ISSN 0285-2861

JAXA宇宙科学研究所

2022

News

4

No.493

脈動オーロラに向かって飛翔する観測ロケットLAMP
相対論的高エネルギー電子が宇宙から地球に向かって短時間で集中的に、そして繰り返し降り込む現象（マイクロバース
ト現象）と点滅するオーロラ（脈動オーロラ）の関係と成因の解明を目的とし、日本の観測機器も搭載した観測ロケット
LAMP（Loss through Auroral Microburst
Pulsation）が、2022 年 3 月 5 日 午 前 2 時
27 分 30 秒（アラスカ標準時）に米国アラスカ州ポーカーフラットから打ち上げられました。
（Justine Hartney氏提供、p. 4 参照）

The Forefront of Space Science

宇宙
科学
最前線

重力波観測のこれまで、
これから世の中全て波だらけ

宇宙物理学研究系 准教授

和泉 究（いずみ きわむ）

うどLIGO ハンフォード観測所にてポスドクをしていたので、今 で も 当 時 の 興 奮 を 思 い 出 し ま す。 こ の 観 測イベント は

われわれの住む宇宙では、日常生活では気に留めないよう

GW 150914 と名付けられ、13 億光年程度離れたブラックホーな物理法則が主役となることが多々あります。こういった宇

ル連星の衝突合体から輻射された重力波であることが明らか

宙を支配する物理法則を考察し、また、ときには新しく考案にされました。本観測を境に、新しい天文・宇宙物理分野「重し、それを観測的に検証していくのは宇宙物理学を考究する

力波天文学」が始動しました。以来、重力波天文学は勃興分

面白さの 1 つです。今日、これらの研究活動を支える現代物

野として、天文分野のみならず、広く素粒子分野などからも理学の柱として、量子力学と相対性理論がよく引き合いに出注目されています。

されます。

拙著ですが、ISASニュース 2017 年 12 月号にて重力波観測

その現代物理学の双璧の 1 つである相対性理論によると、に関する短い記事を寄稿しました。すでに 4 年以上が経ちまわれわれが住む時空（時間と空間）は、天体などの質量によしたので、本稿ではまずは重力波天文学の意義をおさらい

り歪（ひず）みます。そして、その歪みの源である天体が加し、現状の更新をします。それを受けて、現在私が携わって速度運動することで、時空の歪みが波動として遠方へ伝搬すいる衛星を利用した重力波観測計画LISAやそのほか宇宙からることが知られています。これが重力波です。「世の中全ての重力波観測の構想について最前線を報告します。

波だらけ」という一節は量子力学を歌った「シュレディンガー音頭」からの出典ですが、量子力学に限らず、相対性理論もある程度「波だらけ」であるのは興味深い一致です。

重力波天文学のおさらい
重力波が活躍する観測対象は、電磁波で暗い相対論的な天重力波の史上初の直接観測は、2015 年に米国の地上重力体・現象です。前述のように、ブラックホールをはじめとす

波検出器計画LIGOにより達成されました。私はこの時ちょるコンパクト連星系（中性子星、白色矮星も含む）の衝突合

ISASニュース

2022. 4

No.4931

図1：地上検出器で観測された連星合体重力波イベント。青丸は重力波観測により確認されたブラックホール。オレンジの丸は同観測により確認された中性子星。赤丸と黄丸はそれぞれ電磁波観測で知られているブラックホールと中性子星。矢印は衝突合体を表し、丸の大きさは天体質量を表す。重力波観測イベントは観測された順に左から並ぶ。電磁波観測天体はランダム順序。
（credit : LIGO-Virgo-KAGRA/A.
Geller/Northwestern）

2体が代表的な重力波源です。重力波の光度（単位時間あたり数、特に10 Hz以下で高感度を達成するのが困難です。これをに放射されるエネルギー）は、大雑把には系の典型サイズの受けて、低い周波数帯を観測するために、地面振動のない宇

2 乗に反比例し、典型質量の 2 乗に比例するので、基本的に宙空間にレーザー干渉計を構築するという発想に行き着きま

は高密度な天体や天文現象が観測ターゲットとなります。加す。これは電磁波をとらえる望遠鏡における「大気の窓」とそえて、電磁波観測との違いとして、重力波は透過力が高いとれを回避するための宇宙望遠鏡の役割に近い考え方です。

