018 年 10 月 20 日 10 時 45 分 28 秒（日本時間）、
国際水星探査計画 BepiColombo の水星磁気圏探査機「みお」および水星表面探査機 MPO を搭載したアリアン
5 型ロケットがついに打ち上げられました。1997 年にワーキンググループが発足して以来、実に 21 年を経てBepiColombo が宇宙へと旅立っていったのです。当初
からこの計画に携わってきた先生方や関係者のみなさまにとっては、まさに成人を迎えた我が子が独り立ちするのを見守るようなお気持ちだったでしょう。この場を借りて、全関係者のみなさまにまずは打上げ成功の御礼を申し上げたいと思います。
筆者は大学院生として「みお」搭載の水星ナトリウム
大気カメラ（MSASI）および MPO 搭載紫外線分光観測装置（PHEBUS）の開発チームに加わって以来、12打上げ成功後のギアナ宇宙センター・探査機チェックアウト室での記念写真。ESA、Airbus DS、Thales Alenia Space Italy、
CSG のチームと、両目の入ったダルマとともに歓喜の一枚（ダルマを持っているのが筆者）。

年ほど BepiColombo に関わってきました。打上げ時に上げ直前の緊迫した探査機チェックアウト室の空気を和は探査機班の一員としてギアナ宇宙センターにて準備にらげてくれました。これは今後の国際協力プロジェクト

参加していました。余談ですが、仏領ギアナへ発つ前日への申し送りに加えたいと思います。

にプロジェクトマネジメント講習（初級）を受講したの「みお」の初期運用はこれからです（本稿はそのためですが、グループワークの課題が「打上げ２カ月前にロのドイツへ向かう機内で執筆）。その後には９回の惑星

ケットに不具合が見つかった。打上げを延期するか否か

スイングバイと７年間のクルーズが待っています。水星を含め、どう判断するか？」というものでした。ここでへの旅はまだまだこれからであり、本格的な科学デー

は詳細は省きますが、BepiColombo の打上げ準備を進タが得られるのも７年後です。しかし、これまで私がめていく中でまさにそういった緊張感を現場で体感する

BepiColombo の開発や打上げの現場にいて感じるのは、ことができたのは人生でそう得ることのできない貴重な

すでに得られた大切なものがあるということ。「大切なも経験だったと思います。リフトオフの瞬間、筆者は探査のは、ほしいものより先に来た」とはジン・フリークス

機チェックアウト室で「みお」の状態をモニタしていまの言葉ですが、まさにその通りだと感じました。
「国際協した（ただし「みお」はコールドローンチ）。アリアン５力」とは単なる言葉ではありません。お金でもありません。

型ロケットの飛行状況が正常であることを示すフランス

それは人と人との信頼関係であり、血が通い温もりを感語のアナウンスが館内に響くなか、ESA や Airbus DS、じて初めて意味をもつのではないでしょうか。このチー

Thales Alenia Space Italy の仲間たちと共に歓声を上ムと出会い、ともに働き、打上げの瞬間を彼らと見守る

げ歓喜のハグ。ああ、国際協力とはこういうことなのかことができたことに心から感謝しつつ、これからの長いなと、肌と魂で感じました。ちなみに我々とともに打上

旅路に向けて改めて気を引き締め、覚悟をもって挑もう

げを見守った川崎大師のダルマは海外勢に大人気で、打と思います。

（村上 豪）

国際宇宙探査に関するワークショップ開催
JAXA では、月や火星を対象に国際協働による宇宙探
査の議論が世界的に活発に行われていることに対応して、本年７月に国際宇宙探査センターを新規に設置し、国際宇宙探査における日本のシナリオ等の検討を進めています。宇宙理工学合同委員会では、昨年９月に国際宇宙探査専門委員会を設置し、宇宙科学コミュニティに対し国
際宇宙探査に関する情報共有を行うこと、国際宇宙探査
計画に宇宙科学コミュニティの意見を反映すること等を主たる目的として議論を行っています。
2018 年９月 25 日に宇宙科学研究所において、国際活発なパネルディスカッションの様子。

