資料「はやぶさ」から「はやぶさ２」へ～新たな挑戦の始まり～
サイエンスカカフェ in 静岡
第60話
B-nest静岡市産学交流センタ
ター
2012年1月19日

吉川 真（JAXA）
はやぶさプ
プロジェクトサイエンティスト
はやぶさ２ププロジェクトマネジャ

はやぶさ

長い夢の実現打ち上げ：2003年5月9日→打ち上がってから7年1ヶ月

探査機の開発：1996年頃から→すでに14年

そもそものアイディア：1985年頃
→四半世紀

挑戦

•小惑星まで行って、その表面物質を採取して、地球に戻ってくる（太陽系天体往復探査）。

•数々の新しい惑星探査技術を実証する。（イオンエンジン、自律航法、微小重力下での試料採取、カプセルの地球大気への再突入など）•微小な地球接近小惑星を詳しく調べる。

界初世界 月以外の天体に着陸してから地球に戻ってきた探査機は「はやぶさ」が初めて。
 そもそも、地球・月以外の太陽系天体から探査機が離陸したのは「はやぶさ」が初めて。
 大きさがたった500mの天体に行くのは「はやぶさ」が初めて。
 小惑星から物質を持ち帰るのは「はやぶさ」が初めて。
 惑星間空間を飛行してきた探査機が、大気圏突入したのは「はやぶさ」が初めて。
（ただしこれは、予定外）
2

「はやぶさ」ミッション・シナリオ

表面物質の採集

打ち上げ

2003.05.09

小惑星到着

2005.09.12
地球帰還
地球スイングバイ

2004.05.19

物質分析へ2007.06⇒ 2010.06.13
3

はやぶさ探査機4

はやぶさの技術
2003.05.09

小惑星到着 2005.09.12

2004.05.19

3 degs打ち上げ合

地球スイングバイ

光学航法
新しい技術

イオンエンジン ターゲットマーカ サンプラー

ミネルバ

イトカワ
接近運用

タッチダウン

再突入カプセル

観測装置

AMICA

LIDAR

NIRS

XRS

2010.06.13

5

6

航法誘導の精度「はやぶさ」がイトカワに到着した時の、地球-イトカワ間距離
電波航法による位置誤差

電波航法＋光学航法による位置誤差（イトカワ到着時）

3億km
↓1万km

300km↓
10m

1km
↓
3cm

タッチダウン時の位置誤差0.01km(10m)↓0.3mm

地球サイズに置き換えてみると...
7

「はやぶさ」が経験した主な困難と解決策■2005年8月・10月：姿勢制御装置（リアクションホイール）が相次いで故障（3台中2台が使用不能に）→ 化学エンジンで姿勢制御■2005年11月：燃料漏れ、姿勢制御不能、通信途絶→ 通信が復活するのを待つ（7週間後に復活）■2006年1月：化学エンジン使用不能→ 姿勢制御は、１つのリアクションホイールとキセノンガスの噴射と太陽光の圧力で■2006年1月：バッテリー故障（11のセルのうち4つが故障）→ 約半年かけて慎重にバッテリーの充電作業をする（→カプセルのふた閉めに成功）■2009年11月：イオンエンジン劣化で非常停止→ 裏技的回路が仕組まれており、2台のイオンエンジンの組み合わせでイオンエンジンを復活

8

地球帰還に向けた軌道修正
760万km

360万km190万km

地球距離7万km

630km

1,660万km
2500万km2,500万km

TCM : Trajectory Correction Maneuver
2010年4月6日
5月 1-4日
5月23-27日
6月 3-5日
6月9日

TCM-0終了
TCM-1終了
TCM-2
TCM-3
TCM-4

地球外縁部への誘導
地球外縁部への誘導
地球外縁部への誘導
豪州への誘導（地球リム→着陸想定地域へ）
豪州への誘導（着陸想定地域への詳細誘導）9

カプセル回収地点

10
10

「はやぶさ」が撮影した最後の写真＆最後の通信2010年6月13日

流星となった「はやぶさ」（撮影：大西浩次氏）

11

再突入カプセル

着地したカプセル

インスツルメント・モジュール

コンテナ

キャッチャー12イトカワからの物質確認

細い針で拾い上げる

幅5mmのヘラで掃き集める

サンプルキャッチャーの内部
電子顕微鏡による確認

岩石物質の確認（2010.10.08）

2011年8月26日号
イトカワ物質の確認（2010.11.16）→2011年の10大成果に選ばれる
13

小惑星の分分布と数
2011年12月の時点で、発見され軌道が求められている小惑星：
約57.3万個
確定番号付き：約31万個
地球軌道に接近するもの：
約8500個14