いう点があります。したがって、高密度天体内部の質量・震LISAはESAのCosmic Visionプログラムの第 3 大型計画（L 3）

動情報や、宇宙の晴れ上がり以前の情報などにも直接アクセとして 2017 年に提案が採択された宇宙重力波観測計画です。

スできると期待されています。以上より、重力波観測はこれ

2035 年の打上げを目指して、現在開発が進められています。

までの天文観測とは質の異なる天文・宇宙物理情報を獲得す

LISAは 1 mHz付近の低い周波数で振動する重力波を観測するる手段という整理になります。

レーザー干渉計です。この周波数帯では、より重たい連星系

さて、重力波の観測装置とその近況へと話題を移します。

が観測できます。実際にLISAでは太陽質量の 10 6 倍ある超大観測方法は現在、レーザー干渉計が主流です。レーザー干渉

質量ブラックホール連星を赤方偏移でz= 10 よりも遠くまで

計は、重力波の到来によって引き起こされる時空の歪みを、探索できる感度設計となっています。

光路長のわずかな伸縮として精密に計測します。実際に重力超大質量ブラックホールは、天の川銀河をはじめとする銀波天文学を牽引する地上の観測装置はいずれもレーザー干渉

河の中心に普遍的に存在しており、宇宙の大規模構造や銀河計です。現在、稼働可能な地上重力波レーザー干渉計は、2進化を語る上でなくてはならない存在です。しかしながら、つのLIGO観測所（基線長 4 km）、欧州のVirgo（3 km）、そしてその質量獲得史については未だ謎が多いです。LISAは、ブ

日本のKAGRA（3 km）の合計 4 台です。これら地上レーザー

ラックホール連星合体の観測を通じて、その質量獲得史を目

干渉計は、国際観測網として第 3 期同時観測（O 3）を 2020 年

撃してくると期待されています。ほかにも多様な観測対象が春季まで実施しました。レーザー干渉計は概ね全方位から提案されていますが、本稿では割愛します。

到来する重力波に感度を持つため、1 台では波源の到来方向

LISAでは、Arianeロケットにより衛星 3 機を同時に打ち上を特定することが困難です。したがって、このように複数台

げ、地球の公転に対して 20 度ほど遅れた太陽周回軌道に投を同時観測させることで、重力波の到来方向を決定していま入します。3 機の衛星はさらに、cartwheel軌道（レコード盤

す。次期観測期となるO 4 は、2022 年 12 月中旬スタートが軌道とも呼ぶ）に配置されます。本軌道では 3 機の衛星が互予定されており、現在、それぞれのレーザー干渉計は感度向いを回転しあい、1 辺 250 万kmの正三角形状をほぼ維持しつ上のためのアップグレードを実施しています。

つ、1 年で 1 旋回します（図 2）。

これら地上レーザー干渉計によってこれまでに観測された

LISAは、波長 1064 nmのレーザー光束を衛星間で交換しあ連星合体のイベント数は、実に 90 例に達しています（図 1）。

い、重力波が到来することで引き起こされるレーザー光束

地上のレーザー干渉計は 100 Hz付近で振動する重力波に対の光路長変動（位相変動と等価）をモニタすることで重力波して感度が高く、総質量にして太陽質量の数倍-100倍を持っ観測をします。その感度は重力波振幅にして 10 - 20 /Hz 1 / 2 で、たコンパクト連星系の衝突合体を探索していることに相当し光路長変動に換算すると 10 ピコメートルオーダーの変動をます。

モニターすることに相当します。

LISA：宇宙からの重力波観測

LISAフォトレシーバの開発研究

もちろん、地上レーザー干渉計も万能ではありません。地

LISAの設計感度を達成するためには、干渉計出力である

上検出器は、地面振動由来の雑音の存在により、低い周波レーザー光量を低雑音で読み出す必要があります。レー

ISASニュース

2022. 4

No.493

The Forefront of Space Science

宇宙科学最前線

重力波成分は古典化され、「確定された」背景成分として今日の宇宙空間を満たしていると予想されています。こういった原始背景重力波を観測することは、晴れ上がり以前の初期
宇宙を見ることに相当します。こういった観測は、現代物理の双璧である量子力学と相対性理論を矛盾無く包含する理論を構築していく上で、重要なヒントを与えてくれるものと期待されています。

突破口は編隊飛行技術
夢を語りましたが、技術的な実現性はどうでしょうか。

図 2：LISAの軌道と衛星のイメージ図。

原始重力波を直接観測するためには、LISA同様、軌道上に重力波レーザー干渉計を構築し、天体由来の前景重力波がザー光を受光し、低雑音で電圧信号へと増幅する装置は

比 較 的 少 な い 0 . 1 Hz付 近 の 周 波 数 帯 を よ り 高 感 度（10 - 24 /フォトレシーバと呼ばれ、重力波レーザー干渉計の心臓部

Hz 1 / 2 レベル！）で新しく探査することが求められます。国を構成します。

内ではB-DECIGOと呼ばれる宇宙重力波レーザー干渉計コン

私が主査を務める宇宙理学委員会LISAワーキンググルー

セプトの検討が進められており、まさに本周波数帯の観測

プは、LISA開発母体であるLISAコンソーシアムの一部としを狙うものです。そのキー技術の 1 つは、100 km間隔で飛て、本フォトレシーバの開発検討を 2019 年度より実験的に翔する複数人工衛星の相対位置をレーザー波長（典型的には実施してきました。要求される性能・特性のうち主要なも一声 1 ミクロン）よりも十分に良い精度で制御する編隊飛行のは、（1）応答帯域 5 - 25 MHz、（2）受光素子（InGaAs素子）（フォーメーションフライト）技術です。