宇宙探査に関するワークショップ（WS）を開催し、国議論を行いました。大学、研究機関、メーカ等から約際宇宙探査専門委員会での議論を報告するとともに、宇140 名が参加し、予定時間を超過してパネルディスカッ

宙科学コミュニティからの国際宇宙探査への期待や国際ションが続くなど活発な意見交換が行われました。

宇宙探査のインフラを活用した将来ミッションについて

本 WS は２部構成で行われました。前半は、国際宇宙

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ISAS

事

情

探査の状況、月極域探査計画、月サンプルリターン計画、ン計画（Gateway）を活用したサイエンスや小型探査機

火星衛星探査計画、月・惑星データの取扱い、人材育成の活用について、網羅的な観測や挑戦的な探査という点の方策等について報告がありました。後半は、意見交換での期待も出ました。火星探査においては、地下探査にを主として、（１）近未来の月探査に関する総合討論、（２）

関する意見が多くあり、今後火星探査のシナリオ検討を

月探査の将来と火星探査に関する総合討論、（３）探査工

加速することになりました。また、国際宇宙探査による学の課題に関する総合討論、の３つのパネルディスカッ

人材育成の重要性も指摘されました。

ションが行われました（写真）。

本 WS を通じ、各探査計画への参加を含めて国際宇宙

月探査については、月極域探査が科学観測のみならず探査への関心が高いことを改めて認識しました。また、継技術の実証の場として有用である、長期日照領域である

続した情報発信や意見交換の場の提供の要望が多く寄せ極域をベースにして長期的月探査を展開することが日本られ、頻繁な会合開催と密なる意見交換の必要性を痛感の特色になりうる、等の意見が出ました。月近傍ミッショしました。 （国際宇宙探査専門委員会委員長 久保田 孝）

S-520 30号機の成果について
鉱物微粒子が吸収する赤外線の波長位置や強さは、その種類や温度、形、大きさなどに応じて敏感に変化する
天体観測のスペクトル（Ａ）と従 来 手 法（ Ｂ ） と 今 回 の 実 験で得られた赤外線スペクトル（Ｃ）との比較。Ｄ - Ｈは計算
（Ｄ：球、Ｅ：ファセット、Ｆ：
655oC、Ｇ：表面堆積物の存
在、Ｈ：アスペクト比 0.3）。
論文※中の図３を改編。

ため、赤外線スペクトルは鉱物の指紋に例えられます。
微粒子の形や大きさは形成環境を敏感に反映するため、天体観測で赤外線スペクトルが得られれば、そこに存在している鉱物微粒子（ダスト）を特定できるだけでなく、その物理的、化学的情報を引き出すこともできます。そのため、赤外線スペクトルは、138 億年の宇宙の歴史における物質進化を理解するための強力なツールと言えます。しかし、得られる赤外線スペクトルの特徴は、既知

は、対流を抑えることでダストの生成過程と物理的に類の鉱物や実験合成物のスペクトルとは合致せず、赤外線似の実験ができ、赤外線スペクトルの変化をより長時間スペクトルの特徴を最大限利用するには至っていません。

にわたって取得できるなどのメリットがあります（ISAS

例えば、宇宙でダストが生成する現場である晩期型巨ニュース 2018 年５月号「宇宙科学最前線」参照）。そ星の赤外線スペクトルを測定すると、その波長の中での結果、晩期型巨星で酸化アルミニウムの微粒子が作ら13 µm 付近に 0.5-1.1 µm の幅を持った特徴的なバンれる過程を再現でき、理論的には予言されていたものの、ドが見られます（図中Ａ）。この起源物質として、高融点

実験的には再現できていなかった 13 µm バンドと同様で、かつ豊富に存在する元素からなる酸化アルミニウムの 0.5 µm 程度の狭い幅を持つバンドの取得に成功しまが提案されています。しかし、実験から得られる酸化ア

