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日本惑星科学会誌 Vol. 22, No. 4, 2013

特集「チェリャビンスクイベントと天体衝突リスク」

スペースガード観測の現状
浦川 聖太郎 ，高橋 典嗣 ，浅見 敦夫 ，西山 広太 ，1
1
11,21,3
奥村 真一郎 ，坂本 強 ，橋本 就安 ，三輪田 真 ，布施 哲治 ，
1,2
吉川 真
11

11

（要旨）スペースガードとは，地球へ接近する太陽系小天体（Near Earth Object = NEO）の発見，衝突回避の研究を行う活動である．1990 年頃より，NEO の早期発見と軌道導出を行うスペースガード観測が世界各地で行われており，現在では 1 万を超える NEO が発見されている．美星スペースガードセンターは国内唯一のスペースガード観測に特化した施設であり，NEO を始めとする太陽系小天体の発見，追観測，科学観測を行っている．本稿では，スペースガード観測の現状と，美星スペースガードセンターで行われている実際の観測，さらに将来の展望について紹介する．

1. スペースガード観測なエネルギーを有している．今後は，2030 年頃までに直径 140 m − 1 km（絶対等級で 17.75 − 22.00 等級に1994 年に起こったシューメーカー・レビー第 9 彗星相当）の NEO の 90％を発見することが，新たな目標の木星衝突を一つのきっかけとし，彗星や小惑星といとして設定されている [3][4]．チェリャビンスク隕石った太陽系小天体が地球へ衝突する脅威について広くの元になった NEO の直径は約 20 m と推定されている認識されるようになった．そして，2013 年 2 月 15 日

[5]．この大きさの NEO は，地球に非常に近づいたタのチェリャビンスク隕石落下により，衝突の脅威はよイミングで，運良くサーベイ網にかかることでしか発り現実的なものであると改めて知らされた．スペース見できないのが現状である．

ガ ー ド と は， 地 球 へ 接 近 す る 太 陽 系 小 天 体（Near

将来地球に接近する NEO の状況について述べる．

Earth Object=NEO）に対する発見，衝突回避の研究2013 年 10 月 25 日時点では，2010 RF12 が 2095 年 9 月 5を行う活動である . このうち NEO の発見観測（以下，日に地球に衝突する確率が最も高く，8.1% である．

スペースガード観測）は，1990 年頃より様々な観測プ

しかし万が一衝突したとしても，この NEO の推定直ロジェクトにより実施されている．初期のスペースガ

径は 7 m であり被害はほとんど起こらない．この直径ード観測の国際的な目標は，地球に衝突すれば人類存は唯一落下予測に成功した 2008 TC3 と同程度である

続に致命的な影響を与える，直径 1 km 以上の NEO の[6]．NEO の危険性を評価する為には衝突確率だけで90% を発見することと設定された [1][2]．現在までのなく，衝突エネルギー（NEO の直径や衝突速度）を考NEO の 発 見 数 を 表 1 に ま と め る．861 天 体 が 直 径 1慮しなければならない．直径が比較的大きい NEO のkm 以上（絶対等級で 17.75 等級以上に相当）の NEO で（=101955）
う ち， 衝 突 確 率 が 高 い も の は 1999 RQ36ある．これはサイズ分布から推定される直径 1 km 以

Bennu，2007 VK184，2009 FD である．これらの NEO

上の NEO 数のほぼ 90% に達しており，初期の目標はの推定直径はそれぞれ 560 m，130 m，130 m，衝突達成されたと言える．一方，直径 1 km 以下の NEO で確率は 0.054%，0.055%，0.18%，最接近日時は 2182 年

あっても，国 / 都市レベルの壊滅をもたらすには十分

9 月 24 日，2048 年 6 月 3 日，2185 年 3 月 29 日 で あ る．

1. 日本スペースガード協会
2. 宇宙航空研究開発機構
3. 情報通信研究機構
urakawa@spaceguard.or.jp

この NEO の推定直径は 440 m，衝突確率は 0.031%，■2013遊星人Vol22-4_製版.indd

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さらに，ごく最近になって，2013 TV135 が発見された．
最接近日時は 2032 年 8 月 26 日である．かつて，地球