口径 1 mm以上、（3）入力換算電流雑音 2 pA/Hz 1 / 2 以下、と

このような中、宇宙工学委員会フォーメーションフライ

なります。このうち、大きな受光素子口径と低雑音性の 2

トWGを母体として、SILVIAが公募型小型衛星として 2020 年

つは背反します。すなわち、大口径化はInGaAs素子に付随

2 月にコンセプト提案されました。SILVIAは工学技術実証衛する接合容量を増大し、回路の入力電圧雑音の影響を増加星として、将来の宇宙重力波レーザー干渉計や、複数開口させてしまうため、われわれの場合 10 MHz以上で雑音性能合成による先鋭的な電磁波天文観測に必要となる編隊飛行を劣化させます。

技術を、軌道上実証する野心的な構想です。現在SILVIAは

浜松ホトニクス社協力のもと、2 回の試作を通じて、口径
1 . 5 mmでかつ接合容量 10 pF/segを下回るInGaAsフォトダ

Pre-Phase A 1 b期におり、私も主体的に技術検討に関わっているところです。

イオードアレイを獲得できました。そのアレイ素子を、イ

以上より、SILVIAを進めていくことが、今後、我が国が宇ンハウス開発の読み出し回路BBMに接続し（図 3）、上記の

宙重力波レーザー干渉計構想を主導していく上での突破口

要求を満たすことを 2021 年ついに確認できました！すなわになりうることが見てとれます。

ち、搭載に向けて最低限必要な技術レベルが実証できたという構図です。

終わりに

これら日本ワーキンググループが検討してきた概念は、

以上、駆け足でしたが、重力波観測のこれまでとこれか2021 年夏季よりESAの国際調整の指針上、第二候補扱いとらをお伝えしました。宇宙研における新たな重力波研究取なっていますが、2022 年夏・秋季までを目処に第一候補でり組みの歴史はまだまだ浅いですが、よりエキサイティン

ある欧州チームの提案と技術レベルを比較の上、搭載品供グな報告をできるよう精進していきます。

給国の最終化が実施される予定です。もしも、日本グループの概念が採用された場合は、JAXA戦略的海外共同計画として、搭載品供給を提案する心づもりです。
結果はまたの機会に報告させてもらいます。

「世の中全て波だらけ」の極限を観測する
今さらですが、私の科学目標を述べます。それは初期宇宙に発生したとされる重力波輻射、すなわち原始
重力波背景輻射を直接観測することです。
標準的な宇宙創生論では、宇宙が誕生して間もない
瞬間、重力波成分を含む場（field）は量子力学的な真空揺らぎ状態にあったと考えられています。これは、冒頭で述べた「世の中全て波だらけ」の極限状態、つまり、全てが波動関数によって支配される「確定していない」宇宙の状態に相当します。
その後、急激な空間膨張インフレーションにより、

図 3：LISAフォトレシーバBBM。中心にTO 5 パッケージに入ったInGaAsフォトダイ
オードアレイが搭載。4 セグメントそれぞれに低雑音増幅回路が装備されている。
回路寸法は 40 mm × 40 mm。

ISASニュース

2022. 4

No.4933

ISAS 事 情
LAMP打上げ運用
私たちは「れいめい」、「あらせ」の観測などを基に、点滅するオーロラ（脈動オーロラ）の成因と、超高エネルギー電子が宇宙から地球に降り込む現象（マイクロバースト）を統一的に説明する理論を提案しています。この理論を観測実証するため、NASA主 導 で 観 測ロケット実 験Loss through Auroral Microburst
Pulsation（LAMP）を行いました。日本はLAMPに高エネルギー電子観測器（HEP）、オーロラカメラ（AIC）
2 台、そして磁力計（MIM）の 4 機器を提供・運用したほか、地上オーロラ光学観測機器の設置・運用を行い、打上げタイミングの判断に使いました。
2 月から米国アラスカ州・ポーカーフラットで打上げ運用が始まりました。観測機器を搭載する頭胴部は、動作確認試験を経て射点に移動し、モーター部と結合、保温処置、打上げリ
ハーサルと進みます。そして地上観測点の準備が終わり、「あらせ」も磁気圏の朝側にいる 2 月 24 日、新月をはさんで 2 週間の打上げ期間に入りました。
LAMPの観測時には、ロケット飛翔軌道の下に脈動オーロラが現れないといけません。そのため打上げタイミングの決断には、最高高度到達点直下付近でのオーロラ地上観測が必要です。ところがこの地上観測点（ベネタイ）はとても小さな集落です。インターネットも不安定で、射場との連絡はイリジウム衛星携帯電話などに限られます。最終的に打上げを判断する射場
では、ベネタイの観測データをリアルタイムで見られません。