した（図中Ｃ）。その後３年にわたり、試料回収が行えな

ルミニウムの 13 µm バンドは４µm を超える広い幅をい点を補完するための地上実験や、航空機を用いた微小示すため（図中Ｂ）、確証が得られていませんでした。

重力実験による再現実験とデータ解析などを行い（図中

そこで我々は、2015 年９月 11 日に観測ロケット

D-H）、本年９月、ついに論文として公表することがで

S-520 30 号機を内之浦宇宙空間観測所から打ち上げ、きました※。今後、他の鉱物に対して同様の実験を行うこ

微小重力環境下で酸化アルミニウムのガスを発生させて、とで、宇宙ダストの生成・成長過程を同定し、物質進化

冷却の過程で微粒子が生成する様子を赤外線スペクトルのストーリーを記述できるようになると期待しています。

で測定しました。観測ロケットを用いた微小重力環境で（北海道大学

木村 勇気）※ S. Ishizuka, et al. Nature Communications 9, 3820 (2018)

訃報

堀内 良 宇宙研名誉教授（享年 91 歳）におかれましては、平成 30 年 10 月 10 日にご逝去なさいました。
堀内 良先生は，昭和 34 年に助教授として東京大学航空研究所に赴任されてより、一貫して金属材料分野における基礎から開発までの研究を行ってこられた。ライフワークである金属材料の強化機構に関する基礎的研究では、高温における変形を律速する転位論的機構に関する一連の研究成果を創出し、軽金属学会の発展に尽くしてこられた。ロケット・科学衛星用材料の開発研究では、科学衛星最初期のマグネシウム溶接構造の開発やハレー彗星探査における固体モータチャンバ用超高張力鋼の開発などをはじめとして、日本の宇宙開発に大きく貢献してこられた。並行して大学院学生の指導に熱意を注ぎ、多数の俊英を育ててこられた。

ご生前のご功績を偲び、心からご冥福をお祈り申し上げます。
6

ISASニュース 2018. 11 No.452（佐藤 英一）

連

載

第８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

合運用
2018 年 11 月〜 12 月、リュウグウは地球からは太陽の向こう側に見えることになります。このような状況のことを「合」と呼び、太陽の影響で「はやぶさ２」と地球との通信ができなくなります。
「はやぶさ」ミッションでは、イトカワに向かう途中の公転軌道において合が起こりましたが、小惑星でホバリングをしているときに合が起こるのは今回が初めてです。合の期間は、合運用遷移軌道をとることになりますが、軌道制御量がなるべく少なくな
り、かつ探査機が常に視野にリュウグウを捉えることができる、
太陽方向に 100 km ほど延びた軌道になっています。
探査機が合運用遷移軌道上にいる期間は約 30 日間になります。まず、準備期間（2018 年 11 月 18 日〜 29 日）
において、2018 年 11 月 23 日に合運用遷移軌道に投入するための軌道制御（COI：Conjunction Orbit Insertion）
が行われます。この期間中に SEP 角（太陽—地球—探査機がなす角）は６度から３度まで減少しますが、通信はまだ可能です。次の軌道制御（TCM-1：TCM=Trajectory
Correction Maneuver） は 2018 年 11 月 30 日 に 行 い ます。また、合の後は太陽、地球、小惑星の位置関係が鏡像のように反転するのに対応するために、探査機の姿勢を180 度回転させる姿勢制御も行います。次に、合期間（2018年 11 月 30 日 〜
12 月21日）です
が、この期間では SEP 角が３度
以 下となり、探査機との通信が難しくなりま す。 軌 道 制
御は行いません が、 探 査 機と の 通 信 は 試 図 ホームポジション座標系での合遷移軌道。この座標系ではＺ軸が小惑星から地球の方向になる
み ま す。 こ のが、太陽もＺ軸方向に位置することになる。
期 間 は「 は やぶさ２」からの電波を用いて太陽の周囲を調べるための貴重な機会となります。これを過ぎると復帰期間（2018年 12 月 22 日〜 2019 年１月１日）となります。2018
年 12 月 25 日に軌道制御（TCM-2）が行われ、さらに2018 年 12 月 29 日にホームポジションへ復帰する軌道
制御（HPR：Home Position Recovery）が行われます。
「はやぶさ２」ミッション解析担当 Stefania Soldini（ステファニア・ソルディニ）（日本語訳 吉川 真）