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スペースガード観測の現状／浦川 他

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表1： 2013年10月7日時点でのNEOの発見状況（http://www.iau.org/public/themes/neo/nea/）．発見数の括弧内は，2178年までに地球に0.05AU以内に接近する天体（Potentially Hazardous Asteroids = PHA）の数．アルベド=0.15を仮定．

直径D（ m ）> 10001000 - 140

140 - 40

40 - 122.00 - 24.75> 24.75〜 285000------

全体

絶対等級

H

< 17.75

17.75 - 22.00

推定存在数966±45〜 14000

数861（155）

4923（1260）

2614

1909

10307
（1415）

合

89%±4〜 35%〜 1%------

口径
0.9 m
1.8 m
1 m×2
68 cm
1.5 m
1.0 m
1.8 m
67 cm
45 cm×31m
1.1 m
50 cmなど

F値
3.0
2.7
2.2
1.9
2.0
3.5
4.4
3.2
2.8
4.5
2.7

発

見発

見割

表2：主な観測プロジェクト

プロジェクト名Spacewatch

場所
アメリカ アリゾナ

LINEAR/GEODSS
CSS

アメリカ ニューメキシコ
アメリカ アリゾナ
アメリカ アリゾナ
オーストラリア ニューサウスウェールズ
Pan-STARRS（PS1）
アメリカ ハワイ
ADAS
イタリア アシアゴ
LSSS
スペイン ラサグラ
TOTAS
スペイン テネリフェ島
KLENOT
チェコ Klet’
YSTAR,NEOPAT
韓国

視野
1.9°×1.8°
0.6°×0.6°
1.2°×1.6°
2.9°×2.9°
1.1°×1.1°
2°×2°
φ3.0°
0.8°×0.8°
1.6°×1.6°
0.7°×0.7°
0.55°×0.55°
2°×2° などへの衝突が話題となった小惑星アポフィスの衝突確率

鏡に広視野 CCD カメラの組み合わせというシステムは無視できる程小さくなっている．衝突確率が減少しで観測を行っている．現在のスペースガード観測の中た要因は，追観測で軌道精度が向上した為である [7]．

心NEO の 発 見 情 報 や 軌 道 情 報 は Minor Planet Center

Telescope and Rapid Response System）に移っている．

注1（MPC） や NASA/JPL の Near Earth Object
注2

Programに詳しく紹介されている．

は，CSS と Pan-STARRS（Panoramic Survey

CSS はアリゾナ州ツーソンの Steward 天文台を中心に，同じアリゾナ州のレモン山天文台とオーストラリアのSiding Spring 天文台で連携して行っているプロジェ

2. 世界のスペースガード観測ク ト で あ る．2013 年 の 前 半 期 ま で に 4500 を 超 え る
NEO を発見している．Pan-STARRS は，ハワイ・ハ

NEO の発見を行っている観測プロジェクトは，発レアカラ山頂で行われているサーベイプロジェクトで

見 数 の ほ と ん ど を 占 め る LINEAR（Lincoln Near

ある（NEO の発見だけを目的としていない）．口径 1.8

Earth Asteroid Research），CSS（Catalina Sky Sur-m 望遠鏡と広視野カメラからなる観測システムで，約vey）などの大規模サーベイグループとそれ以外に大7 平方度（直径 3 度の円形状視野）の領域を一度に撮像きく分けることができる．大規模サーベイはすべてアする事ができる [8]．計画ではこの観測システムを 4 台

メリカ合衆国における組織であり，事実上，アメリカ稼働させる予定であり，2010 年からプロトタイプをにおける大規模サーベイとそれ以外の国での小規模サ兼ねた 1 台目
（PS1）での本格稼働が始まっている．現在，ーベイに分かれる．1990 年代〜2000 年代初頭にかけ

PS1 だけで年間の NEO 発見数の約半分を占めるまでての代表的な観測プロジェクトは，LINEAR，NEATになっているが，さらに 2 台目の PS2 も完成している．

（Near-Earth Asteroid Tracking），Spacewatch などでアメリカ以外では，イタリア，スペイン，チェコ，韓ある．これらのプロジェクトは口径 1 m クラスの望遠国などで観測が行われている．一例として，スペイン

注1：http://minor.planetcenter.net
注2：http://neo.jpl.nasa.gov■2013遊星人Vol22-4_製版.indd