ベネタイにはオーロラの専門家（電通大・細川先生）が張りつき、オーロラの高速
撮 像デ ー タ を 見 て
チャットで状況連絡
してもらいました。
3 月 5 日夜半過ぎ、 ポーカーフラットにあるサイエンスオペレー
ションセンター前で。打上げ数時間前。
射点上空に活動的なカーテン状オーロラが現れました。脈動オーロラはこのオーロラが出た後に現れることが多く、期待が高まります。そして午前 2 時過ぎ、ベネタイ上空に高速変動する脈動オーロラが出現との連絡があり、打上げ決行となりました。ロケット飛翔中、ベネタイでも射点でも全天で高速変動する脈動オーロラが確認され、まさにオーロラに命中でした。
AICはシステム機器搭載部の下部に下向きに搭載されており、モーター部が分離されるとロケット下部に広がるオーロラ発光
領域を撮像できます。AICは脈動オーロラの高速変動を何度も捉え、HEPもマイクロバースト現象を検出、MIMも磁場変動を観測し、すばらしい観測となりました。
LAMP実験にはNHKの取材が入りました。今後コズミックフ
ロントで放送予定とのことです。
（浅村 和史）

第53回月惑星科学会議（LPSC）
今年 3 月、米国テキサス州ヒューストンで第 53 回の月惑星科学会議（Lunar and Planetary Science Conference; 略称LPSC）に現地参加してきました。新型コロナウイルス感染症パンデ
ミックによって、2020 年は中止、2021 年はオンライン開催となったLPSCも、今年は久しぶりに現地での講演を含むハイブ
リッド形式での開催となりました。例年1,500 ～2,000人程度が参加するLPSCですが、今年の現地参加者は500人程度だった
そうで、いつものような賑やかさはありませんでしたが、会場のあちらこちらで参加者同士が再会を喜ぶ姿が見られました。

リュウグウサンプル特別セッション座長席での筆者とNASA Mike Zolensky
博士（廣井 孝弘博士が撮影してくださいました）。

4

ISASニュース

2022. 4

No.493テキサス州では現在、マスク着用が義務付けられていないそうですが、学会会場ではマスク着用が義務付けられるなど、慎重な感染症対策が取られていました。また、参加者ごとに「握手OKです」、「肘タッチにしてください」、「距離を取ってください」というシールを名札に貼るなどの対応もされていました。
初日の午前には「はやぶさ 2」が持ち帰った小惑星リュウ
グウサンプル の 分 析 成 果 が 報 告 さ れ た スペシ ャ ルセ ッ シ ョン「Analysis of Pristine Returned Samples from Small Bodies:
Ryugu, Bennu, and More」が開催されました。
「はやぶさ 2」初期分析チームからはポスターを含め、60件を超える発表をおこないました。現地会場での講演とオンラインでのリモート講演で構成されたリュウグウセッションでは、質疑（これも会場からとZoomのチャットから）も盛況で、小惑星リュウグウが何者であるかを世界中で共有することができました。筆者は座長として参加し、初日最初のハイブリッドセッションだったた
め、予期せぬトラブルが起こらないかヒヤヒヤしながらではありましたが、多くの参加者がリュウグウサンプルの成果を喜んでいるのを見て、サンプルが無事に持ち帰られて本当によかったと思うと同時に、太陽系科学がまた一歩進んだことを実感しました。スペシャルセッションは翌日午前にも通常セッションの枠を利用して続き、リュウグウサンプルの分析に関して、多くの成果発表がおこなわれ、盛り上がりました。時差のある日
本から、深夜に講演してくださった多くの皆さん、おつかれさまでした。ありがとうございました。
（橘 省吾）

はやぶさ2プロジェクト終了の最終手続きへ「はやぶさ 2」が地球に小惑星リュウグウのサンプルを届けてから、早くも 1年以上が過ぎました。探査機の方は、“ 拡張ミッション ”と称して新たな目標に向けた運用を行っているところですが、はやぶさ 2 プロジェクトとしては、2021年度いっぱいを目処として終了することになっています。そのプロジェクト終了のための手続きが進められています。
プロジェクトを立ち上げるときには、何回もいろいろなレベルの審査を受け、その審査をすべてクリアしなければいけない
わけですが、終了するときにも「終了審査」というものを受けます。
「はやぶさ 2」の場合には、拡張ミッションに引き継ぐこともあり、通常の手続きに加えていくつかの追加の審査を受けました。
まず、去年（2021年）の 10 月には、拡張ミッションへの「プロジェクト移行審査」というものと「定常運用終了審査その 1」というものを受けました。探査機の運用は継続して行われていたわけですが、まずは拡張ミッションに正式に移行してよいと認
めてもらうための審査を受けたわけです。探査機の状況が拡張
ミッションを行える状態であることや、これまでの探査機運用で識別されたリスクや発生した諸事項に対して適切な処理がされており、教訓や知見がきちんと整理されているかが確認されました。
そして、今年の 2 月から 3 月にかけて、「定常運用終了審査その 2」を 受 け まし た。
「その 2」の審査では、プロジェクトが 当 初目指していた成果を
きちんと挙げることができたのかという 「定常運用終了審査その 2」のときの会議室の様子。審 査 会は対面およびオンラインのハイブことに重点が置かれ リッドで行われたため、会議室は閑散としていまし た。事 前 に サク たが、オンライン上では多数の参加があった。
会場に集まった多くは、はやぶさ2プロジェク
セ スクライテリアとトのメンバーである。
いう成功基準が決められていましたが、すべて達成されたことが確認され、特にサイエンス（科学）の成果については、審査会で詳しい議論がなされました。また、技術や科学以外の社会的な貢献や人材育成のような貢献についても審査が行われました。
以上の審査会を通して特に大きな問題点は指摘されませんでしたので、さらにもう1つの審査を経ることで、はやぶさ 2プロ
ジェクトは無事終了となります。プロジェクトチームが発足したのが 2011年 5 月ですから約 11年間、あるいは「はやぶさ 2」の検討が始まったのが 2006 年からですからそこから数えれば 16
年間のプロジェクトが終了になるわけです。ですが、探査機としては、まだまだ運用が続きます。これからも「はやぶさ 2」は新たな挑戦をし続けていきます。
（吉川 真）