探査機が見た小惑星
イダ（Ida）

マチルダ（Mathilde）
ガスプラ（Gaspra）

18×11×9 km

66×48×46 km
シュテインス（Steins）

エロスス（Erross）
38×15×14km
60×25×19 km

ルテティア（Lutetia）
約130 km
イトカワ（Itokawa）
0.535×0.294×0.209 km

直径約4.6 km

15

探査機が見た彗星
Halley彗星

14.4×7.4×7.4 km

Borrelly彗星

Tempel 1彗星

4.0×1.58 km
Hartley 2彗星

Wilt 2 彗星

5.4×3.8×3.0 km

7.6×4.9 km

1 km程度

16

スケールを合わせたもの（１）

17

スケールを合わせたもの（２）

18

これがイトカワ



19
19

イトカワ表面に付けられた名前

20

「はやぶさ」の科学的成果
リモセン：微小NEO（地球接近小惑星）の概念が変わった！
0.535×0.294×0.209 km

イトカワははがれき”のの集まり＝“ラブルパイル”

2006年6月2日号

物質分析：太陽系の初期の状況や天体形成・進化への手がかり

2011年8月26日号→2011年の10大成果に選ばれる
21

参考：プロジェクト・マネジメント
・「はやぶさ」は、“宇宙科学研究所”のプロジェクト（今は、JAXA宇宙科学研究所）・やりたい人が集まってチームができた・モチベーションは高い←特に「世界初」を目指していた・さらに、プロマネ（川口淳一郎先生）のキャラクターの影響大
NASAには負けたくない
徹底的な最適化
徹底的な慎重さ
徹底的なあきらめの悪さ
プラスα
神頼み
ポットのお湯

民間企業との連携22

「はやぶさ２」Ｋａバン
ドハイゲ
インアンテナXバンド
ハイゲイ
ンアンテナ

太陽電池
パドル再突入カプセル

小型ランダ：
MASCOT

小型ローバ

サンプラ

衝突装置

イオン
エンジン
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「はやぶさ２」が目指すこと
１．科学的意義「我々はどこから来たか」ー太陽系の起源と進化、生命の原材料

地球、海、生命の原材料物質は、太陽系初期には同じ母天体の中で、互いに密接な関係を持っていた。この相互作用を現在でも保っている始原天体（C型小惑星）からのリターンサンプルを分析することで、太陽系の起源・進化の解明や生命の原材料物質を調べる。

２．技術的意義「技術で世界をリードする」ー日本独自の深宇宙探査技術の確立「はやぶさ」は世界初の小惑星サンプルリターンとして、数々の新しい技術に挑戦したミッションであった。その経験を継承し、より確実に深宇宙探査を行える技術を確立する。
さらに、新たな技術※にも挑戦し、今後の新たな可能性を開く。
※衝突装置による人工クレーター形成：“非破壊から破壊へ”

３．探査としての意義「人類の活動領域を広げる」ー太陽系内の自在な移動

地球から太陽系天体を往復してくる技術を確立し、さらにラグランジュ点利用などの新たな試みも行うことで、人類の活動領域を広げる。また、スペースガード、資源利用、有人探査のターゲット等の観点から小天体を理解する。
24

「はやぶさ２」 の現在の提案
打上げ

探査機によるリモートセンシング観測では、光学カメラ、赤外線分光計、LIDAR（距離測定）などの機器を用いて、小惑星の特性を調べる。その後小惑星の近接観測、小型ローバの投下、表面試料の採取を行う。

2014年月ないし月（年月、月）

2018年月

新しいミッションを追加

2020年月
衝突体の衝突による小惑星表面地形の変化や形成された人工クレーターなどを探査機が観測することで、小惑星の地下物質、内部構造、再集積過程に関する新たな知見を得る。安
全が確認できれば、人工クレーター近傍での試料採取にも挑む。

2019年
月

地球帰還
探査機が地球に戻り、カプセルを地上で回収する。

サンプル分析25

「はやぶさ」と「はやぶさ２」の比較
dfe\
MUSES-C

dfe\(9?%-S *jxm C *1999 JU3
6&M *Wojt535m 6&M *Wojt<900m#C)][#CcJjlkrV@A1VQ _cK($ Vkxm|uVO='P
6sjn{jV^c#Cc"4)][#C
Ydfe\Zc#Cigh7b)F#CD:E?
VVVVVVVVKaN;8H3E?