223の LSSS（La Sagra Sky Survey）
では，チェリャビンス
ク隕石落下の翌日に地表から 27700 km の距離まで接2013/12/13

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図2： 美星スペースガードセンター観測システム

注3

図1： 観測プロジェクト別のNEO発見数の推移（MPCの公開デー
タ．http://www.minorplanetcenter.net/iau/MPCORB.
htmlより作成）．2013年は9月7日までの発見数．

）
で 2000 年から開始した [10]．BSGC は，口径 1 m 望

遠鏡，口径 50 cm 望遠鏡，口径 25 cm 望遠鏡からなり，通常は口径 1 m 望遠鏡と口径 50 cm 望遠鏡を用いて観測を実施している（図 2）．口径 1 m 望遠鏡の検出器は近した 2012 DA14 を発見している．主な観測プロジェ

4096 × 2048 ピクセルの 4 枚の CCD からなり，その視クトを表 2 にまとめる．

野は約 2.6 平方度である．口径 50 cm 望遠鏡の検出器

近 年 で は， 宇 宙 か ら の 観 測 も 実 施 さ れ て い る．

は 2048 × 2048 ピクセルの CCD であり，その視野は約NASA の 宇 宙 望 遠 鏡 WISE（Wide-field Infrared

2.8 平方度である．BSGC では，NEO とともにスペー

Survey Explorer）は，口径 40 cm の赤外望遠鏡であり，スデブリの観測も行っている．観測は 6 人の観測者にその観測波長は 3.4 μm，4.6 μm，12 μm，22μm である． より，2 人 1 組の交代制で，午後 6 時から翌朝午前 6 時
冷却剤がなくなり当初の観測計画は終了したが，冷却まで 365 日体制で行っている．メインとなる口径 1 mなしでも比較的問題の少ない 3.4 μm 帯と 4.6μm 帯を望遠鏡は 2002 年に完成し，その後も改良と改修を重用いた NEO サーベイを NEOWISE と名付け運用期間ねて 2007 年から十分な性能を発揮できるようになっを延長して実施した．WISE による観測で 129 の NEOた．これまでの NEO の発見は，25 cm 望遠鏡によるが発見された．また，直径 1 km 以下の NEO のサイズ（=20826）と 1 m 望遠鏡による 2007 YZ の 22000 UV13分布の再調査を行い，これまで予測されていたより，天体に留まっている．

直径 1 km 以下の NEO が少ない事を明らかにした [9]．

BSGC における NEO の観測の実際について述べる．

延長運用は 2011 年 2 月に終了したが，チェリャビンス

NEO は，メインベルト小惑星と異なり，黄道面付近ク隕石落下により，スペースガード観測の重要性が再に存在しているとは限らない．しかし，それでも存在認識され，2013 年 9 月に再運用を行うという発表があ確率は黄道面付近が一番高い．従って，黄道面付近のった．図 1 は観測プロジェクト別の NEO の発見数を衝の位置を観測すると NEO を発見しやすい．ただし，示す．1990 年代後半から 2000 年代初頭にかけて主要

この領域は他の観測プロジェクトも観測するため，なプロジェクトであった，LINEAR や NEAT での発BSGC ではやや高黄緯の領域を観測することが多い．

見数は近年減少しており，CSS や Pan-STARRS によ

このようにして決めた領域を一晩に 4 回程度撮像し，る発見数が増加している．2010 年に ｢Other｣ が急増しその 4 枚の画像をパラパラ漫画のように比較する事で，ているが，これは WISE による発見である．

NEO の検出を行う．恒星は視野内で動かないが，NEO は移動する．これをブリンク法という．BSGC

3. 日本におけるスペースガード観測

では，移動天体の検出を目視で行っている．これは，他の観測プロジェクトと比較して劣っている限界等級

日本におけるスペースガード観測は，岡山県井原市
美星町の美星スペースガードセンター（以下，BSGC■2013遊星人Vol22-4_製版.indd

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注3：BSGCの施設は，一般財団法人日本宇宙フォーラムが所有し，日本スペースガード協会（JSGA）が観測を行っている．

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スペースガード観測の現状／浦川 他

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図3： NEOの発見等級の分布（MPCの公開データ，http://www.
minorplanetcenter.net/iau/MPCORB.htmlより作成）．現
在では，短時間の露出で20 等級を検出できなければNEOの発見は困難である．