Nancy Grace Roman宇宙望遠鏡
NASAが 2026 年の打上げを目指すNancy Grace Roman宇宙望
Roman望遠鏡の科学データを最大限利用し観測精度を高める
遠鏡（以下、Roman望遠鏡）は、宇宙の加速膨張、そして太陽系ために必要な協力です。Roman望遠鏡で求められるデータ送信
外惑星研究という人類視点でも重要な課題に挑む宇宙望遠鏡計
は150 Mbps から最大 500 Mbps までと、これまでの太陽 ー地球画です。宇宙研および日本の研究チームはRoman望遠鏡計画に、 L2 軌道の科学衛星とは桁違いに大きく、そのため「K帯」（周波数（1）コロナグラフ装置の偏光機能およびマスク基板という光学素26 GHz付近）を用います。JAXAが建設し 2021年に運用を開始し子の提供、（2）JAXA地上局によるデータ受信協力、（3）すばる望ている美笹深宇宙用地上局では、54 mアンテナを使って深宇宙
遠鏡（国立天文台）とPRIME望遠鏡（大阪大学）を用いたRomanと探査で用いられるKa 32 GHz帯の受信が可能ですが、K帯についの協調観測の実現、という課題を掲げて参加しています。
ては、アンテナは十分な性能を持っているものの、データ受信
コロナグラフ装置は10 億分の1という高コントラストで系外機能はありませんでした。そこで、JAXA追跡ネットワーク技術
惑星の直接観測の実証に挑みますが、偏光観測については、高センターとの協力で、美笹局にK帯の受信システムを整備し、こ精度の偏光機能のアイデアを日本が提案し、実際に偏光光学素れによってRomanのデータの受信を行います。2022 年 4 月に子を製作して提供するものです。恒星と惑星の偏光の違いを利は、美笹局K帯受信システムのシステム要求・定義審査、そして、用して惑星をより検出しやすくすることや、デブリ円盤や原始
ISAS Roman計画全体の（部門内）プロジェクトへの移行審査が予
惑星系円盤の構造を、より詳細に観測すること可能にします。 定されています。
（山田 亨）
2021年10 月には、実際のフライト用 の 偏 光 光 学 素子を製作しNASAに送付しま し た。 現 在、 コロナグ
ラフ装置の一部として組
み込まれて様々な試験に供されているところです。
地 上 局 の 協 力 も、 単に通信時間を融通し合Wollastonプリズムを用いて直交する偏光像を取得し、差し
JAXA美笹深宇宙探査用地上局 54 mアンテナ。
う と い う こ と で は な く、 引きにより高コントラストの観測を実現する。

ISASニュース

2022. 4

No.4935

2021年度特別公開をオンラインで実施「年度内、桜の頃に、オンライン」という藤本 正樹 広報・普及主幹からの一命を皮切りに 2021 年度特別公開の準備は始 動 し ま し た。 主 な 形 式 はYouTubeライブ＋ Zoomウ ェ ビナーと前年度の実績を活かしつつ、配信拠点となる広報スタ
ジオの整備や、一部現地イベントとして宇宙学校さがみはらとの同時開催、生協の臨時営業、そして相模原市との協力によるフードトラックの導入など新たな試みも盛り込みました。また有志を募って編成した実行委員メンバーも教育職・一般職・大学院生と前年度以上に幅が広がりました。オンラ
インでありながらできるだけ宇宙研の研究者、職員、学生の生の声と温度、そして楽しさが伝わることを目指し、スタッフ手作りでのイベント準備を進めました。
前 回よりも 早 い 始 動 だったにも関 わらず 準 備 は ギリギリになりましたが、当日は 想定内の配信トラブル程度で済み、無事に駆け抜けることができました。YouTube
再生回数は開特 別 公 開オンライン配 信 を や り 遂 げ た 実 行 委 員メン
催から2週間バーの安堵の表情。