虎視眈々と準備を ─ サンプラ
2018 年 10 月 25 日、「はやぶさ２」は今年最後のタッ
チダウン運用リハーサルの真っ最中。徐々に高度を下げ
リュウグウに近づいています。このリハーサルで得られた成果、理学データを基に、いよいよ本番に向けた最後の準備が始まります。
想えば長い道のりでした。
「はやぶさ」からの理学目標変更に伴う設計変更、オールメタルのコンテナシール機構の開発から始まって、フライト品開発中の清浄度維持。
リュウグウから採ってきたサンプルを汚さないために、サンプルに触れる部品はサンプラチームで精密洗浄し、組立て時、試験時、射場作業中でさえも、常にサンプラチー
ムが細心の注意を払って清浄度維持に努めました。
工学的な観点では、サンプラホーンがリュウグウに接触した場合の挙動をシミュレーションするためにホーンのバネ特性を計測、また、「はやぶさ２」で追加した数ミ
リメートルサイズの粒子をホーン先端にひっかけて持ち上げる折り返し部品の試験。ドイツまで行って、落下棟を使った微小重力試験でその有効性を確認しました。サ
ンプラは初号機と基本的な設計は同じといえども、開発
要素は盛りだくさんで手のかかる子でした。
2014 年 12 月に打ち上げた後、しばらくサンプラチー
ムとして出番はなかったのですが、実際に動かす日が着々と近づいています。最後の 確 認 試 験として、10月のリハ ー サ ル で 得られた表面の詳細画像解析 結 果を 基にターゲッ
ト土壌を準備し、それに対する弾丸射出試験を計画しています。この試験 でリュウグ ウに 弾 丸
を 撃ち込 んだときのサ
ンプ ルの挙 動を確 認す
図 種子島宇宙センター 第１衛星組
立棟にて、プロジェクタイル（弾ることができます。
丸）を装填している様子。
サンプラチームの役
目はリュウグウでの運用だけではありません。裏ではサン
プルが帰ってきた後の準備が始まっていて、地球に帰還したカプセルの回収後に必要な装置の開発もスタートし、慌ただしい毎日です。
タッチダウン本番に向けて、さらにサンプルが地球に帰ってきた後に向けて、サンプラチームの物語はまだまだ序章、リュウグウから持ち帰った玉手箱を開けた後も物語は続きます。
「はやぶさ２」サンプラ担当 澤田 弘崇（さわだ ひろたか）

ISASニュース 2018. 11

No.4527

宇宙・ 夢・ 人
安全かつ低コストのハイブリッドロケットで宇宙旅行を実現する。

モータM-35の開発を担当し、開発最終段階の地上燃焼試験では実験主任を担当しました。また、基礎研究としては、現在、固体ロケットモータのレーザー点火の研究にも注力しています。
──注目している技術は？

宇宙飛翔工学研究系 助教「再使用ロケット」です。使い捨てではなく、地上に戻っ

北川 幸樹 （きたがわ こうき）てきたらまた使おうというコンセプトです。イーロン・マス
ク氏の SpaceX 社が液体ロケットでの再使用技術を着々と1978 年兵庫県姫路市生まれ。2007 年、東京
都立科学技術大学院工学研究科航空宇宙工学専
攻博士（工学）取得。2007 年、（株）IHI 航空
宇宙事業本部入社。2010 年、JAXA 宇宙科学研究所着任。現職。2010 ～ 2013 年、総合研
究大学院大学物理科学研究科助教を併任。2014
年から、東京大学大学院工学系研究科助教を併任。

実現していますが、来るべき宇宙旅行時代には欠かせない技術です。将来的には宇宙輸送系も航空機と同様に、故障が発生しても帰還でき、何度も使用できるようにしていくべきと考えています。再使用技術が確立されたら、ハイブリッドロ
ケットに置き換えることで故障許容性が格段と高くなりま▶
▶ハイブリッドロケットの研究がライフワーク

す。人が安心して安く宇宙を旅するために欠かせない技術で──宇宙研ではどんな研究を？

あると考えており、大きな関心を寄せています。

宇宙研で研究を始めて９年目。ハイブリッドロケットの研究や固体推進系の研究、イプシロンロケットの開発などに携わっ▶
▶宇宙飛行は一旅行者として楽しみたいてきました。特に、「ハイブリッドロケット」の研究は学生時代