を補うためには，ノイズと同レベル程度の信号を判別することが可能な目視による検出が必要だからである．
一般に，NEO はメインベルト小惑星より天球上での動きが速い．また，その動きの速さや方向は決まって

図4： 発見されるNEOの絶対等級の年次推移（MPC の公開デー
タ，http://www.minorplanetcenter.net/iau/MPCORB.
htmlより作成）．

いない．このような条件は，NEO を発見するために，長時間の露出をかけて限界等級を上げる事は難しく，近づいた NEO は 110 天体ある．このうち 107 天体が発30 秒から 60 秒程度の短い露出時間で観測を実施する

見前後の数日の間に地球へ最接近している．発見され必要があることを示す．BSGC の場合，30 秒露出を行た NEO が次の回帰で必ず観測できるとは限らない（多った場合の典型的な限界等級は 18 等級である．この

くの場合，大型望遠鏡でも観測不可能な 25 等級以下限界等級で発見できるような，大型の NEO の大半はになる）．従って，BSGC のような常に観測体制にあ発見されている．図 3 は 2012 年以降の NEO の発見時る観測所において即時追観測を実施し，可能な限り正の等級を示す．現在の NEO の発見時の等級は 20.5 等

確に軌道を求めておくことが重要である．NEO の追級にピークがある . また，図 4 は発見された NEO の絶観測に加え，既知の NEO であっても軌道精度を改良対等級（直径に相当）の年次推移を示す．ごく稀に絶対するためにある程度の期間ごと（典型的には数ヶ月か等級 16 等程度（〜直径 2 km）の NEO が発見されるもら数年程度毎）に位置測定観測を実施する必要がある．のの，平均すると年を経るごとに発見される NEO の直径は小さくなっている．現在では絶対等級 22.5 等（〜直径 100 m）の NEO の発見が多い．従って，現在ではBSGC で NEO を 発 見 す る 事 は 困 難 な 状 況 で あ り，NEO の発見を目指した積極的な観測は行っていない．
一方，Pan-STARRS などで発見された NEO の暫定的
注4

な軌道情報は MPC の NEO Confirmation Page

で公開される．この暫定的な軌道に基づき NEO の動きに合わせて望遠鏡を追尾させれば，長時間の露出が可能となり，BSGC でも暗い NEO を検出することが可能となる．このような，即時追観測は NEO の正確な軌道導出をする上で重要である．例えば，2013 年 9 月 2日までの一年間に月軌道の 5 倍以内の距離まで地球に
注4：http://www.minorplanetcenter.net/iau/NEO/toconfirm_tabular.html■2013遊星人Vol22-4_製版.indd

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表3：美星スペースガードセンターで実施した観測のうち，Minor Planet Centerへ報告した天体数の推移．即時追観測を実施したNEO数とは，NEO Confirmation Pageに公表されたNEO候補天体に対する観測数である．発見候補天体
は，観測時点において未発見であった太陽系小天体であり，主にメインベルト小惑星である．MPCに集約されている
過去のデータとの精査の結果，必ずしもすべての発見候補天体が発見とならない．BSGCで発見したNEO,-2007 YZ-,は2007年の発見候補天体に含まれる．2010年よりNEOCP天体の即時追観測に観測の重点を移している．

年
2012
2011
2010
2009
2008
2007

即時追観測を実施した
NEO数
189
212
192
39
24
7

観測をした
既知のNEO数
76
97
132131422

発見候補天体数
40133
503
1417
301
511

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月明かりがあり，暗い NEO の検出が難しい状況下では，いる [13]．

この種の観測も BSGC で実施している．2007 年以降，BSGC で行った観測の状況について表 3 にまとめる．

4. 今後のスペースガード観測2007 年より BSGC１m 望遠鏡には，SDSS の g, r, i, zフィルターと，860 nm と 1020 nm に中心波長を持つ

チェリャビンスク隕石落下により，改めてスペース狭帯域フィルターが導入された．これらのフィルターガードの重要性が認識されたように思う．しかし，現を用いる事で多色測光による小惑星のスペクトル型決状ではチェリャビンスク隕石の元になったような小型定といった科学観測が可能となった．また従来から，の NEO の網羅的な発見は難しく，今後 15 - 20 年の期ライトカーブ観測は可能である．これまで，イトカワ間で，直径 140 m − 1 km の NEO の 90% を発見し，軌や 1999 JU3 のような探査天体のライトカーブ観測や，道決定しようという段階である．Pan-STARRS に加え，