で合計 1 万 2 千回と前年度と同程度で、コメントやアンケートでも大変なご好評非常に高い評価を数多くを頂きました。一方で、コロナ禍でオンラインイベントが飽和しつつあるためか、残念ながらライブでの参加者数は減少傾向でした。今後のオンラインイベントでライブ参加への意欲・満足感を高める方策として、 ロケット打上げや衛星クリティカル運用のタ
イミングと合わせた開催や、アバターやVRを駆使した双方向対話に特化したプラットフォームの活用などの検討が必要と感じました。アンケートでは遠方居住者を中心にオンライン
開催を歓迎する声と、現地開催の復活を待ち望む声がどちらも多く寄せられました。両者の良さをそれぞれ活かした情報
発信・対話の場を持てるように引き続き関係者で検討していきます。
イベント自身の成功もさることながら、その準備・実行で得られた実行委員メンバー同士のつながりも大きな成果と言えます。メンバーにはこの 2 年以内に宇宙研へ来たという若手も多く、コロナ禍で雑談機会が失われている中で、まさに「大人の文化祭」の準備は宇宙研横断でつながりを生む絶好の機会でした。このチーム作りの形は将来ミッションの創出にも通じるものであり、今後も特別公開にとどまらず様々な活動を継続していく予定です。最後に、ご参加・ご視聴頂いた皆様に御礼申し上げるとともに、番組出展者、広報関係者、そして実行委員には心より感謝致します。
（村上 豪）

第14回宇宙科学奨励賞 鳥海 森氏と松岡 健氏に授与
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14 回目となる今年
度は、JAXA宇宙科学研究所 国際トップヤングフェロー 鳥海 森
氏（理学分野）と名古屋大学大学院 工学研究科 航空宇宙工学専
攻 准教授 松岡 健氏（工学分野）に宇宙科学奨励賞が授与されました。
鳥海氏への授賞の対象となった研究業績は「衛星観測データを駆使した太陽の磁気活動現象の解明」です。鳥海氏は太陽活動現象の原因となる活動領域磁場形成について観測・理論シミュ
レーション両面から挑み、それを有機的につなげることで余人に代えがたい実績をあげてこられました。さらには、研究の幅を恒星表面の磁気活動現象に広げ、恒星黒点の磁気的・熱的構
造を観測的に探る方法を提案しておられます。我が国の次期太陽観測衛星として検討が進んでいるSolar-C計画においても、米欧のパートナーとやりとりしながら活躍されています。
松岡氏への授賞の対象となった研究業績は「革新的デトネー
ション制御手法の提案とデトネーションロケットエンジンのシ
ステム実証」です。松岡氏はデトネーション波生成手法について
多数の革新的アイディアを発案し、それらの有効性を実証研究にて示し、デトネーションロケットエンジンの性能向上に大きく貢献してこられました。また、2021年 7 月に観測ロケットS- 520 31号機を用いて行われた宇宙環境下での実証実験においても、

6

ISASニュース

2022. 4

No.493

前列左が理学部門受賞者の鳥海 森氏、右が工学部門受賞者の松岡 健氏（写真提供：文教ニュース）。

搭載したパルスデトネーションエンジンと回転デトネーションエ
ンジンを含む中核部の責任者として、同実験を牽引されました。
当振興会は今回受賞された鳥海氏と松岡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。表彰式は、3 月8日にご来賓、関係者列
席のもと、都内のホテルにて開催しました。式中に受賞者による受賞記念講演も行われ、その様子はオンラインでも配信しました。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 6 月号および 7 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）

宇宙科学の未来を
切
連載
り
拓
く

の集

団

― 科学衛星・探査機のことならおまかせください ―第 3 回術の向上を図り、同時に、将来の科学ミッションに必要とされる熱に係わる専門技術の研究開発を進めています。ISASの各ミッションの熱制御サブシステムの開発研究に参加している他、先進的な熱制御技術を研究開発しミッションに応用しています。
最近では極低温熱制御技術の研究開発に力を入れています。
構造・機構グループ（技術リーダ：峯杉 賢治教授）では、科学衛星・探査機及びロケットの機体全体から搭載機器までの構造・機構を担っています。ミッション要求を実現するためには、
構造・機構に関する要求仕様の明確化から始まり、構造・機構
様式の選定、荷重条件や機械環境条件の設定、強度・機能試験等々を行う必要があります。更に、近年は、軌道上での温度変動や微小擾乱に対して高精度で形状や指向方向を維持できることや、水星近傍の高温環境や液体ヘリウムによる極低温環境においても所定の機能を有すること、粉塵が舞い上がってもサン
プル搬送ができることなど、ミッションの高度化に伴い、構造・機構に対する要求も厳しくなっています。本グループは専門的な知識と技術を礎として、一般的な技術課題の解決から挑戦的な構造・機構の実現までを熱や材料等のグループと協働して取専門・基盤技術グループ（後半）り組み、プロジェクトを支えています。

推進系グループ（輸送系分野）（技術リーダ：徳留 真一郎准教

衛星の構造重量の一層の軽減が求められており、複合材料や授）は、宇宙科学・探査を支える宇宙輸送機の推進系の研究・

セラミックス、といった高強度軽量材料や形状記憶合金といっ開発を担っています。その活動には、探査の自在性と頻度を向た機能材料の宇宙機への適用に向けた研究開発を進めていま上させるキックステージの固体推進系、将来の競争力ある宇宙