•UMLI•UB >I•U{yGm~•UpTI

•UML
IH3iR2R
b+X0c. X• SLm~5!I3X•{yGm~•pTI^cc/{  }z{}z{9Wva`}wq,S

20032010

20142020
赤字が新規開発機器

26

探査対象天体：1999 JU3観測キャンペーン（2007、2008）により得られた物理情報

小惑星1999 JU3の軌道

自転周期: 0.3178day (～7.6 h)
自転軸の方向：（l， b)＝(331, 20), (73, -62)
川上モデル

軸比 = 1.3 : 1.1 : 1.0

Muellerモデル

大きさ : 0.922 ± 0.048 km
アルベド : 0.063 ± 0.006
等級等：H=18.82 ± 0.021, G=0.110 ± 0.007
タイプ : Cg推定された形状(Muellerらによる。動画は会津大による)(川上らによる)27

始原天体のプログラム的探査の構想
はやぶさ後継機

はやぶさ

はやぶさ２

2003 - 2010

はやぶさ

2014(?)

より始原的な天体へ
C-typeS-typeD-typeより高度な技術へ
より遠くへ

小惑星帯

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世界の太陽系小天体探査



衝突





1991＜ガスプラ＞ガリレオ
2001＜ボレリー彗星＞
1986＜ハレー彗星＞
1992＜グリグ・シェレルプ彗星＞ ディープ・スペース１
ベガ1号・2号、さきがけ、すいせい、
ジオット
2015＜冥王星＞
2002＜アンネフランク＞
ジオット、ICE
1993＜イダ＞ガリレオ
ニューホライイ
スター・ダスト
ズンズ
2008＜シュテインス＞

1996＜マチルダ＞
1985＜ジャコビニ・ツィナー彗星＞
2010＜ルテティア＞  2011＜テンペル１＞
ニア・シューメイカー
ICE

ロゼッタ
2004＜ビルト２彗星＞
2010＜ハートレイ1999＜ブレイユ＞
スター・ダスト
＞  ディープ・スペース１
2005＜テンペル１彗星＞
ディープ・インパクト
2019＜ ＞
はやぶさ２! 2000＜エロス＞
ニア・シューメイカー

2014＜チュルモフ・ゲラシメンコ＞
ロゼッタ
2011＜ベスタ＞
2015＜セレス＞
ドーン

2005＜イトカワ＞はやぶさ（2010年帰還）

2018＜ ＞
はやぶさ２

年は天体に到着した（する）年を示す
この他、火星衛星のフライバイ等あり
!

2004＜ビルト２彗星＞
スター・ダスト（2006年帰還）

＊はやぶさ２以外は、過去・現在に宇宙で運用されている探査プロジェクトのみを記載。

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小天体探査の意義■太陽系および生命の起源と進化を探る
・天体の形成や進化を知る
・太陽系の物質分布を知る
・原始太陽系星雲の物質とその物理、化学状態を知る
・有機物や水の起源と変遷を知る■天体の地球衝突から我々を守る
・天体の地球衝突を予測する
・天体の地球衝突を回避する ■人類が宇宙に進出したときの鉱物・水資源として活用する
・どのような資源が存在するのかを把握する
・資源の利用方法を検討する■人類の宇宙での活動範囲を広げる次のステップとなる・月へのミッションの次の有人ミッションターゲット・火星有人ミッションへの準備

■太陽系を自由自在に飛行する・まずは、太陽系天体往復探査を確立する・多彩な目的に応じた探査の実現へ
■宇宙をより積極的に利用した文化へ■若い世代に科学や技術を伝達

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さいいごに太陽系大航海時代に突入か？

15世紀～17世紀：大航海時代
ヨーロッパ→インド・アジア・アメリカ
現在の日本 ＝ 太陽系への航海
月：かぐや、SELENE2
小惑星：はやぶさ、
はやぶさ２

水星：BepiColombo
金星：あかつき火星：のぞみ、MELOS
木星：（EJSM）

更なる挑戦：イカロス、中型ソーラー電力セール※アンダーラインを引いたものはすでに打ち上げられたもの

さきがけ、すいせい、
ひてん
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月・惑星を調べることは、地球を知ること
・いろいろな階層（大きさ）の天体を知る
・天体の誕生（起源）と進化を知る
・天体における気象現象を解明する
・天体における磁場に関連した現象を解明する
・地球外生命を探す・物質（鉱物、有機物、水）の起源を探る

・地球の起源、進化を知る
・地球の環境を知る
・生命について知る

さらに...
・人類の活動の場を拡大する（無人＋有人）
・宇宙を利用する（基地、資源）
・地球を守る（スペースガード）
・最先端技術への挑戦の場
・“夢”の提供
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