107P/Wilson-Harrington のライトカーブ観測及び多色計 画 中 で あ る LSST
（Large Synoptic Survey Tele-測光観測を実施してきた [11][12]．BSGC では 365 日観scope）
では，口径 8.4 m，視野 9.6 平方度の観測システ測体制にあるので，太陽系小天体の突発現象にも即時ムでサーベイ観測を実施する予定である．ここでも対応できる．この利点を生かした科学観測を今後も行NEO の発見が重要な観測テーマとして提案されていう予定である．BSGC 以外での国内における小惑星のる．また，すばる望遠鏡 Hyper-Suprime Cam や検討

観測状況について述べる．常時の観測体制にはないもが 開 始 さ れ た 宇 宙 望 遠 鏡 WISH
（Wide-field Imagingのの，JAXA 入笠山観測所で小惑星の観測が行われてSurvey for High-redshift）など，今後行われる大規模いる．また，アマチュア天文家も観測を実施している． サーベイ観測でも NEO の検出が期待できる．この他
特に，世界各地の大規模サーベイプロジェクトが本格にも，太陽方向から飛来する NEO の発見を目的として，的に稼働するまで，小惑星の発見報告数は日本のアマ

カナダ宇宙庁により宇宙望遠鏡 NEOSSat（Near-Earth

チュア天文家が世界をリードしてきた．小惑星の発見

Object Surveillance Satellite）が打ち上げられた．また，報告は，MPC に集約される．未知の小惑星は，2 日分

宇宙望遠鏡 NEOCam（Near-Earth Object Camera）がの観測でその存在が確認されて初めて発見と認められNASA で検討されている．このような宇宙からのスる定義であった（2010 年 3 月まで）．特定の天球上の領ペースガード観測も今後，重要な役割を果たすであろ域を 2 日に渡り望遠鏡を向けるような入念な観測は，う．

アマチュア天文家の得意とするところであり，十分な

一方，日本スペースガード協会においては上述した観測技術を有した日本のアマチュア天文家の貢献は非ような観測を行ってきたが，1 m という望遠鏡の口径常に大きかった．しかし，MPC は１夜だけの観測報

は，直径 140 m − 1 km の NEO の発見を行うには力不告を認めるようになった（2010 年 4 月より）．さらに，足な感は否めない．この状況を変えるには，次世代のその後の追観測で小惑星を確認できた時，発見者は最望遠鏡が必要不可欠である．現在，我々は次期望遠鏡初に１夜目の観測を行った者と定義が変更された．この検討作業を行っている．スペースガード観測には，の変更により，小惑星の発見はほとんど大規模サーベそれ相応の資金や人的資源が必要である．しかし，こイプロジェクトのものとなり，アマチュア天文家の楽れは人類存続に対する保険のようなものであると思う．

しみはなくなってしまった．著者自身の印象では，こ今後ともスペースガード観測の発展のため，協力，理の変更は，様々な観測プロジェクトによる NEO の発解を頂ければ幸いである．

見の増加に伴い「効率的なスペースガード観測のために世界中の観測者が協力すべき」という MPC の姿勢

参考文献を反映したものであり，スペースガード観測の点では良かったと思っている．しかし，結果として小惑星の[1] Shoemaker, E.M. ed., 1995, Report of the Near-Earth発見を行うアマチュア天文家が減少してしまった．もObjects Survey Working Group.NASA, Washington

っとも，小惑星のライトカーブ観測に重点を移した者

DC. (Available on line at http://impact.arc.nasa.gov.)

もおり，その分野で素晴らしい貢献を引き続き行って[2] Morrison, D. et al., 2002, in Asteroids III, ed. W. F.

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Bottke Jr. et al. (University ofArizona Press, Tucson),739.
[3] Morrison, D. ed., 2006, Report of NASA NEO
Workshop. NASA, Washington DC. (Available on lineat http://impact.arc.nasa.gov.)[4] Report to Congress, Near-Earth Objcet Survey andDeflection Analysis of Alternatives, 2007, NASA.
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