す。また、探査機や衛星の開発時に生じる様々な不具合事象に往還機を実現するためのロケットとジェットエンジンを有機的に対応し、解決に導いています。最近ではサンドイッチパネルの材料グループ（技術リーダ：後藤 健准教授）では、探査機・組み合わせた複合サイクル推進系の実証研究が含まれます。ま接着工程不良、CFRP構造体の遅れ破壊、セラミックス鏡の表たイプシロンロケットの低環境負荷を実現する将来計画や設計面精度不良、太陽電池パドルの熱サイクル試験の温度範囲逸評価にも貢献を続けており、近年は宇宙往還機の高頻度再使用

脱、固体ロケットモータの長期保管後の使用時の課題などに対の実現に向けたRV-Xの実証研究にも貢献しています。以上の活応しています。グループのメンバーはそれぞれ金属、セラミッ

動は、ISASにおける宇宙輸送系の中長期目標である「多様な宇宙

クス、複合材料、高分子材料と幅広い分野の専門知識を有して科学の世界をカバーする軌道間輸送ネットワークを構築する」こいます。

小川 博之（おがわ ひろゆき）とを達成する戦略的な取組みの一環となっています。
推進系グループ（衛星・探査機分野）（技術リーダ：澤井 秀次

基盤技術領域では、相模原キャンパス北西に位置する構造郎教授）は、推進系の専門技術をもって、プロジェクトやワーキ

機能試験棟・飛翔体環境試験棟での試験技術・設備開発／運ンググループ活動に参加しています。衛星の軌道制御や姿勢制用や清浄度技術開発を活かした試験棟開発・運用・改修、各御に用いる衛星推進系（化学推進及び電気推進）の検討の初期段

プロジェクトへの試験・計測技術支援で宇宙科学ミッションを階から機器開発、射場作業、地上運用、軌道運用まで、全ての支えている技術組織です。

フェーズに関与、貢献しています。宇宙科学研究所の衛星・探旧基盤技術グループでは、研究系教育職と一般職技術職員

査機の化学推進・電気推進の研究開発に加え、E T S -9のホールで構成された系統別での試験設備の裁量運用で、かつての宇スラスタの開発支援や低毒性推進系の研究開発など、他部門と宙研プロジェクトでは機能しやすい運用システムでした。しか強く連携して活動しています。

し、近年の多様化したプロジェクトや技術のフロントローディ

熱・流体グループの空力分野（技術リーダ：山田 和彦准教授）

ング推進の中で、宇宙科学ミッションを支える技術組織として

は宇宙科学の基盤となる分野です。空力分野では、ロケット、機能させる為には従前の運用システムの改革が必要と判断し、大気圏突入機、惑星航空機など、大気圏内を飛行する飛行体の宇宙機組立試験設備運用システム改革を実施しました（試験棟

設計・検証のために、飛行体の周りの流れを理解するための研の総合的な一元化管理運用：専 門・基盤技術グループ 伊藤 文

究を行っています。低速から超高速領域までの様々な速度域の成・荒川 聡、科学推進部 立川 誉治、青柳 孝* で活動、2021

各種風洞試験設備、スーパーコンピューターを利用した流体シ

年10月理事長賞受賞）。また、メンバーは観測ロケット・再使

ミュレーション、大気圏突入時の空力加熱に対する熱防御シス用ロケット（RV-X）
・衛星開発などの実験技術支援（内之浦・能代・

テム評価装置、大気球や観測ロケットを使った飛行試験など、

相模原・あきる野等）でJAXAプロジェクトを横断的に支えてい様々な設備や蓄積された知見・経験を活かし、新しい飛行体をます。

生み出していくことで、宇宙科学の発展に貢献しています。
熱・流体グループの熱分野（技術リーダ：小川 博之教授）は、今後も基盤技術領域では、第一・第二技術領域や研究開発部門と連携して、開かれた宇宙機組立試験設備・試験棟を継熱の分野の専門技術をもってプロジェクト等の活動に主体的に続発展させ、JAXA横断的な研究開発体制の構築と低コスト化貢献しています。またそれらの活動を通じて専門知識や専門技に貢献して行く計画です。

伊藤 文成（いとう ふみなり）* 現鹿児島宇宙センター
ISASニュース

2022. 4

No.4937

宇宙・夢・人S p a c e

H u m a n

D r e a m

宇宙飛翔工学研究系 准教授

徳留 真一郎（とくどめ しんいちろう）
1965 年、鹿児島県生まれ。東京大学大学院工学系研究科博士課程修了。1995 年、宇宙科学研究所助手。2007 年より現職。専門は宇宙推進工学。