──宇宙に興味を持たれたのはいつから？

から一貫して取り組んできました。ロケットが推進力を得るに

宇宙ヘの憧れは子どものころからありました。きっかけは映は、「燃料」と「酸化剤」の両方が必要です。固体ロケットは画で、『スター・ウォーズ』や『2001年宇宙の旅』などを観てこの２つを混ぜ合わせて固体状の推進薬にしたもので、火薬と「宇宙って不思議な空間だな」と思ったのが始まりです。小学校

いう分類になり、１度火をつければそのまま最後まで燃え続け6 年生の時、秋山豊寛さんが日本人で初めて宇宙へ行き、そのます。一方、液体ロケットは燃料・酸化剤ともに液体で、燃焼後、毛利衛さんも続きました。こうした活躍の報道に触発され、器に両者を噴射し、混合させて燃焼させます。これらに対して「自分も宇宙に行ってみたい」という思いがより強くなりました。

ハイブリッドロケットは、一般的には酸化剤が液体で、燃料がただ、スペースシャトルやロケットの事故も多発しており、現固体です。その最大の特長は優れた安全性にあります。酸化剤状のロケットにはとても乗りたいとは思えませんでした。大学と燃料が混合していないため固体燃料の表面でしか燃焼しないに進学して、ハイブリッドロケットに出会い、この技術を使ってので、燃料にヒビが入っていたり、酸化剤が漏れたりするなど

自分自身が安心して乗れるロケットを作りたいと思うようになりの不具合が発生しても、爆発的に燃焼することはありません。

ました。博士課程までハイブリッドロケットの研究に没頭し、卒

本質的に非爆発性の推進系であると言えます。従来のロケット

業後は㈱IHIに就職しました。そこでは、ロケットではなくジェッは、安全性を担保するためにコストがかかるため、ハイブリッ

トエンジンの燃焼器やアフタバーナの研究開発をしました。燃ドロケットは低コスト化にも有効です。反面、燃えにくいとい

焼工学と推進工学を専門としていましたので、非常に興味深いう欠点もあり、いかに効率よく燃やすかが課題となります。

仕事でした。２年ほど勤務して、宇宙研に転職し再びハイブリッ

私は、燃料にプラスチックやワックスなどの一般的な危険物

ドロケットの研究を始めました。民間企業の場合は、ただ良いではない高分子材料を使い、酸化剤に液体酸素を使うハイブリッ

ものを作ればいいわけではありません。新しく良い製品である

ドロケットエンジンの研究を進めています。特に、燃えにくさをと同時に、利益につなげなければならない。本当に自分が作り解決するために、酸化剤に旋回を与えて噴射し、固体燃料とよたい物を作れる環境ではありませんでした。ですから、目先のく混ざるようにして燃やそうという方法を研究しています。安全利害に関係なく自分の良いと思う研究に没頭できる宇宙研に来でしかも低コストで飛ばせるハイブリッドロケットは、理論的にた時は、本当にいい環境に身を置くことができたと思いました。

は昔からある技術で、人を乗せるには最も適しています。実際に私自身、宇宙飛行士ではなく旅行者として宇宙を楽しみた

性能を出すのが極めて難しく、未だ実用化には至っていないもの

いと思っています。出張より旅行の方が楽しいですから。宇の、米国の民間企業が計画している宇宙旅行用の弾道飛行ロケッ

宙旅行の費用を安くし、安心して行けるように、それを実現

トには、ハイブリッドロケットが採用されています。ハイブリッ

するために、日々ハイブリッドロケットの研究を進めていま

ドロケット以外では、2013 年からイプシロンロケットの開発にす。同じように考えている方がおられるようでしたら、是非参加し、強化型イプシロンロケット開発では、新規開発の第２段

一緒にハイブリッドロケットの研究をしませんか？

ISASニュース No.452 2018年11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. 11 No.452

編 集 後 記
読書の秋に ISAS ニュースはいかがだったでしょうか。わからない単語を調べたり、関係する本を読むのにも秋の夜長はピッタリです。今月の宇宙科学最前線に刺激を受けて、積みあがってしまった昔の実験計画書を読んでみようと思います。 （坂東 信尚）＊本誌は再生紙（古 70％）、
植 物 油 イン キ を 使 用しています。