ロケットを普通の乗り物にまたジェットエンジンは、ロケットエンジンに比べて静かです。

イーロン・マスクに「やられた 」と「 頑張れ」

ロケットエンジンのみのスペースX社の再使用ロケットなどに対し──どのようなことに取り組んでいるのですか。

ては、輸送効率だけでなく乗り心地でも差を付けられるでしょう。

これまではロケット一筋で、M-V 型やイプシロン試験機の開発、

──燃料に液体水素を使うのは、なぜですか。

運用に携わってきました。並行してこの15年ほどは、宇宙ロケッ

液体水素は、実用的な燃料としては最も低燃費で高性能です

トの将来計画を立て、それを実現する道筋を検討し実行に移すが、温度がマイナス 250℃程度と低いため取り扱いが難しく、ま作業に取り組んでいます。

た燃料としてあまり普及していないので高価です。しかし日本は今、国を挙げて地球環境問題への対応策の1つとして水素燃料の──将来のロケットとは？
旧来のロケットは使い捨てなので、打上げにかかる費用が非常普及を目指す研究や開発を進めています。社会全体で水素燃料に高額でした。最近アメリカのスペースX社が、部分的に再使用が使われるようになれば、取り扱いの技術は進歩し、生産量は桁できるロケットを開発して実用化しています。一方、永年活動し違いに増え、価格も下がるはずです。イーロン・マスクは水素燃ている宇宙研の研究チームでは、機体全ての再使用化を目指し

料の将来性を否定するような発言をしてきているので、日本だかた研究を進めています。ただし機体の再使用だけでは効果が小らこそ団結して実現できる再使用ロケットだと考えています。

さいので、完全再使用の機体を大量につくり頻繁に打ち上げる──どのような用途を想定しているのですか。

ことで費用を大幅に削減することを目指します。それによって、宇宙研の研究チームでは、世界をリードできるロケット技術

ロケットはたくさんの人や物を運ぶ航空機やトラックのような普を次世代の新しい観測ロケット、「新観測ロケット」として実用通の乗り物になる──そういう世界をつくろうとしています。

デビューさせようと検討を進めています。現在の日本の観測ロ

私は学生時代、スペースプレーンと呼ばれる有翼式の再使用

ケットは機体が海に落下してしまうので搭載した高価な観測機器

ロケットへの搭載を想定したエンジンの研究をしていました。そを1回しか使えませんが、新観測ロケットではそれを何回も使えのときから今まで「再使用ロケットを実現したい」という志を忘てデータも全て取得できます。さらにジェットエンジンの利用にれたことはなく、チャンスを待っていました。

よって、観測機器に求められる振動試験などの基準も緩和できて──スペースX社の開発をどのような思いで見ていましたか。
再使用ロケットの開発は難しく、膨大な開発費用をかけて実現

利用者側の開発負担を大きく減らせるはずです。それならばこんなことにもあんなことにも使えると、皆さんのイマジネーションできたとしても需要はあるのかと言う人もいます。そうした中、が働いて、利用が大きく広がることを期待しています。そしてそイーロン・マスクがスペースX社を設立し、巨額の資金を投じの先 2030 年代のうちに、日本が目指す人や物を大量に輸送できて部分再使用のロケットをつくり実用化してしまった。
「やられる完全再使用型ロケットの実現に大きく貢献するというのが、現た！」と思ったのと同時に「頑張れ！」とも思いました。再使用ロ

在の目標です。

ケットが脚光を浴び、時代がそれを必要としていることも示されたと強く感じるので、彼には感謝しています。

ロケットの美学が変わる──ロケットの魅力は？

日本が目指す水素社会との連携

ロケットが轟音を立てながら宇宙に向かって飛んでいく姿を見── 宇宙研で 研 究している再 使 用ロケットの 特 徴は？
液体水素を燃料とする点、そして世界をリードする推進系技術ていると、衝撃が伝わってきて、体はもちろん、魂まで揺さぶられます。それを一度味わうと、やみつきになってしまいます。

として、ロケットエンジンとジェットエンジンを有機的に組み合発射台から打ち上げられたら二度と戻ってこない。そのはかなわせた複合サイクルエンジン、エアターボロケット（ATR）を搭載

さがロケットの美学でした。再使用ロケットは戻ってきます。正する点です。ロケットエンジンは燃料を燃やす酸化剤にロケット

直、おかしな感覚です。ロケットは、今まで特別な乗り物でしたに積む液体酸素を使い、ジェットエンジンは大気中の酸素を使いが、頻繁に打ち上げられ、しかも戻ってくるようになると、もうます。そのため大気を使える高度でジェットエンジンを用いれば、特別な乗り物ではなく航空機と同じ普通の乗り物です。ロケット

液体酸素の積載量を減らせて機体を軽量コンパクト化できます。

の美学も変わっていくことでしょう。

ISASニュース

編集後記

2022年4月号

ISSN 0285-2861

2022 年度がスタート。コロナ禍の混乱から早くも 2 年が経った。
リモートをうまく活用することを活動に取り入れてきたが、オンサ
イトでの国際会議や活動も始まりつつある。
様々な困難を工夫で克服してさらなる発展を目指したい。

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
藤本 正樹
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 トリッド〒 252-5210 神奈川県相模原市中央区由野台 3-1-1（清水 敏文）ISASニュースはインターネットでもご覧いただけます。▶https://www.isas.jaxa.jp/
8No.493

ISASニュース

2022. 4

No.493

宇宙科学研究所

TEL: 042-759-8008